• 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.

• 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.

• 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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• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.159-169
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• 2014

이 연구에서는 철근콘크리트 전단벽의 횡하중 거동과 연성을 합리적으로 평가하기 위해서 모멘트-곡률관계를 정립하고 이로부터 단순화된 횡하중-횡변위관계를 제시하였다. 최초 휨 균열, 인장철근 항복, 최대내력, 최대내력의 80% 및 인장철근파단시점에서 모멘트와 곡률은 힘의 평형조건과 변형적합조건으로부터 정립되었다. 최대내력 이후의 곡률평가를 위한 압축측연단 콘크리트 변형률은 Razvi and Saatcioglu의 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계를 이용하여 최대응력의 감소계수와 횡보강근 체적지수의 함수로 제시하였다. 모멘트 평가모델은 변수연구를 통하여 인장철근지수, 수직철근지수 및 축력지수의 함수로 일반화하였다. 횡변위는 전단벽의 높이에 따라 분포된 이상화된 곡률로부터 모멘트 면적법을 이용하여 환산하였다. 제시된 횡하중-횡변위관계는 기존 실험 결과와 잘 일치하였으며, 특히 최대내력 이후의 거동을 잘 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.207-214
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• 2015

이 연구에서는 중량콘크리트 전단벽의 경계요소내에서 횡보강근으로서 와이어로프의 적용가능성을 평가하였다. 와이어로프의 횡보강근의 배근간격은 60 mm에서 120 mm로 변화되었는데, 이때의 횡보강근체적지수는 0.126~0.234이다. 와이어로프는 주철근의 외부와 경계요소내 내부의 크로스타이로 적용되었다. 와이어로프로 횡보강된 5개의 중량콘크리트 전단벽은 축력하중하에서 반복횡하중의 실험이 수행되었다. 실험결과, 횡보강근체적지수가 증가함에 따라 전단벽의 연성은 현저하게 증가한 반면, 휨 내력의 변화는 미미하였다. 전단벽의 휨 내력의 실험결과는 ACI 318-11 기준의 예측값 보다 다소 높았다. 동일한 횡보강근체적지수에서 와이어로프로 횡보강된 전단벽의 변위연성비는 일반철근으로 보강된 전단벽보다 높았다. 특히, 이 실험결과로부터 고연성설계를 위한 곡률연성비 16 이상을 확보하기 위해서는 횡보강근체적지수가 0.233 이상이 요구되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권3호
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• pp.117-124
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• 1998

본 연구는 고성능 철근콘크리트 보의 연성능력에 관한 실험이다. 실험변수로는인장철근비( )와 하중재하형태(1점가력과 2점가력)가 있다. 콘크리트의 실린더 압축강도가 800-900㎏/㎠, 슬럼프 20∼25㎝ 및 슬럼프 플로우가 60∼70㎝인 고성능 철근콘크리트 보의 휨 실험 결과,고성능 콘크리트는 일반강도 콘크리트보다 취성적인 성질을 나타냈으며, 이러한 성질은 고성능 콘크리트의 연성능력을 감소시켰다. 고성능철근콘크리트의 경우 등가응력블록 변수는 MacGregor블록이나 New Zealand 규준을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 극한 곡률을 구할때는 cu= 0.0042값을 사용하는 것이 타당하다고 사료된다. 고성능 철근콘크리트 보의 경우, 현재 ACI 규준의 철근비에서 허용하는 2 및 4 이상의 연성지수 확보는 각각 '/ 0.30 범위에서 정적하중 상태의 경우 철근비가 - '=0.60 b이하에서 가능하고 휨 부재의 모멘트 재분배를 위한 경우는 철근비를 - '=0.33 b이하로 낮추어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.11-19
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• 2001

일정한 축하중과 반복적인 횡하중을 받는 콘크리트충전 강합성 기둥의 내진성능에 관한 실험적인 연구가 수행되었다. 강합성 기둥은 충전콘크리트가 강판의 국부좌굴로 인한 내측방향의 변형을 억제하고, 강판의 콘크리트 측압에 대한 구속효과와 같은 상호작용에 의해서 콘크리트와 강재의 단순누가강도 이상의 강도증진효과를 가지며, 강재 및 콘크리트기둥에 비해 우수한 연성 및 에너지 흡수능력을 나타내었다. 단면분할법을 이용하여 콘크리트충전 강합성 기둥의 비선형 모멘트-곡률 관계를 예측해 보았으며, 이는 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 구조물의 내진설계의 중요한 요소인 강합성 기둥의 연성 및 응답수정계수를 평가해 보았다. 실험결과 강합성 기둥은 효과적인 내진구조 부재로 판단되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.177-185
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• 2016

이 논문에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)의 부재의 휨거동을 특성을 파악하고자 하였다. 하이브리드 강섬유보강 초고성능 콘크리트의 압축강도는 150 MPa이다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장거동 재료 특성은 구조거동 예측을 위해 매우 중요하다. 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 하중-균열개구변위 측정결과를 이용하여 인장거동 특성을 파악하였다. 실험결과는 하이브리드 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 유리한 것을 나타낸다. 또한, 강섬유 보강 UHPC 보의 연성지수는 1.6~3.0을 나타내어 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 모멘트-곡률 관계 측정결과와 해석결과를 비교하였다. 휨철근을 배근하지 않은 UHPC 보에 대한 휨강도 예측결과는 측정 휨강도를 다소 과다평가하고 있다. 전반적으로 본 연구에서 제시한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 재료 및 휨 거동 모델링 제안기법에 의해 압축강도 150 MPa 급의 강섬유 보강 콘크리트 보의 합리적인 휨성능 예측이 가능하다.