• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.603-611
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• 2005

본 연구에서는 합리적인 내진설계기준의 정립을 위하여 철근콘크리트 교각의 내진성능에 영향을 미치는 주요 인자에 대하여 분석하였다. 주요 각국의 내진규정에서 내진성능을 발휘하기 위한 심부구속철근량을 규정함에 있어 다양한 요소들을 고려하고 있다. 하지만, 이러한 요소들이 합리적으로 고려되었는가에 대해서는 의문이 남는다. 따라서 본 연구에서 국내의 도로교설계기준, Eurocode 8 part2, NZS 3101, ATC-32 등의 설계기준을 비교분석하고, 기존 실험 연구 결과와 비교 분석하여 합리적인 영향인자들을 제안하고자 하였다. 연구결과에 따르면 원형 철근콘크리트 교각의 내진성능에 가장 지배적인 영향인자는 축하중비인 것으로 조사되었다. 따라서 심부구속철근비 산정식에 축하중비의 영향을 전혀 고려하고 있지 않는 현행 도로교설계기준에 축하중비를 도입해야 한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제4권1호
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• pp.41-62
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• 2013

A comprehensive experimental program of cyclic tests on 1:3-scale models of bridge piers is going to be carried out at the Laboratory of Structures and Materials of the University of Basilicata. The testing models include eight RC single shaft piers with hollow circular cross section. Four piers have been realised using corroded steel rebars. In this paper, the results of preliminary numerical simulation analyses of the cyclic behaviour of the piers, carried out with Opensees using fiber-based models, are presented. Pull-out and lap-splice effects of steel rebars have been taken into account in the numerical analyses. First, the experimental specimens and the test set up are presented. Next, the results of the numerical analyses are discussed. In the numerical analyses, different configurations and levels of corrosion have been considered. The effective stiffness and equivalent damping of the piers is reported as a function of pier ductility and pier drift.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.595-602
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• 2007

최근 CFRP (탄소섬유보강폴리머) 보강재를 이용한 콘크리트 구조물 보강이 교량 및 건축물 등에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 교각 두부 보강에 프리스트레스가 도입된 표면매립 CFRP를 적용하였다. 적용된 공법의 효율성을 검증하기 위해 7개의 실험체를 제작하였으며, 기준 실험체, 외부 강선 보강 실험체, 탄소판 보강 실험체, 탄소 바 보강 실험체로 구성되어 있다. 보강재의 종류, 프리스트레스력의 크기를 실험 변수로 두어 실험을 하였으며, 실험 결과 프리스트레스가 도입된 표면매립 CFRP 보강 실험체의 극한강도가 기준 실험체에 비해 약 $20{\sim}33%$ 증가하는 것으로 나타났다. 또한 동일한 프리스트레스 도입량을 갖는 프리스트레스가 도입된 표면매립 CFRP 보강 실험체와 외부강선보강 실험체는 극한하중이 유사한 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.549-552
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• 2008

일반적으로 콘크리트의 공극수는 알칼리성이므로 철근의 부식이 방지된다. 그러나 염소이온이 침투하면 철근부식의 위험이 증가하게 된다. 특히 해양환경 콘크리트에서 염소이온의 공급이 활발하여 철근부식이 내구수명을 결정하는 중요한 인자가 되고 있다. 이 논문에서는 염소이온의 확산에 의한 이동을 고려하여, 해양환경에 노출된 사각형 콘크리트 교각에 대한 염소이온 침투해석을 수행하였다. 사각형 교각의 측면에 위치한 철근에 비하여 구석에 위치한 철근에 염소이온이 훨씬 빨리 축적됨을 확인하였다. 또 부식개시 임계농도에 도달하는데 걸리는 시간도 구석 철근의 위치가 측면 철근 보다 짧았다. 해석결과 임계 염소이온 농도에 걸리는 시간은 측면 철근에 비하여 절반 정도로 나타났으며, 따라서 사각형 교각의 염소이온에 대한 내구수명은 구석에 위치한 철근에 의해 결정되며 따라서 이차원 해석이 필요할 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제12권2호
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• pp.167-181
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• 2012

Ultra high performance cementitious composite material is applied to the design of multifunctional permanent form for bridge pier in this paper. The basic properties and calculating constitutive model of ultra high performance cementitious composite are introduced briefly. According to momental theory of thin-walled shell, the analytical solutions of structural behavior parameters including circumferential stress, longitudinal stress and shear stress are derived for UHPCC thin-walled circular tube. Based on relevant code of construction loads (MHURD of PPC 2008), the calculating parameter expression of construction loads for UHPCC thin-walled circular tube is presented. With geometrical dimensions of typical pier, the structural behavior parameters of UHPCC tube under construction loads are calculated. The effects of geometrical parameters of UHPCC tube on structural behavior are analyzed and the design advices for UHPCC tube are proposed. This paper shall provide a scientific reference for UHPCC permanent form design and UHPCC hybrid structure application.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.87-98
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• 2009

지진작용에 의한 교각의 파괴유형을 관찰한 결과와 교각의 내진성능실험 결과로서, 소성힌지구역의 철근상세가 교각의 내진성능에 가장 큰 영향을 미친다는 것이 잘 알려져 있다. 소성힌지구역의 철근상세 중에서는 축방향철근의 겹침이음 여부가 횡방향철근의 상세보다 더 큰 영향을 준다. 소성힌지구역에 축방향철근이 겹침이음 되어 있는 경우에는 지진이 발생할 때 축방향철근에 미끌어짐(슬립)현상이 발생하여 연성능력을 발휘할 수 없으므로 충분한 내진성능을 발휘하기 어렵다. 그러나 내진설계기준이 도입되기 이전에 설계되어 시공된 교각의 상당수는 시공 상의 편의성으로 교각 하단에 축방향철근이 겹침이음된 상태로 시공되었다. 따라서 축방향철근이 겹침이음된 비내진 교각에 대한 내진성능 평가와 보강에 대한 연구가 많이 수행된 바 있다. 그러나 비내진 교각에 대한 연구는 원형 단면 기둥과 사각형 단면 기둥에 대한 것이 대부분으로, 벽식 교각의 내진성능과 보강방법에 대한 연구는 거의 수행된 바 없다. 본 논문에서는 축방향철근이 겹침이음된 벽식 교각의 거동특성을 실험적으로 파악하고 겹침이음부의 보강개념을 제안하였다. 축방향철근의 겹침이음과 띠철근의 간격을 변수로 한 벽식 교각의 약축 방향 준정적 실험 결과, 변위연성도의 평가에 사용되는 기존의 항복변위의 정의가 벽식 교각에는 부적절하다는 사실을 발견하였다. 따라서 벽식 교각에 대한 항복변위의 새로운 결정방법을 제안하였다. 또한 비내진 벽식 교각의 내진보강에 효과적인 방법으로 강판과 볼트를 이용한 보강방법을 제시하였고, 실험을 통하여 축방향철근의 슬립현상이 지체되고 연성능력이 향상됨을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권4호
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• pp.481-492
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• 2020

To study the rail mapped deformation caused by the pier settlement of simply - supported bridges with China Railway Track System III (CRTS III) slab ballastless track (SBT) system under the mode of non-longitudinal connection ballastless track slab, this study derived an analytical solution to the mapped relationships between pier settlement and rail deformation based on the interlayer interaction mechanism of rail-pier and principle of stationary potential energy. The analytical calculation results were compared with the numerical results obtained by ANSYS finite element calculation, thus verifying the accuracy of analytical method. A parameter analysis was conducted on the key factors in rail mapped deformation such as pier settlement, fastener stiffness, and self-compacting concrete (SCC) stiffness of filling layer. The results indicate that rail deformation is approximately proportional to pier settlement. The smaller the fastener stiffness, the smoother the rail deformation curve and the longer the rail deformation area is. With the increase in the stiffness of SCC filling layer, the maximum positive deformation of rail gradually decreases, and the maximum negative deformation gradually increases. The deformation of rail caused by the pier settlement of common-span bridge structures will generate low-frequency excitation on high-speed trains.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권3호
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• pp.275-283
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• 2018

Seismic strengthening is essential for existing bridge piers which are deficient to resist the earthquake. The concrete and CFRP jackets with a bottom-anchoring method are used to strengthen railway bridge piers with low reinforcement ratio. Quasi-static tests of scaled down model piers are performed to evaluate the seismic performance of the original and strengthened bridge pier. The fracture characteristics indicate that the vulnerable position of the railway bridge pier with low reinforcement ratio during earthquake is the pier-footing region and shows flexural failure mode. The force-displacement relationships show that the two strengthening techniques using CFRP and concrete jackets can both provide a significant improvement in load-carrying capacity for railway bridge piers with low reinforcement ratio. It is clear that the bottom-anchoring method by using planted steel bars can guarantee the CFRP and concrete jackets to work jointly with original concrete piers Furthermore, it can be found that the use of CFRP jacket offers advantages over concrete jacket in improving the energy dissipation capacity under lateral cyclic loading. Therefore, the seismic strengthening techniques by the use of CFRP and concrete jackets provide alternative choices for the large numbers of existing railway bridge piers with low reinforcement ratio in China.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.53-54
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• 2009

강재매입형 합성교각은 단면 자체의 설계 변수의 다양성을 통해 요구하는 성능을 만족하도록 할 수 있는 유연성을 갖고 있다. 급속시공을 위한 합성교각의 설계를 위해서 작은 규모에서는 볼트 연결을 통한 조립식 구조물이 가능하고 큰 규모에서는 세그먼트를 분리하여 시공하고 포스트 텐션을 도입하는 방식을 사용할 수 있다. 이 논문에서는 합성교각의 실험적 결과를 비교 분석하여 강재 매입형 조립식 합성교각의 설계 변수가 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해서 교각의 설계 여건에 따른 적합한 설계 단면 설정 및 일체화 방안을 제안하였다. 조립식 시공을 위해서는 적절한 중량 규모에 따른 단면 분할이 필요하고 제작 및 시공 오차 보정을 위한 별도의 상세가 요구된다. 또한, 코핑부를 포함한 경우에는 교각 세그먼트와 코핑부와의 연결 상세를 함께 고려해야 하기 때문에 이를 위한 연결상세를 제시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.221-224
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• 2008

조립식 교각을 교량의 하부구조에 적용하는 다양한 기술들이 최근에 활발히 개발되고 있다. 이 논문에서는 프리스트레스를 필요로 하지 않는 형태의 프리캐스트 합성교각을 제안하였다. 낮은 강재비를 갖는 합성교각의 정적 및 내진성능 평가에 기반하여 교각 단면을 설계하고 기초부와의 연결상세는 교각 단면이 기초부로 일부 매입된 상태에서 볼트 연결로 설계하여 설계의 단순화를 도모하였다. 새롭게 제안된 프리캐스트 합성교각에 대한 구조적 성능을 검증하기 위해 준정적실험을 수행하였다. 실험을 통하여 정적 성능과 내진성능을 함께 평가하고 기존의 현장타설 합성교각의 거동과 비교를 수행하였다. 프리캐스트로 제작할 경우에 기초와 만나는 교각 끝단의 보강 상세가 요구되고 이와 관련한 상세 제안사항을 도출하였다.