• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.553-560
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• 2001

철근콘크리트 휨부재의 비탄성해석 및 설계를 위해서는 연성능력의 평가가 필요하며, 이를 위해서는 모멘트-곡률 관계가 정의되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 모멘트 곡률관계를 가정하여 철근콘크리트 휨부재의 연성능력을 해석적 방법으로 구하고, 실험결과와 비교한 결과, 실험값과 해석값은 거의 일치하였으므로 가정한 모멘트-곡률관계는 적합한 것으로 판명 되었다. 또한, 연성률은 곡률연성, 회전연성, 변위연성을 비교하였으며, 철근콘크리트 휨부재의 연성능력에 주로 영향을 미치는 요소는 인장철근, 압축철근 및 휨보강근으로 보고, 실험값과 해석값을 다양하게 분석한 결과 ($\rho$$_{s}$ ＋ $\rho$')/$\rho$의 항으로 연성능력을 나타냄이 적절한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.483-493
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• 2013

콘크리트 구조물의 대형화에 따라 고강도를 갖는 재료가 최근에 많이 사용되고 있는 추세이다. 고강도 재료의 사용은 역학적 성질 또는 내구성에 있어서는 장점이 있으나 구조물의 연성 거동에는 불리한 것으로 알려져 있다. 철근콘크리트 부재는 강도뿐만 아니라 적절한 연성이 확보되도록 설계가 되어야 하기 때문에 철근콘크리트 보의 연성을 적절하게 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 고강도 재료를 사용한 철근콘크리트 보부재의 곡률연성지수의 예측식을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 고강도 콘크리트 및 철근을 사용한 직사각형 단면 RC 보의 모멘트-곡률 관계를 해석적 방법으로 계산하여 다양한 철근 배치 조건하에서 콘크리트 및 철근의 강도가 부재의 휨거동 및 곡률연성지수에 미치는 영향을 분석하였고, 단철근 및 복철근 보에 모두 적용할 수 있는 극한상태에서의 압축철근의 응력을 고려한 새로운 곡률연성지수 예측식을 도출하였다. 제안한 곡률연성지수 예측식은 기존의 식과 비교분석하였으며, 단철근 및 복철근 보에서 예측식에 의해 계산된 곡률연성지수는 수치해석에 의해 얻은 곡률연성지수 값을 오차 범위 9% 내에서 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.51-61
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• 2003

본 연구는 철근콘크리트 교각에 대한 새로운 내진설계법을 개발하기 위한 연구의 일환으로서, 축력과 함께 반복 횡하증을 받는 철근콘크리트 교각의 곡률연성도와 변위연성도의 상관관계를 분석하고 연성도 상관관계식을 제시함을 목적으로 한다. 이를 위하여, 반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 횡하중-변위 포락곡선 실험결과를 비교적 정확하게 예측하며, 특히 변형능력 및 연성도에 대하여는 실험결과에 비하여 안전측의 결과를 제공하는 비선형해석 프로그램(NARCC)를 이용하였다. 해석의 대상 교각으로는, 단면지름, 형상비, 콘크리트 강도, 축방향철근 항복강도, 심부구속철근 항복강도, 축방향철근비, 축력비, 심부구속철근비 등을 주요변수로 하여, 총 7,200개의 철근콘크리트 나선철근 기둥 모델을 채택하였으며, 세 가지 항복변위의 기준을 적용하여 총 21,600개의 해석결과자료를 대상으로 상관관계를 분석하여 형상비를 주요변수로 한 곡률연성도와 변위연성도의 상관관계식을 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.1-12
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• 2004

1989년 로마프리타지진 및 1995년 효고현 남부지진등 많은 교각에서 휨-전단 파괴에 의한 피해가 발생하였다. 그럼에도 불구하고 지금까지의 교각의 내진성능에 관한 연구는 대부분 휨파괴에 대한 연구가 지배적이었다. RC 교각의 내진성능은 교각의 소성힌지구간의 성능에 좌우되고 있으며, 소성힌지의 연성은 곡률에 의해 평가하는 것이 바람직하다. 실험연구는 지진하중의 손상을 입은 RC교각의 휨전단거동에 관한 소성힌지구간 내의 곡률변화를 평가하였다. 실험에 사용된 7기의 실험체는 형상비 2.5에 횡방향 구속력, 주철근의 겹침이음 그리고 섬유보강을 변수로 가지고 있다. 이 실험체는 유사동적실험 수행을 통해 손상을 주었으며, 유사동적실험 후에는 일정한 축력,$P=0.1f_{ck}A_g$을 유지하면서 변위제어방식으로 유사정적실험을 실시하여 잔류내진성능을 평가하였다. 실험 결과 기초에서 15cm 구간에 가장 큰 곡률이 발생하였으며 파괴도 이 단면에 집중되었다. 또한, 연성도 분석결과 주철근이 겹침이음 된 RC 교각이 낮은 곡률연성도를 보였으며, 이를 섬유보강한 실험체의 휨강성과 곡률연성도는 현저히 개선되었다. 그리고, 교각의 곡률변화를 분석하여 횡구속력을 고려한 등가소성힌지길이 산정식을 제안하였으며, 이 제안된 식을 적용하여 변위연성도와 곡률연성도 관계를 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6542-6549
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• 2013

콘크리트 구조물이 대형화됨에 따라 고교각, 장지간의 보 등 부재가 장대화되고 있으며, 장지간의 철근콘크리트 부재에서는 자중을 줄이고 강성을 증가시키기 위해 속빈 단면을 사용하는 것이 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 철근콘크리트 속빈 단면 보의 모멘트-곡률 관계를 해석적 방법으로 구하여 속빈 부분의 크기, 상부플랜지와 복부의 철근 배치조건이 부재의 휨거동 및 곡률연성지수에 미치는 영향을 분석하였다. 속빈 부분의 크기($b_i/b_o$ 또는 $h_i/h_o$)가 0.5이하일 때에는 곡률연성지수가 일정하게 유지되며, 0.7이상이 되면 곡률연성지수가 급격히 감소하였다. 또한, 복부에 철근을 배치하면 곡률연성지수가 감소하며 단철근 보에서와 같은 수준의 연성지수를 얻기 위해서는 복부에 배치한 철근과 같은 양을 상부플랜지에 배치해야 하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.283-294
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• 2013

콘크리트 및 철근의 강도는 철근콘크리트 부재의 휨거동 및 연성에 많은 영향을 주며, 설계기준에서는 항복강도가 600 MPa인 고강도 철근의 사용이 허용되고 있다. 고강도 콘크리트가 RC부재의 휨거동에 미치는 영향에 대해서는 많은 연구가 진행되었으나, 고강도 철근에 대해서는 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 고강도 콘크리트 및 철근을 사용한 직사각형 단면 RC 보 단면의 모멘트-곡률 관계를 해석적 방법으로 구하여 다양한 철근 배치 조건하에서 콘크리트 및 철근의 강도가 부재의 휨거동 및 곡률연성지수에 미치는 영향을 분석하였다. 부재의 철근 배치조건에 따라 콘크리트와 철근의 강도가 부재의 휨거동 및 연성지수에 미치는 영향은 다르게 나타났다. 공칭모멘트가 동일한 단면에서는 철근의 항복강도가 400 MPa에서 600 MPa로 증가하면 연성지수는 30% 이상 감소하고, 콘크리트 압축강도가 30 MPa에서 70 MPa로 증가하면 연성지수는 약 3배 증가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.377-388
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• 2010

HSB600 및 HSB800 고성능강재를 적용한 정모멘트부 강합성거더의 휨거동을 비선형 모멘트-곡률 해석법으로 분석하였다. 연성특성이 다른 3개의 대표적인 강합성거더 기본 단면을 선정하여 모멘트-곡률 해석법으로 모멘트-곡률 이력과 휨저항강도를 구하고 비선형 유한요소해석 프로그램 ABAQUS(2008)로 구한 결과와 비교하여 모멘트-곡률 해석 프로그램을 검증하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지, 복부판 및 콘크리트 바닥판을 판요소로 모델링하여 3차원 강합성거더 유한요소모델을 적용했으며 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하여 해석하였다. 강합성거더 단면에서 콘크리트 바닥판의 28일 압축강도는 30~50MPa를 고려하였으며, 콘크리트 재료는 CEB-FIP(1990) 모델로, 일반 강재와 HSB600 및 HSB800 고성능 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. 강합성단면의 연성비, 강거더의 강종, 콘크리트 바닥판의 압축강도, 소성중립축의 위치 등이 강합성거더의 연성특성 및 휨저항강도에 미치는 영향을 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.279-288
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• 2016

이 연구에서는 철근콘크리트(reinforced concrete, RC) 기둥의 휨 거동을 비교적 간단한 방법으로 평가하기 위해서 모멘트-곡률 관계를 단순화하였다. RC 기둥에서 주철근 배근을 이상화하고 힘의 평형조건 및 변형률 적합조건에 기반하여 초기 휨 균열 발생, 인장철근 항복 도달, 최대 내력 및 최대 내력 도달 후 최대 내력의 80% 시점에서의 내력과 중립축 깊이를 산정하였다. 기둥의 최대 내력 이후의 콘크리트 압축연단 변형률은 Kim et al의 구속된 콘크리트 응력-변형률 관계를 이용하여 산정하였다. 단순화된 모멘트-곡률 관계로부터 환산된 기둥의 횡하중-횡변위 관계는 다양한 변수하에서 수행한 기둥 실험결과와 잘 일치하였다. 고려된 각 단계에서의 모멘트와 중립축 깊이는 주철근 지수, 횡보강근 체적지수 및 축력 지수의 함수로 모델링하였다. 결국, 기둥의 곡률 연성은 콘크리트 압축강도 및 주철근과 횡보강근의 양과 함께 작용 축하중비에 중요한 영향을 받았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.391-402
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• 1994

철근 콘크리트구조는 극한하중에서 연성파괴가 일어나도록 하는 것이 가장 중요한 설계개념의 하나이며 단면이 충분한 소성변형능력을 가지고 있을 때에는 한계상태설계법 개념을 도입하여 소성구조해석이나 모멘트 재분배를 수행하여 경제적인 단면을 설계할 수 있다. 따라서 휨연성지수는 설계된 철근 콘크리트 구조물의 휨거동을 예측하는데 뿐만 아니라 모멘트 재분배의 가능성을 판단하는데에도 이용된다. 그러나 휨연성지수 공식은 인장철근이 항복하는 순간의 곡률에 대하여 선형의 콘크리트 압축응력으로 가정하기 때문에 근사값의 휨연성지수를 계산하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트와 철근의 응력-변형도 곡선을 이용한 수치해석으로 이론적 정해에 가까운 휨연성지수를 구하고 각 변수에 따른 휨연성지수의 변화와 공식의 오차, 복철근보의 최대철근량은 고찰함으로써 철근콘크리트 구조설계의 참고자료를 제공하고자 하며 모멘트 재분배에 관한 연구에 이용될 수 있는 철근 콘크리트 휨부재의 모멘트-곡률 곡선 모델을 제시하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.687-694
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• 2014

이 연구에서는 철근콘크리트 전단벽의 경계요소의 연성설계를 위한 변위연성비모델을 제시하였다. 부재의 길이에 따른 곡률과 자유단에서의 변위를 산정하기 위한 전단벽의 단면의 변형률 및 내부힘들의 분포는 베르누이(Bernoulli)의 정리, 변형률 적합조건 및 힘의 평형조건을 이용하여 이상화하였다. 경계요소내의 횡보강근에 의한 구속효과는 Razvi and Saatcioglu에 의해 제시된 콘크리트의 응력-변형률 관계를 이용하여 고려하였다. 항복시 및 최대내력 이후 최대모멘트 80%에서의 곡률은 등가소성 힌지길이 개념을 도입하여 변위값으로 환산하였다. 일반화된 변위연성비의 모델은 다양한 범위에서 수행된 변수연구로부터 얻어진 데이터들의 회귀분석을 통하여 단순식으로 정립되었다. 제시된 단순모델은 실험결과 대비 평균, 표준편차 및 변동계수가 각각 1.05, 0.19 및 0.18로 대부분의 실험결과의 경향을 잘 예측하였다. 따라서 제시된 모델은 경계요소에서 소요연성비에 따른 횡보강근의 상세를 결정하는데 쉽게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.