• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.345-356
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• 2010

직접전단과 불균형모멘트를 재하받는 슬래브-기둥 내부 접합부에 대한 대체설계방법이 개발되었다. 슬래브-기둥 접합부는 뚫림전단파괴에 앞서서 휨균열에 의해서 손상을 받으므로, 이 연구에서는 위험단면의 압축대에서 대부분의 전단저항이 발휘된다고 가정하였다. 뚫림전단강도의 산정을 위하여, 슬래브 휨모멘트와 불균형모멘트에 의해서 유발되는 압축수직응력의 영향을 고려하였다. 압축수직응력과 전단응력 사이의 상관관계를 고려하기 위하여, Rankine의 콘크리트 재료파괴기준을 사용하였다. 제안된 강도모델은 실험 결과와의 비교를 통하여 검증하였다. 검증 결과, 제안된 설계방법은 ACI 318과 Eurocode 2 보다 우수한 강도추정능력을 가지고 있으며 직접전단 또는 직접전단-불균형모멘트 복합하중을 재하받는 슬래브-기둥 접합부의 설계에 사용될 수 있다는 점이 밝혀졌다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.159-168
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• 2011

이 연구에서는 뚫림 전단을 재하받는 전단 보강/전단 무보강 슬래브-기둥 내부 접합부와 기초판에 대하여 개선된 설계 방법을 개발하였다. 슬래브-기둥 접합부와 기초판의 다양한 파괴 메커니즘(경사 인장 균열 파괴, 전단 보강근의 항복, 콘크리트 압축대/스트럿의 압축 파괴)을 고려하여 뚫림 전단강도를 산정하였다. 콘크리트 위험 단면에 작용하는 뚫림 전단은 대부분 콘크리트 압축대에 의하여 지지된다고 가정하였으며, 콘크리트 압축대의 뚫림 전단강도는 압축 수직 및 전단의 조합 응력을 재하받는 콘크리트 재료 파괴 기준에 근거하여 산정하였다. 제안된 강도 모델은 실험 결과 와의 비교를 통하여 검증하였다. 검증 결과, 제안된 설계 방법은 전단 보강 및 전단 무보강 경우에 대하여 현행 KCI 설계기준 보다 우수한 강도 추정 능력을 가지고 있다는 점이 밝혀졌다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.149-152
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• 2008

구조설계기준에서, 슬래브의 최대 펀칭전단응력은 연직하중에 의한 직접전단과 불균형모멘트에 의한 편심전단의 조합응력으로 규정하고 있다. 이것은 슬래브에 작용하는 펀칭전단응력에 불균형모멘트의 영향을 반영한 것이다. 그러나 부재의 저항성능 즉 펀칭전단강도에는 슬래브의 불균형모멘트강도 영향을 전혀 고려하고 있지 않다. 본 논문에서는 이를 위하여 펀칭전단-불균형모멘트 상관모델을 제시하고 이를 2차원으로 표현하였다. 상관모델을 통하여, 슬래브의 펀칭전단강도를 결정하는데 있어 불균형 모멘트강도를 어떻게 반영할 것인지에 대한 방안을 제시하였으며 전단보강재가 불균형모멘트강도에 미치는 영향을 분석하고 이를 구조설계에 반영하기 위한 유효폭확대계수의 적용을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.523-530
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• 2008

구조설계기준에서, 슬래브의 최대 펀칭전단응력은 연직하중에 의한 직접전단과 불균형모멘트에 의한 편심전단의 조합응력으로 규정하고 있다. 이것은 슬래브에 작용하는 펀칭전단응력에 불균형모멘트의 영향을 반영한 것이다. 그러나 부재의 저항성능 즉 펀칭전단강도에는 슬래브의 불균형모멘트강도 영향을 전혀 고려하고 있지 않다. 본 논문에서는 불균형모멘트-펀칭전단 상관모델을 제시하였다. 상관모델에서 불균형모멘트와 펀칭전단의 하중영향 및 저항성능 관계는 2차원으로 표현된다. 상관모델을 이용하여, "슬래브의 펀칭전단강도를 결정하는데 있어 불균형모멘트강도를 어떻게 반영할 것인지"에 대한 방안을 제시하였다. 또한, 전단보강재가 불균형모멘트강도에 미치는 영향을 분석하고 이를 구조설계에 반영하기 위한 유효폭확대계수의 적용을 제안하였다. 본 논문에서 제시한 상관모델은 하중과 전단보강재에 따른 펀칭전단과 불균형모멘트 강도를 실제 거동에 가깝게 정의할 수 있고 슬래브의 휨지배파괴 또는 전단지배파괴의 최종적인 파괴모드를 쉽게 예측할 수 있어 슬래브의 구조적 거동을 예측하는데 매우 효과적이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.99-108
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• 2007

풍하중 및 지진하중등 횡하중이 작용하는 무량판 슬래브는 전단파괴와 같은 취성파괴를 지연시키기 위해서 충분한 전단강도와 연성능력을 보유하여야 한다. 본 연구에서는 반복 횡하중을 받는 무량판 슬래브의 전단강도와 변형성능을 고찰하기 위하여, 무보강 및 전단 보강된 총 4개의 내부기둥-슬래브 접합부를 실험하였다. 실험결과, 전단보강 슬래브의 이방향 전단강도는 무보강 슬래브보다 최대 1.5배까지 증가시켜 적용하는 콘크리트구조설계기준(KCI)과 ACI 318-02 기준은 중력하중만이 작용하는 경우에는 적절하나 조합하중 특히 횡하중의 영향이 클 경우에는 매우 불안전측 이었다. 한편, 변형성능 측면에서 슬래브-기둥 접합부의 1.5% 횡변위 성능을 확보하기 위하여 이방향 전단강도에 대한 중력하중비를 40%이하로 제한한 ACI-ASCE 352 위원회의 권고는 안전측인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.585-593
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• 2010

선행연구에서 제안된 변형률기반 전단강도모델에 근거하여, 슬래브-기둥 내부 및 외부접합부의 직접뚫림전단강도와 불균형휨모멘트강도를 정확하게 평가할 수 있는 강도모델을 개발하였다. 슬래브-기둥 접합부는 뚫림전단파괴에 앞서서 휨균열에 의해서 손상을 받으므로, 이 연구에서는 위험단면의 압축대에서 대부분의 전단저항이 발휘된다고 가정하였다. 슬래브 휨모멘트에 의해서 유발되는 압축수직응력이 콘크리트 압축대의 전단강도에 미치는 영향을 고려하기 위하여, 다축응력 상태에 대한 콘크리트 재료파괴기준을 이용하였다. 그 결과 위험단면의 전단성능이 휨손상의 정도에 따라서 정의되었다. 외부접합부는 비대칭적인 위험단면을 가지고 있으므로 하중재하방향을 고려하여 휨모멘트강도를 정의하였다. 실험 결과와 비교 결과, 제안된 강도모델은 현행 설계기준 보다 실험체의 강도를 더 정확하게 추정하는 것으로 밝혀졌다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권2호
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• pp.295-312
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• 2017

Cast in situ and grouted concrete helical piles with 150-200 mm diameter half cylindrical ribs have become an economical and effective choice in Shanghai, China for uplift piles in deep soft soils. Though this type of pile has been successful used in practice, the reinforcing mechanism and the contribution of the ribs to the total resistance is not clear, and there is no clear guideline for the design of such piles. To study the inclusion of ribs to the contribution of shear resistance, the shear behaviour between silty sand and concrete slabs with parallel ribs at different spacing and angles were tested in a large direct shear box ($600mm{\times}400mm{\times}200mm$). The front panels of the shear box are detachable to observe the soil deformation after the test. The tests were modelled with three-dimensional finite element method in ABAQUS. It was found that, passive zones can be developed ahead of the ribs to form undulated failure surfaces. The shear resistance and failure mode are affected by the ratio of rib spacing to rib diameter. Based on the shape and continuity of the failure zones at the interface, the failure modes at the interface can be classified as "punching", "local" or "general" shear failure respectively. With the inclusion of the ribs, the pull out resistance can increase up to 17%. The optimum rib spacing to rib diameter ratio was found to be around 7 based on the observed experimental results and the numerical modelling.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.482-493
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• 2003

횡하중을 재하받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥의 접합부의 취성적 거동으로 인하여 모멘트골조 구조보다 변형능력이 크게 부족하다. 본 연구에서는 슬래브의 변형능력을 연구하기 위해 비선형 유한요소해석을 이용한 변수연구를 수행하였다. 해석결과, 슬래브의 경간수가 증가함에 따라 슬래브의 변형능력이 크게 감소되는 것으로 나타났으며, 따라서 기둥과 슬래브로 이루어진 축소시험체를 사용하는 기존의 실험연구는 실제 연속슬래브의 변형능력을 과대평가하고 있으며 이에 근거한 현행 설계기준 역시 접합부의 변형능력을 정확히 예측하지 못하고 있다. 해석결과에 근거하여 슬래브의 변형능력을 평가할 수 있는 방법을 개발하였고 기존 실험결과와의 비교를 통해 검증되었다. 제안된 방법에서는 뚫림전단력의 크기 뿐 아니라 접합부의 뚫림전단성능과 형상 단면비, 슬래브 경간수 그리고 슬래브의 초기강성 등 주요 영향변수가 고려되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.167-177
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• 2009

본 연구에서는 터널 붕괴붕락의 유형 중 국부 암괴하중에 의한 숏크리트 라이닝의 파괴특성을 유한요소 해석을 통해 고찰하였다. 우선, 기존 터널 라이닝 파괴특성을 보다 체계적으로 파악하기 위하여 암반과 숏크리트체 강성비와 부착강도의 특성에 변화를 주어 총 9가지의 조건을 설정하였다. 각 조건에 대한 블록낙하실험(falling block test)환경에서 수치해석을 수행하여 파괴양상을 고찰해 보고 기존의 이론적 파괴 메카니즘과 비교/평가하여 보았다. 결과적으로, 기존 문헌에서 언급된 4가지 파괴모드(점착파괴(adhesive failure), 직접전단파괴(direct shear failure), 휨인장파괴(flexural failure) 및 휨전단파괴(punching shear failure))가 모두 구현되긴 하였으나, 점착파괴는 항상 타 파괴유형과 동반되어 나타나며, 별도의 파괴유형으로 분류하는 것은 부적절하다고 판단되었다. 또한 기존 관련 연구에서는 터널공학의 주요개념인 아칭효과에 대해 고려치 않고 단순보 개념하에서 라이닝의 파괴특성을 고찰하였으며, 굴착에 의해 부가되는 라이닝의 초기 축력을 고려치 않고 있다. 이에 대해 터널특성에 부합된 경계조건들을 고려하여 신규 라이닝 파괴모드를 재 고찰하였으며, 곡률이 있는 터널 라이닝조건에서는 크게 두 가지 파괴유형으로 분류할 수 있는 것으로 파악되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.35-41
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• 2008

플랫플레이트 시스템은 주로 전단벽과 가새 골조와 같은 횡력저항 시스템과 함께 중력저항 시스템으로 사용된다. 따라서 지진과 같은 횡하중이 작용할 때, 중력저항 시스템은 중력하중에 대한 전달 능력을 유지하면서 일체로 연결된 횡력저항 시스템의횡변위를 견딜 수 있어야 한다. 또한 플랫플레이트 시스템은 지진에 대한 특별 상세조건에 만족하면 중간 모멘트 골조로써 횡력저항 시스템으로도 사용할 수 있다. 그러나 횡하중이 작용하는 경우 플랫플레이트 시스템은 횡변위와 불균형모멘트로 인한 뚫림 전단의 위험성은 더욱 커지게 된다. 따라서 플랫플레이트 시스템을 중력 저항 또는 횡력 저항 시스템으로 설계하는 모든 경우에 중력하중뿐만 아니라 횡하중하의 설계 내력 (모멘트와 전단력)과 변위 등의 합리적인 예측은 매우 중요하다. ACI 318 (2005)에서는 중력하중에 대한 해석시 직접설계법과 등가골조법을 제시하고 있으며, 횡하중에 대한 해석으로 유한요소법, 유효보폭법, 등가골조법을 허용한다. 이러한 해석법은 각각 장단점을 갖고 있으며, 매우 광범위한 해석 결과를 보인다. 따라서 구조 설계자들은 적절한 해석법의 선택과 해석 결과를 분석하는데 어려움을 갖는다. 본 연구의 목적은 플랫플레이트 해석법에 대한 구조 설계자들이 적절한 해석법을 선택할 수 있도록 하고, 횡하중에 대한 해석 방법으로 수정된 등가골조법의 실용성을 검증하고자 하였다. 이를 위하여 중력하중과 횡하중을 받는 7층의 플랫플레이트 구조물에 대한 내부력과 횡변위를 대상으로 유한요소해석을 수행하고 각 골조해석법의 결과를 비교하였다. 또한 각 골조해석법의 정확성은 기존 플랫플레이트 슬래브 구조물의 실험 결과와 비교하여 검증하였다.