• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.23-33
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• 2008

철근콘크리트 연속보에서 모멘트재분배는 철근콘크리트 부재 설계의 효율성과 경제성을 높일 수 있는 매우 유익한 현상이다. 그러나 모멘트재분배 현상에 의한 구조적 거동을 이해하기 위해서는 인장증강 효과, 모멘트재분배와 보 처짐 관계, 균열과 유효 강성 등이 고려된 모멘트재분배 현상에 대해 실험적인 검증이 요구된다. 따라서 이번 연구에서는 인장증강 효과가 모멘트재분배 현상에 미치는 영향을 실험을 통해 검증하기 위해 실제 사용되는 보의 크기를 고려하여 폭 250 mm, 높이 350 mm, 길이 7,000 mm로 하고, 인장증강 효과와 관련있는 철근과 콘크리트의 비부착 구간의 위치를 변수로 하여 총 6개의 철근콘크리트 연속보를 제작하였다. 실험 결과 철근 비부착 구간의 위치에 따라 시험체의 모멘트재분배율이 다르게 측정되었으며, 특히 부모멘트와 정모멘트 발생 지점에 모두 비부착 구간이 있는 경우에는 모멘트재분배 현상이 생기지 않는 것으로 관찰되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.181-191
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• 2001

조립토 다짐말뚝 공법은 자갈이나 쇄석 등의 조립질 재료를 진동기로 다지면서 지중에 조립토 말뚝을 형성하여 지반을 보강하는 공법으로 연약한 기초지반의 지지력 증가와 침하량 감소 및 압밀배수에 의한 지반개량 효과 등이 있으나, 국내에서는 아직 널리 활용되고 있지 않은 공법이다. 본 연구에서는 정방형 대칭형태 뿐만 아니라 다양한 임의의 배치형태로 설치된 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대해서도 극한지지력의 평가가 가능한 방법을 제시하였으며, 탄소봉을 이용한 실내모형실험을 통해 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 파괴메커니즘의 규명과 조립토 다짐말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따른 지지력의 변화양상에 대한 규명이 이루어졌다. 탄소봉을 이용한 조립토 다짐말뚝의 모형실험결과, 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 있어서 파괴형상은 팽창파괴의 중심점을 서로 연결할 때 중심부로 갈수록 깊어지는 원추형태의 양상을 나타냈으며, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 원추형태의 경사각도는 급해지는 경향을 알 수 있었다. 또한 탄소봉실험에 있어서 모형말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과로 지지력이 증가하였다. 본 연구에서 제안한 극한지지력 평가방법을 이용하여 무리 형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 최적 배치형태를 검토한 결과, 지지력 측면에서 조립토 다짐말뚝의 최적배치형태는 중앙부에 집중적으로 설치된 경우로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.761-768
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• 2005

1950년대 또는 1970년대 건설되어 노후화 된 철근콘크리트 공동주택을 리모델링 하거나 재 건축해야할 필요성이 증대하고 있다. 노후 된 공동주택을 리모델링 하는 것은 그 건물이 구조적으로 결함이 있기 때문이 아니라 대부분 건물의 거주성을 향상시키기 위함이다. 특히 노후 된 건물의 대부분은 작은 평형의 공동주택으로 리모델링하여 평면을 확장시키는 경우가 많다. 현재 우리나라에서는 리모델링 공사 사례가 많지 않기 때문에 리모델링 공사의 평면 확장 기술이 부족한 실정이다. 이 연구에서는 12개의 부분 실험체와 19개의 전체 실험체를 제작하여 활절점으로 연결된 바닥판 접합부의 파괴모드와 내력을 실험적으로 평가하였다. 실험체의 주요 변수는 전단연결철근의 종류(D13과 D19), 간격(150mm, 300mm, 450mm), 기존 바닥판 철근의 위치이다. 실험결과에서 바닥판 연결부의 강도는 ACI 318-02보다 크게 평가되었다. 이는 콘크리트 파괴면의 각도가 ACI 기준보다 작아 콘크리트 파괴 투영 면적이 크기 때문이다. 또한 모든 실험체는 콘크리트 파괴를 나타내어 접합부의 내력을 향상시키기 위해서는 철근의 간격이나 직경을 변화시키기보다는 콘크리트의 내력을 향상시켜야 함을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.211-224
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• 2018

터널의 지보패턴 설계는 터널의 안정성에 직접적인 영향을 끼치기 때문에 터널에 작용하는 다양한 하중들을 적절히 고려하여야 한다. 국내에서는 프로젝트에 따라 암반분류법을 기반으로 표준 지보패턴을 정의하고 있으며, 시공 시 터널거동을 고려하여 적절히 수정되어야 한다고 기술되어 있다. 본 연구에서는 내공변위제어법, 토압, 록볼트의 축력 및 숏크리트의 모멘트 등을 종합적으로 고려하여 지보패턴을 최적화할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 차분진화알고리즘(DEA)을 적용하여 터널 심도에 따라 록볼트의 길이 및 간격, 숏크리트의 두께를 최적화하였으며, 도출된 결과를 철도터널의 표준지보패턴(3등급)과 비교하였다. 천층지반에서 록볼트의 길이는 표준지보패턴보다는 짧아질 수 있으며, 간격은 넓어질 수 있다. 터널의 심도가 깊어질수록 숏크리트의 두께는 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 숏크리트의 두께는 심도가 깊어질수록 표준지보패턴보다는 두꺼워져야 터널의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.249-257
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• 2017

본 연구는 PHC말뚝의 단점을 보강한 기능성 말뚝을 개발함으로서 보다 경제적이고 합리적인 말뚝의 현장 적용에 기여하고자 하였다. 본 연구를 통해 개발된 CFP말뚝은 링형 합성 전단연결재를 배치하고 PHC말뚝 중공부에 콘크리트를 속채움함으로써 말뚝 단면 확대를 통한 압축응력을 증대시키고, PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)과 말뚝 중공부의 보강철근(H19-8ea)을 배치함으로서 전단과 휨 성능을 향상시켰다. 또한, 속채움 콘크리트와 PHC말뚝의 합성거동을 위해 링형 합성 전단연결재를 배치함과 동시에 PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)을 연결재 내부에 배치함으로서 두 부재의 유격내에 콘크리트로 메우는 슬리브형 기계적 이음방법을 도입하였다. 링형 합성 전단연결재의 배치 간격 도출과 말뚝의 전단 및 휨 성능을 검증하고자 범용프로그램을 이용한 콘크리트 구조물의 비선형재료 모델로 유한요소해석을 수행하였다. 링형 합성 전단연결재를 배치하여 제작되는 CFP말뚝의 다양한 해석을 통해서 PHC 말뚝의 전단 및 휨 강성을 효과적으로 증대시킬 수 있음이 입증되어 건설현장에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.541-548
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• 2009

지금까지 ECC의 인장거동 예측에 대한 이론적인 연구는 균열면에서 섬유가 균일하게 분산되어 있다고 가정하고 섬유 가교 곡선을 유도하는 방법으로 수행되었으며, 섬유의 기울어진 각도와 섬유사이의 간격은 섬유 가교 곡선을 예측하는데 큰 영향을 준다. 그러나 이론적으로 유도된 방법은 섬유의 기울어진 각도와 섬유 간격에 따라서 섬유가교 곡선의 형태가 달라지는 것을 모사하지 못하여 실제 섬유 가교 곡선과 차이를 보이며, ECC 인장거동을 예측할 때 큰 오차가 발생할 수 있다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 균열면에서 섬유 가교 작용에 기여하는 유효 섬유의 개수를 섬유의 기울어진 각도와 섬유 간격에 따라 고려한 후, 수정된 섬유 가교 곡선을 구하고, 이를 이용하여 보다 합리적인 ECC의 인장거동 예측기법을 제시하였다. 또한, 인장거동 예측에 중요한 변수인 초기 균열 강도, 섬유 가교 곡선에서의 최고 응력과 변위, 인장변형률, 균열간격을 구하기 위한 방법과 절차를 제시하였다. 그리고 예측 방법의 타당성을 평가하기 위하여 수정된 섬유 가교 곡선과 이론적인 섬유 가교 곡선으로 구한 ECC의 인장거동을 실험 결과와 비교하였다. 수정된 섬유 가교 곡선을 사용할 경우, 실험 결과와 잘 일치함을 알 수 있었으며, ECC의 인장거동을 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.295-305
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• 2003

이 연구는 산업체에서 다양하게 활용될 수 있는 세 종류의 유기­스멕타이트를 제조하여 Na­스멕타이트와의 제반 물성을 비교함으로서 유기­스멕타이트의 활용을 위한 과학적인 자료를 제공하고자 한다. 이 연구를 위하여 제4가 암모늄 양이온에 속하는 Hexadecyl­trimethylammonium(HDTMA), Benzyldimethyltetradecylammonium(BDTDA) 및 Cetylpyridinium(CP) 염화물을 Na­스멕타이트에 치환시켜 세 종류의 유기­스멕타이트를 제조하였다. 유기­스멕타이트인 HDTMA­, BDTDA­ 및 CP­스멕타이트는 pH 9 정도로 비교적 높은 알칼리성을 나타내었다. 이들 유기­스멕타이트는 Na­스멕타이트에 비해 극히 낮은 팽윤도, 점도를 나타내고, 짧은 시간에 강한 응집이 초래되었다. 양이온 교환능과 동일한 양의 유기 양이온을 스멕타이트에 치환시켜 제조된 유기­스멕타이트의 저면간격은 HDTMA­스멕타이트가 $23.1\AA$, BDTDA­스멕타이트가 $19.2\AA$ 및 CP­스멕타이트가 $23.2\AA$로서, Na­스멕타이트의 $12.7\AA$에 비해 강한 격자 팽창이 초래 되었다. 유기­스멕타이트에 치환된 세 종류의 유기물은 $250^{\circ}C$에서 분해하기 시작하여 40$0^{\circ}C$ 부근의 온도에서 분해가 거의 종료되었다. 이는 연구된 세 종류의 유기­스멕타이트가 $250^{\circ}C$ 미만에서 안정함을 의미한다. 연구된 세 종류의 유기­스멕타이트는 대체로 유사한 광물학적, 물리­화학적 및 열적특성을 나타낸다. 이는 세 유기물의 화학적 성질의 유사성 때문일 것이다. 경제적인 면을 고려한다면 CP로 치환시킨 CP­스멕타이트의 활용이 매우 클 것으로 예측되며, 이에 대한 다양한 연구가 요구된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.82-90
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• 2018

원자력 발전소에는 No.36(D36)이상의 대구경 철근이 사용되는데 이러한 대구경 철근으로 갈고리 정착을 할 경우, 기준에서 요구하는 구부림 및 갈고리 길이로 인해 설계 및 배근에 있어 큰 어려움을 겪을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 확대머리 철근을 사용할 수 있다. 2008년 개정된 ACI 318에서는 확대머리철근의 정착길이식을 도입하였으며, 제정 배경 연구를 근거로 하여 횡보강근의 영향력을 무시하고 있다. 그러나 확대머리 철근이 겹침이음이나 컷오프 구간에서 사용될 경우, 인장재에 의해 피복 콘크리트를 밀어내는 힘이 발생하여 횡보강근에 작용하는 인장력이 크게 증가한다. 본 연구의 목적은 휨을 받는 부재 내에 정착된 확대머리 철근의 정착성능에 대한 횡보강근의 영향력을 평가하는 것으로, 이를 위해 횡보강근의 간격을 변수로 한 대구경 확대머리 철근의 정착실험을 수행하였다. 실험방법으로는 컷오프 구간을 모사한 실험을 수행하였으며, 확대머리 철근으로는 D43의 대구경 철근을 사용하였다. 실험 결과, 횡보강근이 없는 실험체의 경우 정착구간의 쪼갬파괴에 이어 단부의 하중이 확대머리 부근의 콘크리트에 직접적으로 작용하면서 상부 피복 콘크리트가 부재에서 탈락하는 취성적인 파괴형태가 나타났다. 또한 확대머리 철근의 발현강도가 항복강도의 절반밖에 못 미치는 매우 낮은 내력을 보였다. 이에 반해 횡보강근이 배근된 실험체의 경우 경우 횡보강근이 실험체 단부의 하중에 직접적으로 저항함에 따라 실험체 내력이 큰 폭으로 상승하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.178-189
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• 2011

본 연구에서는 CFRP 표면부착 공법의 대안으로 최근에 관심을 끌고 있는 NSM(Near Surface Mounted)기법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도를 평가하기 위한 실험과 해석을 수행하였다. 전단철근이 없는 7개의 실험체에 대해 4점 휨실험을 실시하였다. 실험변수로는 CFRP 스트립의 경사($45^{\circ}$, $90^{\circ}$)와 스트립의 간격(250mm, 200mm, 150mm, 100mm)이 고려되었다. 실험적 연구를 통해 NSM공법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도와 파괴모드에 대한 각 실험변수의 영향을 평가하였다. 실험결과는 $45^{\circ}$ 경사로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 파단으로 파괴된 반면, 수직으로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 슬립으로 파괴됨을 보였다. 또한, $45^{\circ}$ 경사 스트립이 수직 스트립보다 전단저항력 증가시킬뿐만 아니라 파괴시의 처짐을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 추가적으로 RBSN 해석은 NSM기법으로 전단 보강된 RC 부재의 균열형상 및 하중-처짐관계를 적절하게 예측하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.17-26
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• 2014

절리를 포함한 암반에서 터널굴착시 발생하는 내공변위는 터널의 안정성과 필요 확보공간 및 시공성을 위해서 매우 중요한 인자이다. 터널굴착시 발생할 수 있는 내공변위의 크기는 탄성계수가 큰 영향을 미치는 인자이며 특히 절리면이 터널거동을 지배하는 암반에서는 신뢰성 있는 절리암반의 탄성계수를 산정하는 것은 매우 중요하다. 절리암반의 탄성계수는 암석종류, 절리조건, 하중조건 등과 같은 많은 인자에 의해서 영향을 받는다. 그럼에도 불구하고 기존의 대부분의 연구는 암석 및 절리, 터널 굴착하중 조건 등을 체계적으로 고려하지 않고 압축하중 조건에 근거한 대략적인 경험식에 초점을 두고 있다. 그러므로 본 연구에서는 터널 굴착하중 조건에서의 절리암반의 탄성계수를 보다 합리적으로 추정하기 위하여 암석 및 절리조건을 체계적으로 고려하였다. 본 연구에서는 암석종류, 절리전단강도, 절리경사각, 절리군의 수 및 절리간격을 해석인자로서 고려하였다. 다양한 암석 및 절리조건을 고려하여 수치해석적 매개변수 연구를 수행하였고, 그 결과를 기존의 경험적인 방법들과 비교분석하였으며, 다양한 암석 및 절리조건에서의 탄성계수에 대한 변화도표를 제시하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 절리암반에서 터널굴착으로 인해 발생되는 터널 내공변위를 파악하는데 실무적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.