• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.115-124
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• 2009

본 연구에서는 구조물에 발생하는 변상 진전 특성을 수치 해석적으로 평가할 수 있는 기법을 새롭게 개발하기 위한 연구를 수행한 것이다. 이를 위해서, 변상발생 메커니즘을 토대로 하여, 인장균열 발생 후, 휨압축에 의한 압축손상까지를 해석에 반영하였다. 특히 인장균열이 발생하고나서 압축손상이 발생하기까지의 해석 단계를 위해서는, 등가소성힌지길이 개념을 새롭게 도입하여, 균열의 진전을 해석하게 된다. 등가소성힌지 길이개념을 도입함으로써, 균열발생단면에 대한 단면력, 즉, 축력과 모멘트를 균열폭과 관계지어 균열폭의 확장을 추적해 나가게 된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.106-114
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• 2009

본 논문은 연속철근 콘크리트포장의 장기 공용성을 향상시키는데 핵심요소인 균열폭에 기초한 철근설계에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 텍사스 지역의 21개 주요 도시를 선정하여 지난 10여년간의 온도데이터를 수집하고 수집된 데이터는 PavePro에 의해 제로스트레스 온도가 계산되었다. 계산된 제로스트레스 온도와 콘크리트 최저온도와의 차를 설계온도로 하여 CRCP 프로그램에 의해 균열폭이 수치해석 되었다. 수치해석에 사용된 변수는 콘크리트 슬래브의 두께, 콘크리트의 열팽창계수, 철근비 및 설계온도로서 총 448개의 조합변수가 해석되었으며 각각의 변수조합으로부터 해석된 결과를 회귀분석 하였다. 회귀분석된 결과는 회귀식에 의해 최소 균열폭에 대한 철근량이 역계산 되었고 이로부터 슬래브의 두께, 콘크리트의 열팽창계수, 설계 온도에 대한 철근비와 철근간격을 계산하여 설계표를 제시하였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.100-109
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• 2020

Pipelines subjected to ground movement would be easily exposed to large-scale deformation. Since such deformations may cause the pipeline failure, it is important to ensure the safety of pipelines in various operation conditions. However, crack in weld metal have been considered as one of the main causes that can deteriorate the structural integrity of the pipeline. For this reason, the structural integrity of the pipe containing the crack in the weld should be obtained. In order to assess cracked pipe, J-integral and crack-tip opening displacement(CTOD) have been applied widely as the elastic-plastic fracture mechanics parameters representing crack driving force. In this study, engineering solutions to calculate the J-integral and CTOD of pipes with a circumferential outer surface crack in the weld are proposed. For this purpose, 3-dimensional elastic-plastic finite element(FE) analyses have been performed considering the effect of overmatch and width of weld. The shape of the weld was simplified to I-groove, and axial displacement was employed as for loading condition. Based on FE results, the effects of crack size, material properties and width of weldment on J-integral and CTOD were investigated. Additionally, the J-integral and CTOD for I-groove were compared with those for V-groove to examine the effects of the weld shape, and a proportionality coefficient of J-integral and CTOD was calculated from the results of this paper.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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• pp.369-372
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• 2006

In this paper, analysis method of HPFRCC is proposed as predicting properties flexural behavior. For analyzing HPFRCC beam, properties of strain-hardening, multiple cracking, and crack spacing control are considered as non-homogeneous material properties of the beam. This paper focused on the deflection, maximum moment of the flexural beam, distribution of crack width with the monte carlo simulation.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.30-37
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• 2023

PSCB 거더교는 상하부 플랜지와 복부가 일체화된 폐합된 단면으로 일반적으로 거더와 바닥판이 분리된 교량과 구조적 특성이 상이하여 PSCB 거더교의 특성을 반영한 유지관리 방안이 필요하다. 고속도로 PSCB 거더교의 정밀안전진단 보고서를 수집하여 손상 유형을 분석한 결과, 공용 중 발생되는 열화·손상은 대부분 상부플랜지에 집중되어 있다. 특히 상부플랜지 하면의 교축방향 균열은 분석대상 PSCB 거더교의 약 70 %에서 발생되었고, 이는 외부하중에 의한 구조적 균열 보다 수화열, 건조수축 등 간접하중에 의한 균열로 판단된다. 공용중인 PSCB 거더교의 내구성 향상 및 유지관리 비용 절감 등을 위해서는 설계단계부터 구속 건조수축 균열의 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 PSCB 거더교 상부플랜지 하면 균열의 주요 원인인 구속 상태에서의 건조수축으로 인하여 발생되는 균열에 대하여 Gilbert Model을 이용하여 직접 계산하고, 철근량, 철근직경 및 간격 등 영향인자를 분석하였다. 분석결과, 간접하중으로 인하여 발생되는 균열폭은 H16 철근 기준 철근비 0.01 이하, 철근비 0.01 기준 H19보다 직경이 큰 철근의 경우 허용 균열폭 0.2 mm를 초과하는 것으로 나타났으며, 최종적으로 균열폭 검토 결과를 바탕으로 PSCB 거더교 상부플랜지의 균열폭 제어 방안을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.68-75
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• 2021

본 연구에서는 콘크리트의 균열조건에 따른 수분 흡수 현상을 해석적으로 분석하였다. 흡수 시간의 증가에 따라 콘크리트 표면을 통해 흡수되는 수분의 양을 실험적으로 분석한 기존 연구 결과들을 바탕으로 2차원 유한요소해석 모델을 개발하였다. 고려된 균열조건은 균열 폭(0.1 mm, 0.3 mm), 균열 깊이(0 ~ 250 mm), 균열 간격(0 ~ 200 mm)이며 총 30개 모델에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 수행한 결과, 콘크리트 균열부의 수분 흡수량 증가에 중요한 영향을 미치는 조건은 균열 폭 및 균열 깊이의 변화로 확인되었다. 또한 비균열 조건의 콘크리트에 비해 균열부에서 추가로 흡수되는 물의 양을 정량적으로 분석하기 위하여, 균열부 수분 흡수계수(S_crack) 개념을 도입하고 이를 추정하기 위한 예측 식을 제안하였다. 균열 깊이에 대한 분석 결과, 콘크리트 균열 폭과 관계없이 균열 깊이 150 mm 이하에서는 균열로 인한 수분 흡수가 활발하게 발생할 수 있음을 확인하였다. 따라서 외부에 노출된 철근콘크리트 구조물은 제설제와 같은 수용액 등의 흡수로 인하여 철근 부식이 발생할 수 있음을 고려하면, 실제 시설물의 균열 조건을 파악하기 위해서는 시설물의 점검 및 진단 시에 기존 균열 폭에 대한 조사뿐만 아니라 균열 깊이에 대한 조사도 함께 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권6호
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• pp.24-33
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• 2000

This paper investigates the relationship between J-integral and crack tip opening displacement, ${\delta}_t$ using Gordens results of numerical analysis. Estimation were carried out for several strength levels such as ultimate, flow, yield, ultimate-flow, flow-yield stress to determine the influence of strain hardening and the ratio of crack length to width on the $J-{\delta}_t$ relationship. It was found that for SE(B) specimens, the $J-{\delta}_t$ relationship can be applied to relate J to ${\delta}_t$ as follows $J=m_j{\times}{\sigma}_i{\times}{\delta}_t$ where $m_j=1.27773+0.8307({\alpha}/W)$, ${\sigma}_i:{\sigma}_U$, ${\sigma}_{U-F}={\frac{1}{2}} ({\sigma}_U+{\sigma}_F$), ${\sigma}_F$, ${\sigma}_F}$ $Y=({\sigma}_F+{\sigma}_Y)$, ${\sigma}_Y$

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권5호통권57호
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• pp.142-148
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• 2009

이 논문에서는 3축 가력상태에 놓인 박스형 암거의 극한파괴실험을 실시하고 박스형 암거의 파괴거동 특성을 파악하고 하중증가에 따른 균열폭의 변화를 측정하였다. 현실적인 외압상태를 모사하기 위해 상부 및 좌,우측부에서 동시에 가력할 수 있는 3축 가력시스템을 이용하여 하중을 재하 하였다. 하중 증가에 따른 상부슬래브 및 좌,우측 벽체에서의 균열양상을 관찰하였으며 상부슬래브에서의 균열폭 증가량을 정량적으로 측정하였다. 이를 통해 균열폭 증가에 따른 구조손상도를 실험적으로 정량화시켜 박스형 암거의 구조내력저하지수를 실험적으로 추정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.139-146
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• 2002

A analysis of crack behavior in RC member was performed by nonlinear finite element method. Two crack models were used in F.E.M.(finite element method): one was FCM (the fixed crack model) and the other was RCM (the rotated crack model). Based on parametric study, the ratio of shear steel, strength of concrete, and a/d(shear span/effective depth) were compared with test results of references. According to the test results, when the member behavior was affected by the shear or diagonal tension, RCM was reasonable. However, when the behavior was affected by the flexibility, FCM was more appropriate. In addition, each crack model behavior for the change of shear steel ratio, the increase of strain energy was constant in FCM, but it was different in RCM because of diagonal crack distribution and crack width. Since the strength of concrete is affected not only by shear but also by flexural strength, each crack model behavior yields similar results.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.41-50
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• 2020

콘크리트 구조물의 균열은 장기간 지속 시 철근의 부식을 촉진시키므로 구조적 사용성을 보장하고 열화를 방지하기 위해 정기적인 현장 점검이 필수적이다. 대부분의 시설물 안전점검은 육안 검사에 의존하고 있어 비용과 시간 소모가 심하고 점검자에 따라 결과의 신뢰도 차이가 발생한다. 본 연구에서는 카메라로 촬영된 균열의 이미지 분석을 통해 콘크리트 균열의 폭과 길이를 측정하는 장치로서 안전진단 및 유지관리에 사용할 수 있는 휴대용 측정 장치를 개발하였다. 이 장치는 측정자가 육안으로 발견한 균열을 가까운 거리 (3m) 이내에서 촬영하고 레이저 거리측정으로 단위 픽셀크기를 정확히 산정하여, 본 연구에서 개발한 이미지 처리 알고리즘으로 균열 길이와 폭을 자동으로 산정할 수 있다. 측정결과 실험에 적용한 균열 이미지를 이용하여 3m 거리 이내에서 0.3mm 균열의 길이 측정은 약 10% 오차 범위에서 측정 가능하였다. 균열 폭의 경우 이진화 과정에서 진동 및 Blurring에 의한 주변픽셀을 검출해 과대평가되는 경향을 나타내었으나, 균열 폭 감소함수를 적용하여 효과적으로 보정할 수 있었다.