• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.571-572
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• 2009

초고강도 콘크리트의 개발에 따라 철근 압축이음에 대한 연구 필요성이 높아지고 있다. 현행 설계 기준에서 콘크리트강도와 횡보강근의 영향을 고려하지 않기 때문에 압축이음길이가 인장이음길이보다 길어지는 기현상(奇現象)이 발생한다. 본 연구에서는 51개 실험체의 결과를 바탕으로 40MPa부터 70MPa까지 콘크리트에 대한 압축이음길이 설계식을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 압축이음길이 설계식을 이용하여 고강도 콘크리트에서 압축이음길이가 인장이음길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다. 더불어 제안된 압축이음길이 설계식은 통계적 기법에 기반을 두어 재료강도와 동일한 수준의 신뢰성을 확보할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.667-674
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• 2015

본 논문은 유공형 판 형태로 전단보강한 넓은 보의 전단파괴 실험을 수행하여 넓은 보의 거동을 평가하였다. 무보강 시험체, 유공형 강판으로 전단보강된 시험체 5개와 유공형 GFRP로 보강된 시험체 5개 총 11개의 시험체를 전단파괴 실험을 통해 계측한 전단강도와 ACI-318 규준의 설계식을 통해 얻은 전단강도와 비교 평가하였다. 또한 넓은 보의 전단보강재의 재료, 종방향 전단보강재의 간격과 횡방향 전단보강재의 간격을 변수로 하여 넓은 보의 거동과 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 종방향과 횡방향 전단보강재 간격이 줄어들수록 전단강도가 증가하고 사인장 균열이 적게 발생하는 것을 확인하였다. 또한 전단보강재의 재료인 강재와 GFRP에 상관없이 전단보강량이 동일하다면 넓은 보에서 비슷한 전단보강효과를 보이는 것을 확인하였다.

• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.193-198
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• 2006

서울지하철 0호선 000 공구 000 정거장 구간은 버팀보 7단, 어스앵커 2단, 그리고 록볼트 3단의 개착식 가시설로 설계되어 있다. 버팀보 및 앵커 축력 계측을 위해 변형률계 및 하중계를 설치하고 연속계측 중, 4~6단 버팀보 수 개소에서 5월부터 하중이 급격히 증가하엿다. 따라서 굴착작업을 즉시 중단하고 관리기준치를 초과하는 하중이 계측된 STA.9k+750~800 구간의 5, 6단 버팀보 위치에 격간으로 총 20본(10본${\times}$2단), 그리고 STA.9k+900~920 구간의 7단 버팀보 위치에 격간으로 총 9본(9본${\times}$1단)의 버팀보를 추가적으로 설치 완료하였다. 이 때, 추가 버팀보는 선행하중잭을 이용하여 10ton의 선행하중을 재하하였으며, 향후 추가 보강 필요시 재하하중 증가가 가능하도록 조치하였다. 또한, 추가 설치된 버팀보, 그리고 이상하중이 발생된 버팀보에 계측기를 추가 설치하여 지속적으로 계측중이며, 띠장의 변위발생 구간은 스티프너 및 앵글 등을 응급조치하였다. 본 사례 연구에서는 보강 전.후의 계측결과 및 수치해석적 분석을 이용하여 가시설 굴착시 버팀보의 하중증가 원인 및 보강 효과를 규명하고, 향후 추가 굴착시의 안정성 여부를 검토해 보고자 하였다. 계측값 분석 결과, 추가버팀보 보강 후의 기존버팀보 축력 계측 결과 보강 직후 기존버팀보의 축력이 어느정도 감소하였으며, 이후 시간이 지남에 따라 축력이 더 이상 증가하지 않고 일정한 값에 수렴하는 경향을 보였다. 또한 수치해석 결과 온도 증가가 버팀보 축력증가에 미치는 영향은 버팀보 위치의 지반강성이 클수록 크며, 축력증가는 온도증가에 대체적으로 비례하였고, 추가버팀보의 보강 효과는 선행하중의 크기에 비례하는 것으로 나타났으며, 잔여굴착은 전반적으로 기존 버팀보의 축력 증가에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 추가굴착시 지속적인 계측을 수행하며, 급격한 축력증가가 관찰될 경우 현재 보강된 버팀보의 선행하중 추가 재하, 굴착에 가장 큰 영향을 받는 최하단 버팀보의 추가보강 등의 대책방안을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.237-246
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• 2008

연속경간을 가지는 I형강 교량은 내부 지점근처에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하게 되는데, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 내부 지점부위의 상부 및 하부플랜지에 플레이트를 보강한 변단면을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 탄성 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 국내외에서 많이 사용되는 I형강 단면(${W36{\times}160}$)을 대상으로 하였다. 양단 및 한쪽 끝단에 계단식 단면을 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이고, 하중조건으로 보의 순수굽힘이 발생하는 균일모멘트를 적용시켰으며, 비탄성 구간범위 내에 있는 비지지 길이에 대하여 구조해석을 수행하였다. 비탄성 횡-비틀림 거동을 보기 위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.449-455
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• 2016

본 연구에서는 Eurocode에서 제시하는 콘크리트 부재간 계면조건을 고려한 전단강도 설계식을 압축강도가 서로 다른 부재 연결부에 대해서도 적용할 수 있는지를 검토하기 위하여 전단실험을 수행하고 설계 평가식과 비교하였다. Eurocode에서 제시하는 전단강도 평가식의 변수를 고려하여 콘크리트 압축강도, 전단철근 보강비, 요철계면을 변수로 하는 부재를 제작하였고, 콘크리트층 간의 강도 차이와 요철계면의 유무에 따른 전단강도에 주안점을 두고 전단실험을 수행하였다. 실험을 통해 계측한 실제 전단강도를 Eurocode의 전단강도 평가식을 이용한 계산값과 비교하여 실제 전단강도 수준과 평가식과의 차이를 평가하였으며, 이종강도를 갖는 콘크리트 층에서 압축강도가 증가함에 따라 전단강도도 증가하며, 계면요철을 둔 연결부 전단강도는 설계기준의 평가식으로 계산한 값에 비해 20~50%까지 차이를 보이는 것으로 나타났다. 철근보강비가 작은 경우에는 계면요철에 의한 전단저항력이 전단강도에 주로 기여하며, 이 경우에는 계면에서의 급격한 파괴가 일어나는 현상과 전단강도 편차가 크게 나타남에 따라 평가식과 큰 차이를 보였다. 특히, 이종강도를 갖는 콘크리트 층의 전단강도는 압축강도 차이가 클수록 강도 평가식과 큰 차이를 보이는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.33-40
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• 2016

현재, 국내외 전단 설계기준에서 RC 및 PSC 부재의 전단보강철근의 최대항복강도를 제한하고 있다. 이는 고강도 전단보강철근을 사용한 RC 부재의 전단거동평가에 대한 선행 연구들에 근거한 것이다. 이에 비해 고강도 전단보강철근을 사용한 PSC 부재의 전단거동평가에 대한 연구는 미흡하며, PSC 부재는 긴장력에 의한 축압축력에 의해 RC 와는 다른 전단거동을 나타내므로 국내 기준에 대한 검증이 필요하다. 또한 이러한 제한으로 인해 고강도 철근을 PSC 부재에 적용할 경우 강도의 추가적인 상승분을 내력에 포함시킬 수 없어 고강도 재료의 사용을 저해시키는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 총 8개의 고강도 재료를 사용한 포스트텐션 PSC 보 전단실험을 실시하여 KCI-12 기준 및 ACI 318-14 기준의 항복강도 및 사인장균열의 폭을 검토하였다. ACI 318-14에서 요구하는 전단보강철근의 항복강도 제한값(420 MPa) 이상인 모든 PSC 실험체의 전단보강철근이 항복한 이후에 최대 내력에 도달하였으며, 실험 전단내력 또한 KCI-12 기준식의 전단강도 이상인 것으로 나타났다. 사용성 측면에서도 고강도 전단보강철근을 사용한 모든 실험체가 ACI 224위원회의 허용 균열폭(0.41 mm)을 초과하지 않았다. 본 연구의 실험결과에 근거하여 KCI-12 기준에서 제한하는 전단보강철근의 항복강도는 PSC 부재에 대해서 전단내력 및 균열의 사용성 측면을 모두 만족하는 것으로 판단되며 ACI 318-14의 전단보강철근 제한 기준은 다소 안전측에 속하는 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.129-132
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• 2008

병렬 전단벽구조의 이상적인 거동을 만족시키기 위한 대안의 하나로 철근콘크리트커 플링보에 전단 성능이 우수한 철골 플레이트를 매립하는 방안이 제시되었다. Lam의 연구에 의하면 플레이트를 보강한 시험체가 기존의 철근 콘크리트 커플링보에 비하여 내진성능이 매우 우수한 것을 제시하고 있다. 철골 플레이트 커플링보는 철골 부재와 철근콘크리트 부재로 구성된 합성구조이다. 따라서 철골 부재는 강구조 설계 기준에 의해 설계하고, 철근콘크리트 부재는 철근콘크리트 설계기 준에 의해 설계하여 중첩시키는 방법으로 설계한다. 그러나 아직까지 합성구조에 대한 설계 기준이 마련되어 있지 않은 이유로 본연구에서는 실무에서 쓰이는 기준식의 평가를 통하여 철골 커플링보의 안전성을 검토하고자 한다. 기존 연구의 데이터를 통계학적 분석방법을 이용하여, ACI 기준식과 BS 기준식을 각각 검증하였다. 분석 결과 철근콘크리트의 전단력과 철골 플레이트의 전단력을 중첩하여 계산하는 철골 플레이트 커플링보에 대한 현재의 실무에서의 설계방법은 기존의 실험결과와 비교하면 적절한 설계방법으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.311-318
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• 2009

본 연구는 고축력과 반복횡력을 받는 초고강도 RC 띠철근 기둥의 실험적 연구를 수행하였다. 콘크리트 압축강도 100 MPa 초고강도 RC 띠철근 기둥의 횡보강근의 양을 제안하는 것이다. 철근콘크리트 구조물의 실제 보를 스터브로 이상화한 1/2개 층의 기둥 실험체를 계획하여 1/3 크기의 19개 실험체를 제작하였다. 주요 변수는 축력비, 횡보강근의 형상 및 체적비로 하였다. 실험 결과, 띠철근 기둥의 강도와 연성은 횡보강근의 형상과 체적비의 영향을 받는 것으로 나타났으나, 무엇보다 축력비에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타나 초고강도 콘크리트 기둥의 횡보강근량 설계를 위해서는 축력비에 따른 적절한 횡보강근의 형상으로 보다 합리적인 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 또한, 초고강도 철근콘크리트 기둥의 충분한 연성확보를 위하여 최소한의 변위연성능력 4이상을 확보할 수 있도록 설계식을 제안하였다. 따라서 이는 축력비와 함께 횡보강근의 형상, 간격 및 주근의 개수 등을 고려한 유효횡구속감소계수 (${\lambda}^c$)를 적용한 것이므로 횡보강근량 산정시 보다 합리적일 것으로 판단된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.53-60
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• 2006

고강도 재료(고강도 콘크리트, 고강도 철근)가 사용된 철근콘크리트 부재의 전단파괴모드는 보통강도 재료를 사용한 부재의 전단파괴모드와 상이한 결과를 나타낼 수 있다. 고강도 재료가 사용될 경우에 구조설계기준식에서 요구하는 전단보강철근이 먼저 항복한 후에 콘크리트가 압축파괴하는 것과는 다르게, 철근이 항복하기 이전에 콘크리트가 압축파괴할 수 있다. 이 논문에서는 고강도 재료가 사용된 철근콘크리트 부재의 최대철근비를 균형파괴시의 재료의 응력 및 변형률 상태를 이용하여 계산하였다. 제안식에서 최대철근비는 콘크리트의 압축강도와 전단보강철근의 상호관계에 의하여 변화하였다. 제안식은 97개의 철근콘크리트 부재에 대한 실험결과와 비교되었다. 실험결과 및 계산결과는 철근콘크리트 부재의 파괴모드가 전단보강철근의 양과 콘크리트의 압축강도와 밀접한 관계가 있음을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.39-50
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• 2021

최근 국내에 리히터 규모 5.0 이상의 지진의 빈도수가 늘어남에 따라 지진피해가 늘어나면서 내진설계에 대한 많은 연구와 관심이 높아져 가고 있는 실정이다. 최근 발생한 포항지진에 의해 많은 피해가 발생하였고, 항만시설물 또한 피해가 발생하였다. 본 연구에서는 항만구조물 중 외곽시설인 직립식 방파제의 지진 시 발생하는 동적 거동을 원심모형실험을 통해 분석하였다. 이를 위하여 상사법칙을 적용한 직립식 방파제 모형에 포항지진파, 인공지진파 I, II의 총 세 가지 지진파를 적용하고, 지반에 대하여 DCM보강, 사석치환의 두 가지 방식의 보강을 한 경우를 고려하여 원심모형실험을 수행하였다. 그 결과 획득한 지진 시 직립식 방파제의 동적 거동에 대하여 가속도, 수평·수직 변위를 분석하여 내진안정성을 검토하였다. 검토 결과 방파제 기초지반이 DCM보강 및 사석치환을 통해 지지력 및 강성이 높아짐에 따라 가속도 증폭이 억제되는 경향을 나타내었다.