• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.219-229
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• 2014

원형 강관으로 보강된 GFRP 재질의 원통형 쉘구조에 대한 극한 휨 실험 및 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용한 전산해석을 수행하였다. 개인하수처리 시설의 설계 기준에서 제시된 직사각형 단면형상의 GFRP 재질의 보강링이 적용된 설계기준을 바탕으로 원형 강관 보강링에 대한 단면 재료 특성이 반영된 식을 검토하여 설계하였다. 보강링의 단면, GFRP 본체의 직경과 두께에 의한 극한 거동 특성을 분석하기 위하여 총 4개의 시험체를 설계 제작하여 집중하중 정적재하 시험을 수행하였다. 실험결과 강관 보강링이 사용된 GFRP 쉘구조는 휨파괴가 발생할 때까지 충분한 연성도를 가지고 있으며, 강관 보강링의 휨강성 증가에 따른 전체 구조물의 강도증진이 효과적임을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.163-174
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• 2004

플랫플레이트-기둥 접합부의 뚫림전단강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 실험결과에 의하면, 뚫림전단강도는 접합부의 기둥크기, 철근비, 경계조건 등 다양한 설계변수에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다. 하지만 현행 설계기준들은 설계변수의 영향을 정확히 반영하고 있지 못한 실정이다. 본 연구에서는 뚫림전단의 파괴메카니즘을 정의하기 위하여, Rankine의 파괴기준을 이용하는 구조역학적 접근법이 사용되었다. 파괴메카니즘은 접합부에 배치된 하부철근량에 따라 압축지배 전단파괴와 인장지배 전단파괴로 분류되며, 또한 뚫림전단강도는 슬래브의 휨손상에 밀접한 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 이 연구결과에 근거하여 콘크리트의 뚫림전단강도식을 개발하였으며, 제안된 방법은 기존 실험연구결과와 비선형 수치해석결과와의 비교를 통해 타당성이 검증되었다. 비교결과, 다양한 설계변수의 영향을 반영하고 있는 제안된 강도모델은, 현행 설계기준보다 접합부의 뚫림전단강도를 정확히 추정할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권5호
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• pp.347-355
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• 1999

두께 1mm의 얇은 복합적층판의 자유경계단부에서 열응력으로 인해 발생하는 미세손상을 진동거동과 관련된 비파괴평가의 가능성을 연구하였다. 유한요소 열응력해석을 통해 예상되는 손상발생영역을 초음파 C-스캔과 광학현미경을 이용하여 관찰하였다. 사인 스웝시험을 이용한 적증보 시험편의 횡진동 해석결과, 미세한 내부손상으로 인해 고유주파수가 확실히 감소하였으며 감쇠비도 상당히 증가하였다. 길이가 짧은 적층보 시험편과 2차 모드의 공진주파수를 이용하여 얇은 적층판에서 열응력으로 유기된 미세손상을 매우 민감하게 평가할 수 있음을 알았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.33-40
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• 2014

본 연구는 비보강 조적조 건축물의 정밀한 내진성능 평가를 위한 기초 연구로써, 조적벽체의 형상비 및 개구부 유무에 따른 파괴모드를 고려하여 기존의 전단강도 제안식을 비교 평가하고, 이를 반영한 복원력 특성모델을 제안하였다. 개구부가 없는 조적벽체의 전단강도는 국내 기존 연구에서 제안된 강체회전 및 양단부 압축파괴 강도와 FEMA의 미끄러짐 전단강도 중 작은 값을, 개구부가 있는 벽체의 경우 Pier 벽체만을 고려하여 강도를 예측하는 것이 적절한 것으로 평가되었다. 또한 파괴모드를 고려하여 휨 및 전단거동의 복원력 특성 모델을 제시하였으며, 이를 적용하여 비선형 반복가력 해석을 수행한 결과, 강도 및 이력 거동 면에서 실험과 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.57-66
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• 2015

본 연구는 경량콘크리트와 GFRP 보강근을 휨보강근으로 사용하여 제작되는 GFRP 보강근 경량콘크리트 슬래브를 교량 슬래브 등에 활용해보기 위한 사전 연구로서, 기존의 철근 콘크리트 슬래브와 GFRP 보강근 경량콘크리트 슬래브의 휨 거동 차이점 분석에 초점을 두었다. 이를 위하여 일련의 슬래브 실험체들을 제작하고 3점 휨 실험 및 수치해석을 행하였다. 실험 결과, GFRP 보강근 경량콘크리트 슬래브 실험체는 GFRP 보강근의 과다보강으로 인하여 실험체 하부에 발생된 초기균열이 하중 재하면의 콘크리트 압축부까지 연결되면서 전단파괴되는 경향을 보였다. 그리고 철근 콘크리트로 제작된 슬래브 실험체에 비하여 무게는 72%이었으며 휨 실험에서의 파괴하중은 58%인 것으로 나타났다. 한편, midas FEA를 이용하여 행한 수치해석 과정은 실험에서 나타난 전단파괴 하중까지 잘 모사하였다. 그러나 GFRP 보강근의 인장강도 대신 탄성계수가 입력값으로 요구됨에 따라 가력되는 하중과 처짐은 실험에서 나타난 전단파괴 이후에도 계속하여 증가하는 경향을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.377-385
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• 2003

인장강도와 내방식성이 우수하고 콘크리트 구조물속에서 철근과의 정착성이 양호하여 콘크리트 구조물의 새로운 보강재로 사용되고 있는 탄소격자섬유의 보강효과를 검증하기 위하여 탄소격자섬유보강공법으로 보강한 철근콘크리트 보 시험체를 제작하여 정적 휨 파괴실험을 통해 보강효과 및 휨 파괴특성을 분석하였다. 강판이나 탄소섬유 압착공법에서 나타나는 계면박리(탈락)파괴 보다는 보수 몰탈의 고강도화로 휨균열의 진전에 의해 콘크리트 속에서 철근에 정착된 격자섬유 층에서의 균열이 지점부로 진행되어 파괴되는 내부 계면박리와 지간중앙에서 철근 항복후 격자와 연결된 앵커볼트의 항복으로 인한 탄소격자섬유 파괴, 그리고 격자섬유 항복후 취성적인 콘크리트 압축파괴 양상이 나타났다. 실험결과를 근거로 최소보강재량이 제시되었으며, 강도설계법을 근거로 격자섬유로 보강시 필요한 설계법이 제안되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.311-318
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• 2006

GFRP를 이용하여 종방향 철근의 겹침이음이 존재하는 원형RC 교각의 내진보강 성능을 파악하기 위해 5개의 실물규모 실험체를 제작하여 실험하였다. 대상교각은 1979년에 완공된 후 현재 공용중인 비내진 원형 RC교각으로 겹침이음된 종방향 철근의 부착파괴에 의한 급작스런 파괴가 예상된다. GFRP 래핑(Wrapping)으로 보강된 교각들의 내진성능은 매우 향상되었다. 하지만, 예상한 휨파괴는 발생하지 않았고, 종방향 철근은 항복하지 않았다. 보강된 교각의 파괴양상은 겹침이음된 종방향 철근의 지연된 부착파괴로 판단된다. 제안된 GFRP 보강설계법을 실험적으로 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.3-12
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• 2011

철근콘크리트 깊은 보의 거동은 전단경간비, 휨철근비, 하중점과 지지점의 조건, 그리고 사용재료의 성질 등의 여러 변수간의 복합적인 역학관계로 인해 매우 복잡하다. 이 논문에서는 이러한 깊은 보의 거동 특성을 모두 반영하여 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현 스트럿-타이 모델 설계기준을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 외부하중에 대한 단부 지지점 반력의 비인 반력분배율과 수직 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 외부하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 하중분배율의 결정 시 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 전단에 대한 연성파괴거동을 확보하기 위하여 깊은 보의 전단저항 메커니즘을 구성하는 콘크리트 스트럿과 수직철근타이가 동시에 파괴된다는 전단평형철근비 개념을 도입하였으며, 다양한 수치해석 결과를 바탕으로 연속지지 깊은 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단경간비, 휨철근비, 그리고 콘크리트의 압축강도 등의 주요설계변수를 고려하였다. 이 논문의 후속편에서는 기존의 여러 설계방법들과 이 연구에서 제안한 방법을 이용하여 파괴실험이 수행된 다양한 종류의 연속지지 깊은 보의 강도를 평가하고, 이 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.259-267
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• 2008

철근콘크리트 깊은 보는 콘크리트와 전단철근에 의한 전단저항 메커니즘의 성능에 의해 극한강도가 지배된다. 깊은 보의 거동은 전단지간대 유효깊이의 비, 휨철근비, 하중점과 지지점의 조건, 그리고 사용재료의 성질 등의 여러 변수간의 복합적인 역학관계로 인해 매우 복잡하다. 본 논문에서는 이러한 깊은 보의 강도 및 거동 특성을 모두 반영하여 단순지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현 스트럿-타이 모델 설계기준을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 단순지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 수직 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 하중분배율의 결정 시 단순지지 철근콘크리트 깊은 보의 전단에 대한 연성파괴거동을 확보하기 위하여 깊은 보의 전단저항 메커니즘을 구성하는 콘크리트 스트럿과 수직철근 타이가 동시에 파괴된다는 전단평형철근비 개념을 도입하였으며, 다양한 수치해석결과를 바탕으로 단순지지 깊은 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단지간대 유효깊이의 비, 휨철근비, 그리고 콘크리트의 압축강도 등의 설계변수를 고려하였다. 본 논문의 후속편에서는 기존의 여러 설계방법들과 본 연구에서 제안한 방법을 이용하여 파괴실험이 수행된 다양한 종류의 단순지지 깊은 보의 강도를 평가하고, 본 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권3호
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• pp.353-365
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• 2020

In the previous studies, the authors proposed the use of laminated veneer lumber - carbon fiber reinforced polymer (LVL-CFRP) composite beams for structural application. Bond strength of the LVL-to-CFRP interface and flexural strengthening schemes to increase the bending capacity subjected to positive and negative moment were discussed in the previous works. In this article, theoretical models are proposed to predict the moment capacity when the LVL-CFRP beams are subjected to negative moment. Two common failure modes - CFRP fracture and debonding of CFRP are considered. The non-linear model proposed for positive moment is modified for negative moment to determine the section moment capacity. For the debonding based failure, previously developed bond strength model for CFRP-to-LVL interface is implemented. The theoretical models are validated against the experimental results and then use to determine the moment-rotation behaviour and rotational rigidity to compare the efficacy of various strengthening techniques. It is found that combined use of bi- and uni-directional CFRP U-wrap at the joint performs well in terms of both moment capacity and rotational rigidity.