• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.163-173
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• 2012

이 연구에서는 프리스트레싱용 고강도 강연선의 정착장치 중 강연선을 직접 정착하는 앵커헤드(anchor head)에 대해 거동특성을 분석하고, 앵커헤드의 제원을 결정하는 단계에 있어서 해석적 검토에 요구되는 프로세스에 대해 정립하였다. 앵커헤드는 쐐기와의 접촉(contact)을 통해 강연선으로부터의 힘이 전달되고 거동변화에 따라 접촉상태 또한 변하게 된다. 이를 고려한 상세 거동분석을 위해 쐐기와 헤드 사이의 접촉(contact)조건을 설정하였으며, 앵커헤드의 비선형 재료모델을 적용하여 기하 및 재료 비선형성을 고려한 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 다음의 결과를 얻을 수 있었다. 앵커헤드의 거동은 앵커헤드와 쐐기 간의 상호거동에 크게 영향을 받기 때문에 초기 설계단계부터 상대 영향을 고려해야 한다. 쐐기홀(wedge hole)의 배치는 층배열(layered) 보다는 원형배열(circular)이 보다 응력분배에 효과적이고, 쐐기홀의 간격을 증가시키고 헤드 하면 구멍의 크기를 줄여 구멍사이 강재의 두께를 다소 늘이는 것이 구조거동에 효과적이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권4호
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• pp.577-591
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• 2016

In this study, the transfer length of 2400 MPa, seven-wire high-strength steel strands with a 15.2 mm diameter in pretensioned prestressed concrete (PSC) beams utilizing high strength concrete over 58 MPa at prestress release was evaluated experimentally. 32 specimens, which have the variables of concrete compressive strength, concrete cover depth, and the number of PS strands, were fabricated and corresponding transfer lengths were measured. The strands were released gradually by slowly reducing the pressure in the hydraulic stressing rams. The measured results of transfer length showed that the transfer length decreased as the concrete compressive strength and concrete cover depth increased. The number of strands had a very small effect, and the effect varied with both the concrete cover depth and concrete strength. The results were compared to current design codes and transfer lengths predicted by other researchers. The comparison results showed that the current transfer length prediction models in design codes may be conservatively used for 2400 MPa high-strength strands in high-strength concrete beams exceeding 58 MPa at prestress release.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권3호
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• pp.383-399
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• 2013

High-strength strands are widely used as a key structural element in cable-stayed bridges and prestressed concrete structures. Conventional strands for stay cable and tendons in prestressed concrete structures are ${\phi}$15.7mm coated seven-wire strands and ${\phi}15.2mm$ uncoated seven-wire strands, respectively, but the ultimate strengths of both strands are 1860MPa. The objective of this paper is to investigate the tensile behavior of a newly developed ${\phi}15.7mm$ 2,200 MPa coated strand and a ${\phi}15.2mm$ 2,400 MPa uncoated strand according to various types of mono anchorages and to propose appropriate anchorages for both strands. Finite element analyses were initially performed to find how the geometry of the anchor head affects the interaction among the anchor head, the wedge and the strand and to find how it affects the stress distributions in both parts. Tensile tests for the new strands were carried out with seven different types of mono anchorages. The test results were compared to each other and to the results obtained from the tensile tests with a grip condition. From the analysis and the test results, desirable mono anchorages for the new strands are suggested.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.753-760
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• 2010

초고성능 콘크리트(ultra high performance concrete, UHPC)는 종래의 보통 콘크리트와 다른 새로운 재료로써 높은 강도와 향상된 인성을 그 특징으로 한다. 이러한 새로운 재료의 활용을 위하여 이 연구에서 초고성능 콘크리트의 부착 성능을 평가하고자 하였다. 수정된 RILEM 방법을 사용하여 초고성능 콘크리트와 이형 철근의 인발실험(pull-out test)을 수행하였으며 보통 콘크리트와 비교하여 5~10배에 달하는 부착강도를 확인하여 기존의 설계 기준에 비하여 현저하게 감소한 정착길이와 피복 두께를 제안하였다. 700 MPa급 고장력 철근의 실험 결과의 비교로부터 초고성능 콘크리트에서 고강도 철근 활용의 유효성을 확인하였다. 강연선의 응력전달길이 측정실험을 통하여 현재 전달길이 기준이 UHPC의 경우 매우 보수적이라는 것을 확인하였다. 또한 유한요소해석을 통하여 실험 결과를 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6A호
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• pp.435-447
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• 2011

본 논문에서는 인장강도 1960 MPa급 고강도 강선을 이용한 현수교 주케이블용 평행선스트랜드의 적용성을 검토하였다. 현수교 주케이블의 가설공법에 따른 장단점을 분석하고 공장 제작형 평행선스트랜드의 구조 및 가설 방법을 정리하였다. 고강도 강선에 대한 역학적 특성 및 품질 기준을 정리하였고 현재 규격화 되어 있지 않은 현수교용 평행선스트랜드의 품질 기준을 제안하였다. 별도로 제작된 7기의 평행선스트랜드 실험체의 인장 파단 실험을 실시하여 평행선스트랜드의 실용 특성을 검증하였다. 실험 결과, 고강도 강선을 적용한 평행선스트랜드 실험체는 본 논문에서 제안한 품질기준에 적합한 안정적인 거동 특성을 보였으며, 현수교 주케이블용으로 적합한 구조적 특성을 보유하고 있는 것으로 나타났다.

• Wind and Structures
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• 제28권4호
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• pp.225-238
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• 2019

In this paper a novel and efficient computational framework to estimate the stress range versus number of cycles curves experienced by a cable due to external excitations (e.g., seismic excitations, traffic and wind-induced vibrations, among others) is proposed. This study is limited to the wind-cable interaction governed by the Vortex Shedding mechanism which mainly rules cables vibrations at low amplitudes that may lead to their failure due to bending fatigue damage. The algorithm relies on a stochastic approach to account for the uncertainties in the cable properties, initial conditions, damping, and wind excitation which are the variables that govern the wind-induced vibration phenomena in cables. These uncertainties are propagated adopting Monte Carlo simulations and the concept of importance sampling, which is used to reduce significantly the computational costs when new scenarios with different probabilistic models for the uncertainties are evaluated. A high fidelity cable model is also proposed, capturing the effect of its internal wires distribution and helix angles on the cables stress. Simulation results on a 15 mm diameter high-strength steel strand reveal that not accounting for the initial conditions uncertainties or using a coarse wind speed discretization lead to an underestimation of the stress range experienced by the cable. In addition, parametric studies illustrate the computational efficiency of the algorithm at estimating new scenarios with new probabilistic models, running 3000 times faster than the base case.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.147-153
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• 2019

구조물의 보강을 위해 프리스트레스 강선에는 인장력이 도입되는데 이 강선은 덕트 및 편향장치에 의해서 휨을 동시에 받게 된다. 이와 같이 인장과 휨을 동시에 받는 프리스트레스 강선의 굴절인장성능을 평가하기 위해 강선의 직경, 맨드럴 직경, 맨드럴과 강선 사이 마찰계수를 변수로 하여 총 600종에 대한 굴절인장 변수해석을 실시하였다. 해석 결과, 강선의 직경이 클수록 낮은 굴절인장성능을 나타내었고, 그 영향은 강선 연신율의 증가에 따라 감소하였다. 강선의 굴절인장성능에 대한 맨드럴 직경, 맨드럴-강선 간 마찰계수의 영향은 매우 작게 나타났지만, 맨드럴-강연선 간 마찰계수에 대한 추가 해석 결과 상대적으로 높은 상관성을 보였다. 따라서, 굴절인장성능 확보를 위해서는 충분한 연신율 확보가 우선되어야 하고, 연신율 확보에 제약이 있을 시 적정값까지 강선 직경을 감소시켜야 하겠으며, 강선의 표면조건을 조절하여 강선 간 마찰력을 높여야 할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.217-223
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• 2017

이 연구는 포스트텐션 콘크리트 부재의 화재에 대한 구조성능 평가기술을 개발하기 위하여, 고온에 노출된 포스트텐션 보와 슬래브 부재의 구조특성과 평가기법을 내화 실험을 통하여 연구하였다. 내화 실험 시 가열은 전기로를 사용하였으며 수열온도를 $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 하였다. 이 연구로부터 고온을 받는 강연선은 응력 이완이 발생되고, 냉각되면서 긴장력의 일부 복원이 나타나는 것을 알 수 있었다. 포스트텐션 보와 슬래브 실험체가 각각 목표온도 도달 후 4시간 경과 시 포스트텐션 부재의 강연선의 잔존 긴장력을 살펴보면, 포스트텐션 보는 $400^{\circ}C$에서는 70%, $600^{\circ}C$에서는 10%, $800^{\circ}C$에서는 2%정도로 볼 수 있으며, 포스트텐션 슬래브는 $400^{\circ}C$에서는 94%, $600^{\circ}C$에서는 84.5%, $800^{\circ}C$에서는 62%정도로 나타났다. 상대적으로 포스트텐션 슬래브의 잔존 긴장력 손실이 작았던 이유는 슬래브가 고온에 일면 노출되었고, 강연선의 강도복원이 일어났기 때문으로 여겨졌다. 이 연구로부터 화재가 발생하는 경우 포스트텐션 부재는 강도 및 긴장력의 손실이 발생하고, 보강 시 손실된 내력만큼의 복원설계가 필요함을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권3호
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• pp.395-406
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• 2020

Many prefabricated concrete frame joints have been proposed, and most of them showed good seismic performance. However, there are still some limitations in the proposed fabricated joints. For example, for prefabricated prestressed concrete joints, prefabricated beams and prefabricated columns are assembled as a whole by the pre-stressed steel bar and steel strand in the beams, which brings some troubles to the construction, and the reinforcement in the core area of the joints is complex, and the mechanical mechanism is not clear. Based on the current research results, a new type of fabricated joint of prestressed concrete beams and confined concrete columns is proposed. To study the seismic performance of the joint, the quasi-static test is carried out. The test results show that the nodes exhibit good ductility and energy dissipation. According to the experimental fitting method and the "fixed point pointing" law, the resilience model of this kind of nodes is established, and compared with the experimental results, the two agree well, which can provides a certain reference for elasto-plastic seismic response analysis of this type of structure. Besides, based on the analysis of the factors affecting the shear capacity of the node core area, the formula of shear capacity of the core area of the node is proposed, and the theoretical values of the formula are consistent with the experimental value.

• 한국자기학회지
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• 제25권4호
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• pp.123-128
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• 2015

철은 강도와 경도가 높고 전기전도도가 훌륭한 원소이며, 또한 가공이 쉽기 때문에 다양한 분야에서 사용되고 있다. 교량에서는 큰 하중이면서도 경량화를 위하여 강철선으로 된 텐던이 사용되고 있다. 철이 구조용 강으로 사용될 경우 중요한 문제 중 하나인 안전 진단을 위해서는 비파괴 검사(Non-Destructive Testing)가 필수적인데 철강의 자기적 특성이 비선형의 자화곡선과 이력(hysteresis)현상이 있는 자기이력곡선으로 인하여 비파괴 검사에 적용이 어렵다. 본 연구에서는 교량에 부착되어 있는 텐던의 인장변형력을 비파괴 적이면서 자기적인 방법으로 측정하기 위한 기초 연구로, 텐던의 인장변형력에 의한 자기이력 특성변화를 관찰하기 위하여 직경 15.5 mm의 7-strand 텐던에 인장력을 0에서 2 GPa까지 인가할 수 있는 자기이력곡선 측정 장치를 제작하였다. 제작 된 자기이력곡선 측정 장치를 이용하여 시판되고 있는 두 제조회사의 텐던에 대하여 자기적 특성을 조사하였고, 인장변형력에 따른 자기적 특성의 변화가 가장 큰 부분은 자기이력곡선 상의 knee 부분 근처에서의 상대 진폭투자율로 500에서 200까지 감소하였으며 최대 자속밀도 또한 0.6 T 정도로 변화하였다. 텐던의 인장변형력을 측정하는 방법으로 knee 부분의 진폭투자율 측정뿐만 아니라 최대 자속밀도의 측정방법도 가능할 것으로 생각된다.