• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.171-178
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• 2019

본 연구는 탄소섬유시트, 아라미드섬유시트, 그리고 유리섬유시트를 혼합한 하이브리드 FRP 플레이트를 제작하였으며, 제작한 보강 플레이트를 보강한 후, 최대한의 휨 보강 효과가 발생되도록 다시 보강 플레이를 긴장시켜 RC보의 휨 보강 효과를 파악하고자 하였다. 또한, 긴장시키는 보강방법을 제시하는 동시에 무보강 실험체에 비해 보강효과가 어느 정도 되는지 실험적으로 규명하기 위해 실험적 연구를 진행하였다. 연구를 위해 총 8개의 RC 보 부재를 동일하게 제작하여 1 개의 실험체(N 실험체)를 제외한 7 개의 실험체는 보강재 종류, 단부 정착 앵커 개수, 보강재 두께 등을 주요 변수로 하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 휨 거동을 보이는 실험체에 긴장을 가한 FRP 플레이트로 보강하면, 보강하지 않은 실험체에 비해 우수한 휨거동(초기강도, 항복시 강도 및 강성, 최대강도 등)보여 주었으며, 단부정착 앵커의 개수가 많고, 보강재의 두께(보강량)가 클수록 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 긴장시킨 보강재는 단일 FRP 플레이트에 비해, 하이브리드 FRP 플레이트를 적용했을 때 보강효과가 더 우수하게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.235-249
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• 2011

I형 PSC 거더에 새로운 설계 개념을 도입하여 낮은 형고의 장경간 거더를 설계하고, 실험을 통해서 적용성을 점검하였다. 본 연구에서 제안하는 거더는 복부에 개구부를 도입한 분절형 중공 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더(HWPC거더, Holed Web Prestressed Concrete girders)이다. 이 거더의 설계에는 세 가지 설계 개념이 종합적으로 적용되었다. 먼저 장경간의 거더를 공장에서 프리캐스트로 타설하여 양생을 마친 후에 현장으로 운반하는 방법을 채택하여 현장에서 거더를 제작하는 경우보다 콘크리트의 품질 관리가 용이하게 하여 고강도 및 고성능 콘크리트를 적용하는 것이 가능하게 하였다. 또한 거더를 분절화하여 제작하여 국내의 도로 여건에서도 장경간 거더를 공장에서 현장으로 이동시킬 수 있게 하였다. 이로써 현장에서의 작업 기간도 단축시킬 수 있다. 두 번째로 거더의 복부에 원형의 개구부를 도입하여, 단부 정착장치의 반을 이 개구부 내에 이동하여 분산 배치하여, 분절 거더의 조립에 사용하였다. 개구부에 정착부를 분산 배치하면 단부에 설치되는 정착장치가 줄어들게 되므로 단부에 작용하는 응력이 줄어들게 된다. 아울러 자연스레 단부에 도입되는 휨모멘트는 줄어들고, 중앙부에 큰 휨모멘트가 도입되므로 외력으로 인한 휨모멘트 분포에 더 가까운 형상의 부모멘트를 거더에 도입할 수 있다. 거더에 개구부를 도입하면 거더 자중도 줄어든다. 그리고, 세째로 단부에 설치되는 정착구의 수가 줄기 때문에 단부에서는 다이아프램을 제거하고도 정착이 가능하다. 이렇게 거더의 전 단면에 걸쳐서 같은 폭의 복부폭을 사용하면 거더 제작을 자동화 하는데도 도움이 될 것이다. HWPC거더의 설계 기법을 검증하고, 다단계 긴장의 효과 및 실제교량에 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 고찰하기 위하여 실물 실험을 수행하였다. 길이 50 m, 높이 2 m인 거더 실험체를 분절형과 일체형으로 각각 1개씩 제작하여 휨실험을 수행하고, 결과를 비교하여 분석하였다. 분절형 거더와 일체형 거더는 처짐 및 균열생성 형상에서 근본적으로 유사하였다. 휨 강도, 처짐, 활하중 처짐제한 규정 등이 특정 설계기준을 만족하도록 설계하는 것이 가능하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.325-333
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• 2010

이 연구에서는 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용할 수 있는 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 개발하고 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(engineered cementitious composite)를 사용하였다. 개발된 접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체를 계획하여 이에 대한 내진성능 실험을 실시하였다. 내부 접합부에 있어서는 접합부 횡보강근 유무와 현장타성 범위를 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 액츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험에서 얻은 자료를 접합부 내력, 강성, 에너지 소산능력 등에 대하여 분석하였으며, 그 결과 이 연구에서 제시한 새로운 보-기둥 접합부 상세는 강재와 콘크리트 그리고 ECC 사이에서의 다른 부착 특성 때문에 구조거동에서 차이점이 관찰되었으며, 기준 실험체를 제외한 두 실험체의 경우 ECC 및 철골연결재에 의해 소성힌지를 유도할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 프리캐스트 접합부는 높은 일체성과 모멘트 저항 능력을 보이며 중진 지역에서 사용가능함을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.809-820
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• 2008

니브 플레이트 길이가 1,500 mm인 새로운 실물크기 개량 더블티 슬래브를 제안, 설계하고 종국 휨강도까지 실험에 의하여 평가하였다. 이 슬래브는 기존의 PCI 더블티와 같은 티 (tee)단면과 새로이 개조된 플레이트단면으로 구성되어있으며, 긴장력은 티 (tee)단면 하부에만 적용되었다. 이 실험체는 국내 프리캐스트 공장에서 제작한 실험체이다. 휨실험에 의하여 티 (tee)단면이 종국 휨강도를 발휘할 때까지 개조된 댑단부를 포함한 니브 플레이트 단면의 안전성과 사용성을 평가하려 하였다. 하중을 가력할수록 초기 휨 균열들이 더블티 하단에서 발생하였고, 그 후 휨전단과 사인장 균열들은 댑단부와 니브 부분으로 증가하여 발생하였다. 제안한 개량 더블티 슬래브는 설계하중 이상의 휨 내력으로 고르게 분포된 많은 휨균열과 함께 연성 파괴되었다. 두께 250 mm의 니브 플레이트부분은 사용하중 하에서 어떠한 균열도 발생하지 않았고, 티 (tee)부분의 극한하중 하에서도 미소한 휨균열만 보여주었다. 제안하는 실험체는 이 실험에서 설계기준 조건을 만족시키는 강도와 연성거동을 보여주었다. 보다 효율적인 활용을 위하여, 니브 플레이트 두께와 인장철근을 감소시킬 수 있는 추가 실험이 제안하는 개량 댑 더블티에 대하여 요구된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.111-117
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• 2019

확대머리 SD600 고강도 인장철근으로 단부 정착된 SFRC 깊은보의 전단성능을 평가하기 위해 전단 실험을 수행하였다. 실험 변수는 주인장 철근의 단부 정착방법(확대머리 철근, 일자형 철근), 단부 정착길이, 전단보강근 유무 등이다. 전단경간비는 1을 가지는 실험체에 대한 전단실험결과, 모든 실험체는 초기 휨 균열이 발생한 후 경사균열이 진행되면서 최종적으로 압축전단파괴되었다. 확대머리 철근으로 기계적 정착된 실험체들이 일자형 철근 정착에 비하여 5.6~22.4% 더 큰 전단강도를 나타내었다. 확대머리 철근으로 기계적 정착된 실험체들에 대하여 최대하중의 75%까지는 지압응력이 전체 정착응력의 0.9~17.2%에 도달하였으나, 최대하중 시점에서 지압응력이 전체 정착응력의 22.4%~46%에 도달하여 큰 응력 부담률을 나타내었다. 이를 통하여 확대머리 지압응력에 의한 정착응력 증가가 전단강도에 큰 영향을 미침을 알 수 있다. 실험 전단강도가 실용식에 의한 전단강도의 2.68~4.65 배로 평가되어, 실용식이 전단내력을 안전측으로 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.543-551
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• 2010

층고 감소, 내력 증대 등의 장점을 가지고 있는 기존 합성보의 특징 뿐만 아니라 사용 강재량의 감소까지 기대할 수 있는 단부 보강한 합성보(Eco-girder) 시스템이 개발되었다. Eco-girder 시스템의 개념은 효율적인 합성보의 설계를 위해 최대 모멘트가 발생하는 양단부만을 강판을 이용하여 보강하고, 중앙부 모멘트에 의하여 철골보 크기를 결정하는 구조시스템이다. 본 연구에서는 반복 휨하중을 받는 단부보강 합성보의 이력거동을 예측하기 위해 정밀한 FEM(Finite Element Method)보다는 간단한 표현과 동시에 원리에 충실한 수치적분에 의한 면내수치해석방법(Fiber Element Analysis)을 이용하였으며, 선행 연구된 실험 결과와의 비교를 통해 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 또한 기존 합성보와의 이력거동을 비교 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.335-348
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• 2014

고강도 강의 경우 재료의 높은 항복비와 모재인성 부족으로 인해 휨 구조부재에 적용하기가 용이하지 않다. 고강도 강 휨재의 가장 큰 문제점 중 하나는 일반 연강접합부와 마찬가지로 보 단부의 취성파단이다. 연강접합부의 경우 부재의 보강 및 보 단부의 용접접근공 상세의 개량을 통하여 국내기준의 특수모멘트골조용 접합상세가 다수 개발된 바 있으나 고강도강 접합부에 대한 적용성 평가는 아직까지 미비한 실정이다. 본 연구는 국내에서 개발된 고강도 강(HSA800)을 적용한 기둥-보 접합부의 적용성 평가를 위한 초기단계의 연구이며 보 단부의 용접접근공 상세에 따른 고강도 강 접합부의 구조성능을 실험 및 해석적 방법을 통하여 고찰하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.29-42
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• 2008

이번 연구의 목적은 시험기의 단부가 압밀중인 시료의 유효응력에 미치는 영향을 연구함에 있다. 압밀중에 시험기 단부와 시료사이의 마찰은 공진주 시험기 시료의 반경 및 접선방향의 유효응력을 감소시킨다. 하지만, 시료의 유효응력을 측정하는 것은 실용적이지 않다. 압밀중 시험기 시료 유효응력 상태를 평가하기 위해 두 가지 접근이 이루어졌다. 첫째, 응력상태를 추측하기 위해 신중하게 조절된 간극비와 응력이력을 가진 시료의 최대 전단 탄성계수가 측정되었다. 둘째, 여러 가지 시료 정수가 압밀중 시험기 시료의 응력상태에 미치는 영향을 분석하기 위해 유한요소법이 수행되었다. 이러한 실험 결과와 분석적 기법결과를 종합해서 압밀중 공진주 시험시료에서의 평균주응력을 예측하는 해석적 예제를 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.237-248
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• 1997

크레인 주행거더에서 빈번히 발생되는3 종류의 균열을 재현하기 위해서 거더 길이 640 mm, 높이 600 mm, 폭 300 mm의 시험체 2기를 제작하여 피로실험을 수행하였다. 시험체의 균열은 재하점 부근과 가세트 단부 및 하부플랜지와 웨브의 모살용접부에서 발생하였다. 재하점 근방의 균열은 수직보강재가 위치한 상부플랜지와 웨브 사이의 모살용접부에서 발생해서 웨브의 대각선 방향으로 진전하였다. 또한 하부플랜지 종비드에서 발생된 균열은 주행거더방향에 수직으로 성장하였다. 크레인 주행거더의 각 부위의 피로등급은 JSSC 피로설계지침의 피로등급과 비교해 보면, 재하점 근방의 모살용접부는 E 등급, 가세트 단부는 G 또는 H 등급, 하부플랜지 종비드 부위는 D 등급 정도로 나타났다. 가세트 단부와 종비드 부위는 피로설계지침과 잘 일치하고 있음을 알 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.220-228
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• 2010

일체형 삼각 트러스 형태의 철선을 아연도금 강판에 용접한 철선일체형 데크 플레이트는 슬래브 시공 시 현장시공 최소 및 동바리와 지보공 등 거푸집 공사비 절감을 목적으로 개발되어 이미 많은 현장에 적용되고 있다. 본 연구에서는 철선일체형 데크 플레이트 시스템의 구조성능 평가를 위해 상부철선, 하부철선, 래티스 철선, 경간, 단부가공방법을 변수로 채택하여 총 32개의 시험체를 실물크기로 제작하여 실험적 연구를 수행하였다. 연구결과 시험체의 최종파괴형태 변화 및 단부가공방법이 시험체의 구조 성능에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 경간 3.2m 시험체는 래티스 철선으로 ${\Phi}4.5$를 사용해도 큰 무리가 없는 것으로 나타났다.