• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.537-548
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• 2008

최근 들어 비부착 강선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 건설이 증가하고 있다. 그러나 극한거동 해석 시 단면 적합조건을 이용하는 내부 부착 강선과는 다르게 비부착 강선은 부재의 전체거동에 의해서 응력 증가량이 결정된다. 또한 외부 강선의 경우에는 편향부에서의 미끌림 효과와 강선의 편심 변화 효과 등이 발생하게 된다. 따라서 본 연구는 비부착 강선을 가지는 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 보의 거동 특성을 평가하고 비부착 강선의 극한 응력을 구하기 위하여 지간길이/유효깊이, 콘크리트 압축강도, 철근비 및 기존 부착강선의 영향 등을 변수로 하여 정적 휨실험을 수행하여 비부착 강선 부재의 휨거동 특성을 얻었다. 실험결과에 의하면 균열하중, 철근 항복 하중 및 파괴하중의 경우, 콘크리트 강도보다는 철근비의 영향이 더 크게 나타났으며, 강도 측면에서는 고강도의 경우가 저강도의 경우보다 약간은 구조 성능이 우수하나, 큰 차이는 없는 것으로 나타났다. 또한 L/dp 값이 커질수록 훨씬 더 긴 구간의 연성 거동이 있는 것으로 나타났다. 이는 철근 항복 이후 비부착 강선의 기여가 상당히 크다는 것을 알 수 있었으며, ACI-318에서 제시하고 있는 비부착 강선의 극한 응력식은 실험 결과와 잘 일치하지 않으며, 경향성도 없는 것으로 나타났다. 실험결과 들을 분석하여 미끌림 현상이 없는 비부착 강선의 극한응력에 대한 예측식을 제안하였다. 제안된 예측식은 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 미끌림 현상이 없는 비부착 강선의 극한 휨거동 평가, PSC 부재 해석 및 설계 시 본 연구에서 제안된 식은 유용한 기초가 될 것으로 사료된다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권2호
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• pp.205-219
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• 2016

High-early-strength-concrete (HESC) made of Type III cement reaches approximately 50-70 % of its design compressive strength in a day in ambient conditions. Experimental investigations were made in this study to observe the effects of temperature, curing time and concrete strength on the accelerated development of compressive strength in HESC. A total of 210 HESC cylinders of $100{\times}200mm$ were tested for different compressive strengths (30, 40 and 50 MPa) and different curing regimes (with maximum temperatures of 20, 30, 40, 50 and $60^{\circ}C$) at different equivalent ages (9, 12, 18, 24, 36, 100 and 168 h) From a series of regression analyses, a generalized rate-constant model was presented for the prediction of the compressive strength of HESC at an early age for its future application in precast prestressed units with savings in steam supply. The average and standard deviation of the ratios of the predictions to the test results were 0.97 and 0.22, respectively.

• Advances in concrete construction
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• 제10권1호
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• pp.71-79
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• 2020

Ultra-high-performance concrete (UHPC) is recognized as a promising material in future civil engineering projects due to its outstanding mechanical and durability properties. However, the lack of local UHPC materials and official standards, especially for prestressed UHPC structures, has limited the application of UHPC. In this research, a large-scale prestressed bridge girder composed of nonproprietary UHPC is produced and investigated. This work has two objectives to develop the mixing procedure required to create UHPC in large batches and to study the flexural behavior of the prestressed girder. The results demonstrate that a sizeable batch of UHPC can be produced by using a conventional concrete mixing system at any precast factory. In addition, incorporating local aggregates and using conventional mixing systems enables regional widespread use. The flexural behavior of a girder made by this UHPC is investigated including flexural strength, cracking pattern and development, load-deflection curve, and strain and neutral axis behaviors through a comprehensive bending test. The experimental data is similar to the theoretical results from analytical methods based on several standards and recommendations of UHPC design.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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• pp.253-258
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• 2000

Recently, the area of design optimization, especially structural optimization, has been and to be a continuous active area of research. And the design optimizations of port facilities have been achieved by many other civil engineers. But the design optimization of port facilities were limited to the design optimization of the breasting dolphin. This paper invested the design optimization of mooring pier and the foundations of mooring pier was suggested considering the convenience of repair and reinforcement work. The mooring pier devised with prestressed precast concrete panel and rigid frame welded wide flange beam to steel pipe pile. To accomplish the design optimization of mooring pier, the Augmented Lagrangian Multiplier Method(ALM) of ADS(Garret N. Vanderplaats) optimization routine, BFGS method as optimizer and Golden Section Method as one dimensional search were utilized. As a result, thirty percent of material cost for construction was reduced by design optimization. The tensile stress of concrete panel and bottom flage was critical constraints under service load. So, using high strength concrete and steel will be economical. And lots of initial values must be invested to accomplish the design optimization in design procedures.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.33-40
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• 2016

현재, 국내외 전단 설계기준에서 RC 및 PSC 부재의 전단보강철근의 최대항복강도를 제한하고 있다. 이는 고강도 전단보강철근을 사용한 RC 부재의 전단거동평가에 대한 선행 연구들에 근거한 것이다. 이에 비해 고강도 전단보강철근을 사용한 PSC 부재의 전단거동평가에 대한 연구는 미흡하며, PSC 부재는 긴장력에 의한 축압축력에 의해 RC 와는 다른 전단거동을 나타내므로 국내 기준에 대한 검증이 필요하다. 또한 이러한 제한으로 인해 고강도 철근을 PSC 부재에 적용할 경우 강도의 추가적인 상승분을 내력에 포함시킬 수 없어 고강도 재료의 사용을 저해시키는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 총 8개의 고강도 재료를 사용한 포스트텐션 PSC 보 전단실험을 실시하여 KCI-12 기준 및 ACI 318-14 기준의 항복강도 및 사인장균열의 폭을 검토하였다. ACI 318-14에서 요구하는 전단보강철근의 항복강도 제한값(420 MPa) 이상인 모든 PSC 실험체의 전단보강철근이 항복한 이후에 최대 내력에 도달하였으며, 실험 전단내력 또한 KCI-12 기준식의 전단강도 이상인 것으로 나타났다. 사용성 측면에서도 고강도 전단보강철근을 사용한 모든 실험체가 ACI 224위원회의 허용 균열폭(0.41 mm)을 초과하지 않았다. 본 연구의 실험결과에 근거하여 KCI-12 기준에서 제한하는 전단보강철근의 항복강도는 PSC 부재에 대해서 전단내력 및 균열의 사용성 측면을 모두 만족하는 것으로 판단되며 ACI 318-14의 전단보강철근 제한 기준은 다소 안전측에 속하는 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.493-496
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• 2006

Ultra high performance concrete(UHPC) has an excellent strength, toughness, and durability. It seems that it is very efficiently applicable for various structures such as bridge, building. When it is used to bridge girder, It is possible to reduce the amount of concrete and steel, to cut down costs for construction. This paper estimated whether it was applicable and how it was efficient. It was confirmed that the height of girder could be reduced by 40% or more in using UHPC. We can also think that the stirrups can be removed considering the ductile tensile behavior of UHPC and that its very high compressive strength make the anchor plate smaller from this study.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.101-102
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• 2010

본 논문에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트를 사용하여 제작한 PSC 보의 휨부재 실험을 통하여 부재의 균열발생양상, 초기균열강도, 극한강도 등의 구조적 거동 특성 등을 파악하고자 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.75-81
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• 2011

최근 건설되는 교량은 철근 콘크리트 대신에 주로 프리스트레스트 콘크리트 교량이 주종을 이루고 있다. 프리스트레스 콘크리트 (PSC)는 철근 콘크리트 (RC)가 지니는 균열발생 문제, 철근의 부식, 누수 등 내구성에 미치는 약점을 보완할 수 있다. 또한 프리스트레싱으로 인한 인장영역의 보완으로 인하여 구조물의 크기를 줄일 수 있다. 하지만 이러한 구조용 주재료인 고강도 콘크리트의 경우는 밀도가 강도에 비하여 상대적으로 크기 때문에 상대적으로 자중을 증대시키는 문제가 있다. 따라서 자중을 감소시킬 수 있는 경량골재를 활용한 중공형 PPC 거더 (Hollowed Prefabricated Prestressed Concrete girder systems using Light Aggregate, 이하 HPPCLA)는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 HPPCLA 거더의 성능시험 뿐 만 아니라 수치해석을 수행하였으며, 그 결과 HPPCLA 거더는 전형적인 휨파괴 형상을 나타내었다. 수치해석에서 예상한 바와 같이 PPC 거더의 사용하중인 110 kN에서는 완전한 탄성거동으로 구조물의 사용성에는 무리가 없을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.777-786
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• 2010

이 연구에서는 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)를 적용한 대형 크기의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 정적하중재하실험을 통하여 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 이 연구결과는 추후 UHPC를 적용한 프리스트레스트 콘크리트 거더의 처짐산정 및 휨강도 산정 모델링에 주요한 기초적인 실험결과를 제공한다. 휨 하중하에서의 프리스트레스트 콘크리트 T-거더의 거동을 파악하기 위하여 강섬유를 혼입하였다. 강섬유는 원형단면의 직선형상이며, 콘크리트에서 2%의 부피비를 나타낸다. 거더는 압축강도 150~190 MPa의 UHPC를 이용하여 제작하였으며, 프리스트레스트 거더의 휨내력을 파악하고자 하였다. 실험결과는 강섬유 보강 UHPC가 거더의 균열제어 및 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 강섬유 보강 UHPC를 적용한 프리스트레스트 거더의 파괴는 인장균열에서의 가교 역할(bridging effect)을 하는 강섬유의 뽐힘(pullout)과 더불어 발생한다. 강섬유의 뽑힘과 더불어 단면의 인장강도 손실이 발생하며, 이는 거더의 휨파괴를 유발한다. 또한, 도입 프리스트레스량이 거더의 휨강도에 영향을 미치는 것으로 나타난다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권4호
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• pp.543-555
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• 2018

Fiber Reinforced Polymer (FRP), which has a high strength to weight ratio, are now regularly used for strengthening of deficient reinforced concrete (RC) structures. While various researches have been conducted on FRP strengthening, an area that still requires attention is predicting the debonding failure load of prestressed FRP strengthened RC beams. Application of prestressing increases the capacity and reduces the premature failure of the beams largely, though not entirely. Few analytical methods are available to predict the failure loads under flexure failure. With this paucity, this research proposes a method for predicting debonding failure induced by intermediate crack (IC) for prestressed FRP-strengthened beams. The method consists of a numerical study on beams retrofitted with prestressed FRP in the tension side of the beam. The method applies modified Branson moment-curvature analysis together with the global energy balance approach in combination with fracture mechanics criteria to predict failure load for complicated IC-induced failure. The numerically simulated results were compared with published experimental data and the average of theoretical to experimental debonding failure load is found to be 0.93 with a standard deviation of 0.09.