• 토지주택연구
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• 제5권2호
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• pp.91-97
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• 2014

일반적으로 부분 PC 구조에서는 기둥, 보, 그리고 하프 PC 슬래브 등을 공장에서 제작하여 현장에서 조립한 후에 덧침 콘크리트의 타설에 의하여 일체화한다. 따라서 PC 부재가 연결되는 위치에서의 불연속면과 함께 PC 부재의 조립을 위한 걸침길이 확보와 같은 접합부 형상 등으로 인하여 접합부 보강을 위한 구조설계가 필요하다. 보-기둥 접합부에서 발생하는 PC 부재와 덧침 콘크리트 사이의 접합면에서 전단력 전달 성능은 접합부의 구조 성능에 큰 영향을 미치게 된다. 서로 다른 두 개의 부재가 만나는 면에서는 부재간의 미끄러짐(slip) 현상과 전단력이 발생되는데, 본 연구에서의 접합면 전단에 대해서는 실험을 수행하고 실험결과에 대해 ACI 기준 및 PCI 설계식을 활용하여 검토하였다. 보-기둥 접합부에 대한 접합면 전단 설계를 ACI 기준 또는 PCI 설계법에 따라 검토한다면, 구조성능을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 실험결과를 고찰하면 보-기둥 접합부에서 PC 보의 걸침길이를 30mm로 하여도 구조적인 문제는 없는 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.73-82
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• 2005

본 논문은 스테인리스강이 건축구조용으로 이용될 때 중심압축재와 기둥의 최대내력을 수치해석으로 조사한 것이다. STS304의 소재인장시험결과로부터 응력-변형도 관계를 모델화하여 최대내력에 미치는 영향을 조사하였으며 강구조 한계상태설계기준식과의 비교를 시도하였다. 스테인리스강을 건축구조용으로 사용하기 위해서는 별도의 설계기준식이 필요하다는 점이 확인되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.535-547
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• 2012

PSRC 기둥은 앵글을 콘크리트에 매입시킨 기둥으로, 단면의 외곽 코너에 배치되는 앵글이 기둥의 휨-압축에 저항하고, 횡철근은 기둥의 전단과 앵글-콘크리트 사이의 부착에 저항한다. 본 연구에서는 KBC 2009에 따라 PSRC 합성기둥의 휨, 전단, 부착 설계방법을 정립하고, 단순지지된 2/3 스케일의 PSRC 보와 SRC 보의 2점 가력 휨실험을 통하여 제안된 설계법을 검증하고 PSRC 합성기둥의 파괴특성을 분석하였다. 단면의 강재비와 횡철근 간격을 실험 변수로 고려하였다. 실험결과, KBC 2009으로 예측한 PSRC 합성기둥의 휨, 전단, 부착 강도는 실험결과와 잘 일치하였다. 고강도 앵글이 기둥 단면의 외곽에 배치되므로 PSRC 합성기둥은 동일한 강재비를 갖는 일반 SRC 합성기둥 단면에 비하여 매우 우수한 휨저항 성능을 나타냈다. 그러나 앵글과 콘크리트 사이의 부착강도가 충분히 학보되지 못한 경우 합성기둥 단면의 휨항복강도를 발휘하기 이전에 앵글의 부착파괴, 피복콘크리트 파괴, 횡철근의 파단 등이 발생하였다. 또한 앵글 용접성 및 인성이 부족할 경우 앵글-횡철근 용접부에서 앵글의 파단에 의해 실험체가 파괴되었다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.23-29
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• 2011

본 연구에서는 CFRP쉬트로 보강된 원형 CFT기둥의 압축거동을 관찰하고 설계식을 제안하였다. 원형 CFT기둥의 CFRP쉬트의 보강효과를 관찰하기 위해 10개의 실험체를 제작하여 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수로는 CFRP쉬트 보강겹수와 직경-두께비(D/t)이다. 실험결과 원형CFT기둥에 CFRP쉬트 보강을 통해 압축내력을 증가시킨 것으로 나타났다. 끝으로 ACI 440code를 응용하여 CFRP 보강된 원형 CFT기둥의 압축내력을 예측하기 위한 설계식을 제안한다. 제안식을 분석한 결과 실험결과와 비교적 일치한 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.323-329
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• 2002

강도와 작용하중의 분포 및 설계조건 등에 의해 단면이 길이에 따라 임의로 된 외팔 기둥이 구조물 등에 많이 사용되고 있어서 이들에 대한 좌굴에 관한 해석이 구조물의 설계시에는 매우 중요하다. 본 논문에서는 분포하중, 집중하중을 받는 가변단면 기둥의 좌굴 해석후 해석 문제를 differential transformation이라는 새로운 변환방법을 적용하여 해석하여 기존의 해석결과와 비교, 검토하였고, 또한 임의의 가변단면의 외팔 기둥에 대한 좌굴후 해석의 결과를 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권1호
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• pp.156-164
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• 1995

기둥의 축력-모멘트-곡률곡선으로 결정된 등가강성을 이용하여 P-${\Delta}$- 해석을 수행하는 방법은 횡화중을 받는 철근콘크리트 장주의 극한지지력을 비교적 정확하게 예측할 수 있으나 실무설계에 이용하기에는 복잡한 방법이다. 보다 효율적인 해석과정을 위하여 시방서상 사용가능한 기둥단면에 대한 축력-모멘트-곡률곡선과 이에 따른 등가강성을 구하고, 이를 간편하게 계산할 수 있는 등가강성식을 제안하였다. 제안된 강성식을 P-${\Delta}$ 해석법과 모멘트확대법에 적용하여 실험치와 비교하여 해석의 정확도를 확인하였다. 횡하중을 받는 철근콘크리트장주의 설계시 제안된 강성식을 입력자료로 이용한다면 좀더 간편하게 P-${\Delta}$ 해석을 수행할 수 있을 것이며, 시방서에서 규정된 모멘트확대법의 기둥강성식 대신 사용한다면 모멘트확대법의 정확도를 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.399-405
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• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트 모멘트골조의 보-힌지 붕괴 기구를 유도하기 위한 유전자알고리즘 기반의 최적내진설계기법을 제시한다. 제안하는 기법은 두 가지의 목적함수을 사용한다. 첫 번째는 구조물의 비용을 최소화하는 것이고, 두 번째는 구조물의 에너지소산능력을 최대화하는 것이다. 제약조건은 기둥과 보의 강도조건, 기둥-보 휨강도비 최소 조건, 기둥의 소성힌지 발생 방지조건 등이 사용된다. 부재의 강도 평가를 위해 선형정적해석이 수행되고, 에너지소산능력과 소성힌지 발생여부를 평가하기 위해 비선형정적해석이 수행된다. 제안하는 기법은 4층 예제 구조물에 적용되었으며, 보-힌지 붕괴 기구를 유도하는 설계안이 얻어지는 것을 확인하였다. 획득된 설계안의 기둥-보 휨강도비를 분석한 결과, 그 값은 기존 내진 기준에서 제시하는 값보다 큰 것으로 나타났다. 보-힌지 붕괴 모드를 유도하기 위해서는 보다 더 강화된 전략이 필요하다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.633-644
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• 2008

철골구조물의 기둥이음 형식은 볼트연결이나 용접을 이용한다. 이러한 연결방법에서 부재의 축응력은 덧판의 볼트체결이나, 용접부위 를 통하여 그 응력이 전달되는 것으로 간주하여 설계, 시공되고 있다. 우리나라의 강구조 한계상태 설계기준에 따르면, 기둥 이음부의 고력볼트 및 용접이음은 이음부의 응력을 충분히 전달하여야 하고 이들 항복내력은 피접합재 항복내력의 1/2이상이 되도록 하여야 한다. 다만, 이음부에서 단면 에 인장응력이 없는 경우, 이음면이 절삭 마감으로 밀착되면 소요압축력 및 소요휨모멘트 각각의 1/4은 접촉면에 의해 직접 전달시킬 수 있다고 되 어있다. 반면에, 미국 철강협회설계기준(AISC Specifications and Codes)에서는 기둥이음에서 지압력에 따라 응력이 전달되도록 접촉면이 마무리 되어 있는 경우, 그 위치를 확보하는데 충분하도록 이음되어야 한다고만 되어있어, 설계자의 판단에 따라 압축력은 이음면의 직접접촉(Metal Touch)으로 상부에서 하부로 모두 전달할 수 있도록 되어있고, 또한 압축력과 휨모멘트를 받는 기둥에서는 직접접촉을 통해 최소 25%에서 최대 50%까지의 하중전달이 가능하다. 따라서 기둥이음에서 압축력에 대한 직접접촉의 활용도의 차이가 크고 또한 압축력과 모멘트가 작용할 때의 직접 접촉에 대한 활용도도 그 차이가 최대 25%이므로, 직접 접촉된 이음부의 응력전달 거동에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 축력과 휨모멘트가 작 용하는 기둥에 대해서 이루어지며 실험체의 수는 총 22개이다. 국내의 메탈터치의 평활도인 관리 허용치 1.5D/1000와 한계허용치 2.5D/1000및 AISC에서 제시하는 압축력을 받는 기둥에서의 보강 없는 틈의 한계인 1.6mm에 대해, 본 실험결과와 기존의 허용치를 비교하였다. 그 결과, 상하 부재 간의 직접 접촉을 통하여, 즉 메탈터치를 이용하여 응력을 전달시키면 부재 이음에서 경제성과 효율성이 개선될 수 있다고 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제3권2호
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• pp.123-132
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• 1991

건축구조물의 초고층화, 대형화 및 특수화 되어가는 현재의 실정에 고강도콘크리트의 사용은 필수적은 부분으로 대두되기 시작하였다. 그러나 이러한 필수적인 필요성에도 불구하고 ACI Building Code에서는 콘크리트의 강도가 420kg/$cm^2$이하에 관한 구조설계기준만을 제안하고 있는 설정이므로 420kg/$cm^2$을 넘는 고강도 콘크리트 사용시이에 따른 정확한 규준식이 정립되어 있지 못한 설정이다. 따라서 본 연구는 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계에 기본적인 자료를 제공하고자 하였으며, 시험체는 총 5개로서 선정된 주요변수는 콘크리트 압축강도(f'c=300kg/$cm^2$과 800kg/$cm^2$), 하중재하방법(일방향 단조하중과 반복하중) 그리고 접합부내의 구부림철근 사용 유.무등으로 하였다. 이상과 같은 변수에 따른 실험결과로서, 반복하중을 수행한 시험체가 일방향단조하중에 수행한 시험체의 최대하중수행능력에 비해서 73%정도밖에 미치지 못하였으며 접합부내에 기준배근을 한 시험체에 비해서 접합부내의 사인장 대각균열 발생억제 및 접합면의 균열들이 접합부내 기둥으로 진전하는 것을 막을 수는 있었으나 접합부내를 과도하게(횡보강근+구부림철근)보호함으로써 균열들이 분담되지 않고 보-기둥접합면에 집중되어 피해가 가중되는 현상을 보이게 되므로 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계시 접합부내에 구부림철근의 사용은 적절하지 않은 것으로 보인다. 최대하중수행능력에 비해서 73%정도밖에 미치지 못하였으며 접합부내에 기준배근을 한 시험체에 비해서 접합부내의 사인장 대각균열 발생억제 및 접합면의 균열들이 접합부내 기둥으로 진전하는 것을 막을 수는 있었으나 접합부내를 과도하게(횡보강근+구부림철근)보호함으로써 균열들이 분담되지 않고 보-기둥접합면에 집중되어 피해가 가중되는 현상을 보이게 되므로 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계시 접합부내에 구부림철근의 사용은 적절하지 않은 것으로 보인다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권2호
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• pp.99-108
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• 1997

철근콘크리트 기둥의 2계거동 해석을 위한 기존의 연구는 대부분 대칭단면에 1축 휨과 축력이 동시에 작용하는 경우에 한정되어 왔다. 그러나 일반적으로 기둥은 2축 휨과 축력을 동시에 받으며 이때 기둥의 거동을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 휨모멘트간의 상호 연관성을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 이와 같은 휨모멘크간의 상호 연관성을 고려한 보다 일반적인 기둥의 강성행렬을 유도하였으며, 이를 이용하여 2축 휨을 받는 철근콘크리트 기둥의 2계거동 해석방법을 제안하였다. 제안된 해석방법을 이용하여 2축 휨과 축력을 동시에 받는 정사각형과 직사각형 기둥에 대하여 2계거동 해석을 수행하였다. 그리고 다양한 하중조건에 대한 기둥의 극한강도를 평가하고, ACI 설계규준의 모멘트 확대계수법에 의해 계산된 기둥의 극한강도와 해석결과를 비교하였다. 이러한 결과에 의하면 직사각형 기두에서 모멘트 확대계수법에 의한 기둥의 극한강도가 해석결과보다 큰 경우도 있었다. 따라서 직사각형 단면 기둥에 2축 휨과 축력이 동시에 작용하는 경우에는 모멘트 확대계수법을 이용하여 기둥의 극한강도를 평가하면 실제 기둥의 극한강도가 크게 평가될 수 있다는 것을 알 수 있다.