• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.305-313
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• 2012

비보강 조적조 건축물은 전세계적으로 기존의 건물 및 역사 건축물의 많은 부분을 차지하고 있다. 특히, 최근 지진이 전세계적으로 빈번하게 나타남에 따라 비보강 조적조 구조물에 대한 내진 보강 대책이 요구되고 있다. 현재 비보강 조적조의 보강방법으로는 숏크리트, ECC jacketing, FRPs(fiber reinforced polymer sheet) 등이 개발되어 사용되고 있다. 특히 많은 엔지니어들이 FRPs를 사용한 보강방법을 채택하는 경향이 보이는데 이는 숏크리트나 ECC jacketing과는 달리 벽체의 두께 확장에 따른 구조물 자중 증가 문제없이 비보강 조적조의 전단강도를 향상시킬 수 있기 때문이다. 그러나 비보강 조적 벽체의 복잡한 역학적 거동과 FRPs를 사용한 실험 데이터의 부족은 아직까지도 적절한 보강량을 산정하는데 어려움을 주고 있다. 이 연구는 비보강 조적조의 면내 거동을 확인하고 두 가지의 다른 특징을 가진 FRPs를 사용한 보강 효과에 대한 정보를 주기 위해 수행되었다. 실험체는 1970년대 한국에서 빈번하게 지어진 저층형 연립주택의 내벽을 대상으로 하고 있으며 별도의 내진 설계는 되어있지 않은 상태이다. 실험체의 형상비는 실제 상황을 반영하기 위해 1에 가깝게 설정되어 있다. 보강 재료로는 탄소섬유보강 시트와 하이브리드 시트를 사용하였으며 이들은 각각 다른 극한 강도와 탄성계수 및 극한 변형률을 보유하고 있다. 연구 결과 비보강 조적 벽체의 면내 전단력 저항 성능을 확인하였으며 FRPs가 사용된 내진 보강 방안의 특성을 분석할 수 있었다. 또한 FRPs를 사용한 보의 전단보강 방법에 착안하여 비보강 조적조에 대한 FRPs의 보강 설계안을 도출할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.591-602
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• 2015

이 논문에서는 철골 연결보와 철근 콘크리트 전단벽체의 내진성능을 평가하고자 주기하중 실험을 수행하였다. 실험의 주요 변수는 벽체의 보강 상세이었다. 현행 설계 기준을 따라 설계된 병렬 전단벽체는 콘크리트의 지압강도로 인해 조기 파괴되었다. 한편, 매립길이 내에 추가적인 수직 및 수평 보강재로 보강된 벽체의 경우, 지압파괴가 방지되는 것으로 나타났다. 실험결과, 벽체의 수직철근은 수평철근보다 병렬 전단벽의 전단 강도에 더 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 매립 철골 보 플랜지 상 하부에서 발생하는 콘크리트의 응력분포를 가정하여, PC 병렬 전단벽체 내의 소요 철근의 양이 결정되었으며, 이를 이용하여 예측 강도 식을 제안하였다. 예측된 강도식은 실험값과 비교적 잘 일치하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.13-26
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• 2016

본 연구에서는 최근 보강토 옹벽의 보강재와 시공법에 대한 국산화에 대한 요구로 전면벽체나 토목섬유 등을 대체할 수 있는 공법에 대한 개발 수요가 많아짐에 따라 경제적이고, 안정한 블록식 보강토 옹벽의 개발을 실시하고, 새롭게 고안된 블록식 보강토 옹벽에 대해 수치해석을 실시하여 거동특성에 대해 분석하였다. 제안된 보강토 옹벽은 첫째, 블록에 전단키를 두어 벽체를 일체화 하였으며, 둘째, 이론적인 파괴면에 보강재를 집중적으로 시공하여 전단 파괴면을 보강함으로써 옹벽의 안정성을 만족시키는 공법이다. 블록식 옹벽의 거동 특성을 분석하기 위해 해석에서 보강재의 사용 요소는 cable 요소와 strip 요소에 대해 수치해석을 실시하였으며, 보강재 길이, 간격, 블록의 일체화의 조건을 변화하여 해석하였다. 이러한 조건으로 해석한 결과 파괴면만 보강하는 경우보다 전면 벽체 블록과 체결을 위해 긴 보강재를 설치하는 경우가 보강효과를 증가시키고, 변위를 많이 구속할 수 있는 것으로 판단되었으며, 전면 벽체와 체결과 함께 일체화를 고려하기 위해 전단키를 설치하는 경우가 벽체를 개별요소로 해석한 경우보다 변위 구속효과가 있었다. 또한, 긴 보강재를 1간격과 2간격으로 시공한 경우의 발생 변형량은 AASHTO의 시공중 허용 발생변형량에 비해 작게 발생되어 본 연구에서 제안한 공법은 구조물의 중요도에 따라 보강재의 간격을 달리하여 현장에 적용할 수 있는 안정한 공법으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.796-803
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• 2002

T형 벽체는 웨브 벽체와 평행한 방향으로 횡력이 작용할 때 그 작용 방향에 따라 다른 강성과 강도를 갖는다. 특히, 플랜지벽체에 인장력이 작용할 때 플랜지 벽체내 철근의 기여로 인하여 벽체의 휨강도가 상승하게 되는데 이것은 전단지체 현상에 기인한 것이다. 이러한 전단지체 현상에 따라 플랜지 벽체는 전체 폭이 웨브 벽체와 일체로 거동하지 못하고, 일정한 부분만이 웨브 벽체와 함께 거동하게 되는데, 이러한 범위를 유효 폭이라 하며, 이러한 유효 폭은 구조물의 실제적인 강도와 강성을 예측하는데 중요한 역할을 하게되므로 반드시 구명되어야 할 요소라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 실험을 통하여 웨브 벽체 단부에 기존의 양단부 보강상세를 갖는 T형 벽체의 실제적인 강도와 유효 폭을 평가하고자 한다. 연구목적을 달성하기 위하여 3개의 실험체를 제작하였으며 0.1 $f_{ck}$ . $A_{g}$의 축력을 실험이 진행되는 동안 일정하게 유지하면서, 반복가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 유효 폭은 횡변위의 증가에 따라 증가하는 것으로 나타났으며 최대강도 발현시 h/3에 해당하는 전체 플랜지가 유효 폭으로 작용하는 것으로 나타났다. 그러므로, PCI나 국내 기준에 의한 h/10의 유효 폭은 웨브 벽체 단부에 주어진 보강상세를 갖는 벽체에 대하여 적절치 못한 것으로 사료된다..

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.109-116
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• 2004

상재하중 및 보강재의 포설 간격이 보강토옹벽의 변형거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 모형 보강토옹벽은 $100cm \times 140 \times 100cm$ 크기의 모형토조내에 축조하였다. 본 모형실험에서는 보강재로 인장강도 2.26t/m의 지오그리드를 사용하였고, 뒤채움흙으로는 통일분류법상 SM에 해당되는 화강풍화토를 사용하였다. 모형옹벽 축조후 상재하중 재하에 따른 벽체수평변위와 보강재의 인장변형을 측정하였다. 실험결과, 상재하중이 증가할수록 모형 보강토옹벽의 벽체변위 및 보강재 인장력이 증가하였다. 벽체 최대수평변위 및 보강재 최대 인장력은 벽체 하단으로부터 0.7H 지점에서 측정되었으며, 그 크기는 상재하중이 증가할수록 변형증가율이 커지는 비선형적인 형태를 보였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.41-48
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• 2010

본 논문에서는 폭발하중으로 발생하는 폭풍파의 충격하중과 폭풍파로 초래된 파편의 충돌하중을 동시에 받는 철근 콘크리트 벽체 구조물의 비선형 충돌 손상거동 해석이 수행된다. 이를 위해 먼저 가상 폭발사고 시나리오로부터 철근 콘크리트 구조물에 충격과 충돌 하중이 복합적으로 작용하는 경우를 선정한다. 폭발하중으로 인한 구조물의 저항성능을 확보하기 방안으로는 복합신소재를 보강하는 경우가 고려되고, 복합신소재를 보강하지 않은 철근 콘크리트 벽체 구조물과 보강성능을 비교하여 제시한다. 또한, 막대한 시설과 비용 투자가 요구되는 폭발실험과 근접한 해석을 도출하기 위하여 실제 충격과 충돌 현상을 정확하게 묘사한 구성방정식과 상태방정식을 포함시킨 정교한 해석을 수행한다. 폭발하중과 같은 순간적인 동적 문제를 해석하기 위하여 외연적 고속충돌 해석 프로그램인 AUTODYN-3D을 활용하여 두 가지 대상구조물에 대한 수치 모의실험을 수행하고 복합신소재로 보강된 철근 콘크리트 벽체 구조물의 보강성능을 입증한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2C호
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• pp.65-74
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• 2011

본 논문에서는 대구경 소일-시멘트 교반체를 보강재로 적용한 토류벽의 굴착 시 거동을 현장 시험시공 결과를 통해 분석하였다. 먼저 대구경 소일-시멘트 교반체 공법에 대한 설명 및 기본 설계개념을 기술하였다. 공법을 9.8 m 굴착 현장에 적용하면서 굴착 단계별 벽체의 거동을 수평변위 및 하중 계측자료를 바탕으로 분석하였으며, 굴착에 의해 발생한 인접지반의 변위를 침하 계측 및 수치해석을 통해 평가하였다. 분석 결과, 대구경 소일-시멘트 교반체로 보강된 벽체는 보강재 길이가 0.45 H (H:벽체 높이) 이상인 경우 변위 및 토압 발생 거동이 소일 네일링과 같은 기존 공법으로 지지된 토류벽과 유사한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.97-108
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• 2010

발포우레탄 패커를 이용한 압력식 쏘일네일링 공법은 기존 쏘일네일링 공법의 단점을 보완하기 위하여 개발되었으며, 그라우팅 두부에 패커를 설치하여 네일 정착부를 완전히 밀폐하고 압력 그라우팅을 실시하여 정착부의 유효직경 및 인발저항력을 증가시켜 안전율을 향상시키는 공법이다. 압력식 쏘일네일링 공법에 대한 효용성을 검증하기 위하여 발포우레탄 패커 특성시험 및 현장조건을 묘사한 실내 그라우팅 주입실험, 현장시험 및 FEM해석을 수행하였다. 본 공법의 필수요소인 발포우레탄 패커의 정착력 확인을 위한 패커 특성시험 결과, 공내에 작용하는 압력에 대하여 패커가 충분히 저항함을 알 수 있었으며, 인발저항력 증가 원인 분석을 위한 실내 및 현장 시험결과, 압력 그라우트에 의하여 그라우트의 품질확보, 보강력증가 및 주변지반의 압밀효과를 확인 하였다. 끝으로 압력식 쏘일네일링 공법을 적용한 사면 및 흙막이 벽체 설계/시공 사례를 분석하여 현장 적용시 본 공법의 효용성 및 대처능력의 우수함을 입증하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권1호
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• pp.79-100
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• 1995

본 연구에서는 Wright 등이 제안한 산사태 억지벽체공법에, nailing system을 추가한 새로운 형태의 사면보강공법을 제시하였다. 이를 위해, nail로 보강된 콘크리트판넬에 작용하는 토압산 정법의 제시 및 억지말뚝 해석법의 정림 등이 이루어 졌다. 또한 제시된 토압산정법을 토대로, nail의 효율적인 배치형태 및 설치각도 등에 대한 분석과, 콘크리트판넬 및 억지말뚝으로 구성된 억지벽체의 최적설치위치에 관한 분석이 수행되었다. 이외에도 설계예를 통해, Wright 등의 제안방법과의 비교, 억지말뚝 상호간섭작용의 영향검토 등이 수행되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.41-47
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• 2008

본 연구에서는 보강토옹벽 상부에 재하된 상재하중 및 보강재 종류의 변화에 따른 토목섬유 보강토옹벽의 벽체 변위 특성을 평가하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 모형 보강토옹벽은 높이${\times}$길이${\times}$폭이 $100cm{\times}140cm{\times}100cm$인 모형토조 내에 축조하였다. 모형 보강토옹벽 축조시 뒤채움흙으로는 통일분류법상 SM으로 분류될 수 있는 화강풍화토를 사용하였고, 보강재로는 인장강도 특성이 다른 3종류의 토목섬유(지오네트 한 종류 및 지오그리드 두 종류)를 사용하여 총 7종류의 모형 보강토옹벽에 대한 실험을 수행하였다. 모형 보강토옹벽 축조후 상재하중 재하에 따른 벽체 변위를 LVDT를 이용하여 측정하였다. 모형실험 결과, 토목섬유 보강토옹벽의 최대 수평변위는 벽체 저면에서부터 0.7H지점에서 발생하고, 그 크기는 보강재의 인장강도가 증가할 수록 증가하는 것으로 나타났다. 또한 상재하중이 증가할수록 토목섬유 보강으로 인한 벽체변위의 감소율은 감소하였다.