• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.211-217
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• 2011

현행 설계기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장 이음 길이보다 압축 이음 길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 압축 이음은 단부 지압이 존재하므로, 인장 이음보다 길 필요는 없다. 초고강도 콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축 이음 강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 설계강도 80, 100 MPa 콘크리트를 이용하여 횡보강근이 있는 압축 이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 횡보강근량이 많을수록 압축 이음 강도는 향상되었다. 이음강도를 부착과 지압의 기여분으로 나눠서 분석하면, 이음 길이에 횡보강근량이 증가하여도 지압은 상승하지 않았다. 따라서 횡보강근 배근에 따른 압축 이음 강도의 상승은 부착 강도의 증가에 기인한 것으로 평가되었다. 실험 결과에서 분석된 이음 길이와 콘크리트 강도의 영향 특성을 고려하고, 기존 실험 자료를 통합하여 압축 이음 강도 평가식과 압축이음 길이 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식을 이용하면 고강도 콘크리트 특성과 횡보강근 효과가 반영된 합리적인 압축 이음 길이가 산정되어 인장 이음 길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.29-36
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• 2008

TR-CFT(Transversely Reinforced Concrete Filled Steel Tube) 기둥은 CFT 기둥의 국부좌굴부위를 탄소섬유쉬트로 보강을 하여 국부좌굴을 방지하거나 지연시키는 기둥부재이다. 본 연구에서는TR-CFT 기둥의 휨내력 산정을 위한 설계식을 제안하였다. CFT 기둥의 ACI 설계식은 강관내부에 발생하는 콘크리트의 구속효과를 고려하지 않아 저평가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 구속효과를 고려한 콘크리트의 응력-변형률 곡선를 이용하여 CFT 기둥과 TR-CFT 기둥의 휨내력 산정식을 제안했으며 해석에 의한 예측 값들은 실험값과 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.51-61
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• 2000

본 논문에서는 블록식 보강토 옹벽의 내진 설계/해석 개념을 고찰하고 현재 적용되고 있는 대표적인 설계기준이라고 할 수 있는 NCMA 및 FHWA 설계기준을 비교.분석하였다. 그 결과 NCMA와 FHWA 설계기준은 동일한 외적안정성 검토모형을 적용함에도 불구하고 지진계수 산정 기준의 차이로 인해 외적안정성 검토결과가 상이하게 나타나며, 전반적으로 FHWA 설계기준이 다소 보수적인 결과를 주는 것으로 나타났다. 한편, NCMA 설계기준에서 채택하고 있는 내적안정성 검토방법에 의하면 지진하중으로 인한 유발인장력의 증가 정도가 벽체 상단부로 갈수록 현저히 크게 나타나므로 상단부에서의 보강재 수를 증가시켜야할 뿐만 아니라 충분한 인발저항력 확보를 위해 정착길이를 증가시켜야 하나 FHWA 설계기준은 하단부 보강재에 동적하중을 재분배하는 모형을 채택하고 있으므로 NCMA 설계기준과는 상반된 결과를 도출하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 효율적인 설계기준의 개발을 위해 보다 종합적이고 체계적인 연구의 필요성을 제시하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.323-331
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• 2007

본 연구에서 수행된 GFRP 보강근의 인발실험 결과로부터 보강근의 정착길이에 관한 설계식을 제안하였다. 총 48개의 인발실험 및 수정 인발실험을 완료하였다. 실험 변수는 묻힘길이 (L=10, 15, 20, $30d_b$), 수직 배근 및 수평 배근, 보강근의 높이 (H=100, 300mm) 및 피복두께 $(C=2{\sim}5d_b)$이었다. 실험에는 우리나라에서 개발된 D13 GFRP 보강근을 사용하였다. 수직배근된 모든 보강근 인발실험의 결과 평균부착강도는 6.39 MPa, 5% 분위수는 4.63 MPa이었다. 이 결과로부터 도출된 기본 정착길이에 관한 식은 2003년도 ACI 440 위원회에서 제시한 식과 일치하였다. 그러나 본 연구의 수정 인발실험의 결과는 이 식이 비보수적일 수 있다는 결론을 제시하였으므로, 보수적으로 기본 정착길이를 약11% 상향 조정하였다. 또한, 상부근 효과 및 피복두께의 정착길이에 관한 영향을 실험 결과로부터 결정하였고, 정착길이 식 제안에 포함시켰다. 본 연구에서 제안한 식은 압축강도 $20{\sim}24MPa$의 저강도 내지 보통강도 콘크리트 만을 대상으로 한 제약점이 있으나 콘크리트 강도가 증가함에 따라서 정착길이는 감소하므로, 이 식을 보다 높은 강도 콘크리트에 적용하는 경우 안전한 결과를 갖는 것으로 판단된다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.253-257
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• 2002

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.217-224
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• 2013

ACI 318-08에 신설된 확대머리 철근의 정착길이 설계식은 콘크리트 강도, 철근 항복강도, 철근 지름만을 변수로 횡보강철근의 영향을 고려하지 않고 있다. 또한 제한적인 데이터에 근거한 설계식으로 순간격과 재료강도에 엄격한 제한을 두고 있다. 이 연구에서는 철근 항복강도 600 MPa의 고강도 철근을 사용하여, $2d_b$의 좁은 순간격을 갖고 횡보강철근을 배근한 겹침 이음 실험을 실시하였다. 실험 결과 횡보강철근을 배근하지 않은 실험체의 경우, 프라잉 거동으로 인해 하부 피복콘크리트가 일찍 탈락되었다. 전체 정착강도 중 확대머리 지압의 기여도는 평균 15%로 지압이 제대로 발현되기 전에 파괴되었다. 이음길이 전체에 스터럽을 배근한 횡보강 실험체는 프라잉 거동이 억제되고 횡보강에 의한 부착강도 증진으로 무보강에 비해 지압과 부착이 모두 증가하였다. 이음 단부에만 횡보강철근을 배근한 단부보강 실험체의 경우, 프라잉 거동은 억제되었지만 이음구간의 부착이 크게 증가되지 않아 지압이 충분히 발현되기 전에 부착에 의해 파괴되었다. 실험결과를 회귀 분석하여 확대머리 철근의 정착강도 평가식을 제안하였다. 평가식은 부착과 지압의 영향을 분리하여 구성하였으며, 콘크리트강도, 횡방향 철근 지수, 정착길이를 설계 변수로 포함하였다. 실험 결과와 비교한 결과 평균 1.0, 변동계수 6%로 변수에 따른 편향 없이 정착강도를 예측하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.67-74
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• 1997

본 논문은 연약한 기초지반 위의 토목섬유 보강제방의 2차원 안정해석을 산정하는 결정론적 모델을 제시한다. 본 연구에서 가능파괴면은 대수나선으로 가정되었다. 반복계산을 수행하기 위하여 보강제방의 정하여진 안전율에 필요한 보강재의 인장력을 산정하는 프로그램이 개발되었으며, 이 프로그램은 여러개의 토층과 토질로 이루어진 상황에서도 사용될 수 있다. 도식화된 단면에 대하여 많은 계산결과들이 만들어 졌으며, 그 결과들로서 안정도표를 만들었으며, 이것은 가능파괴면을 원호로 가정한 결과들과 비교되어진다. 예비설계단계에서 이러한 도표들을 이용하여 보강사면에 대한 비교적 정확한 안전율을 근사적으로 구할 수 있으며, 실시설계단계에서는 개발된 프로그램에 의하여 정확한 결과를 산정할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.585-596
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• 2012

이 연구는 교량이나 주차장 건물 등에 적용이 가능한 GFRP 보강 철근 폴리머 콘크리트 T형 보의 휨 특성에 관한 연구로서 GFRP 보강 수준에 따른 압축파괴(compression failure: CF), 인장파괴(tension failure: TF) 및 GFRP 보강재의 파괴(fiber sheet failure: FF) 등 파괴모드의 판단과 결정방법을 제시하고, 파괴모드별 설계휨강도 산정식을 제시하였다. GFRP 보강 철근콘크리트 보에서는 FF, TF, CF 등 3가지 파괴모드 중에서 철근항복 ${\rightarrow}$ GFRP 파단 ${\rightarrow}$ 압축측 콘크리트 파괴의 순으로 진행되는 FF 파괴모드가 가장 이상적이다. FF 파괴모드의 경우 압축측 폴리머 콘크리트가 극한변형률(${\varepsilon}_{cu}$)에 도달하기 전에 GFRP가 먼저 파단되므로 콘크리트의 극한상태를 기반으로 하는 기존의 등가직사각형 응력블럭의 개념을 적용할 수 없다. 따라서 이 연구에서는 폴리머 콘크리트의 특성에 부합되는 이상화된 폴리머 콘크리트의 압축응력-변형률 곡선을 제안하고, 폴리머 콘크리트의 변형률을 기반으로 하여 응력블럭 매개변수 ${\alpha}$, ${\beta}$를 도출하였다. 또한 T형 보의 형상비에 따른의 압축응력 분포 및 설계휨강도 특성을 규명하고 적정한 형상비를 2.5로 제시하였으며, GFRP 보강재의 두께 및 높이에 따른 설계휨강도 산정식을 제시하고 그 식의 적정성을 실험과 이론해석에 의해 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.949-954
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• 2013

일반적으로 압축을 받는 판 구조는 종방향 보강재를 이용하여 보강된다. 이 때 보강재로서 U형 단면 리브를 사용하는 것이 보다 효과적이나, 현재 국내에서 이에 대한 명확한 설계지침이나 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에, 본 연구에서는 U리브의 단면 크기 및 강성 등에 따른 보강판의 탄성좌굴강도를 살펴보고자 한다. 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 세 가지 타입의 U형 단면 리브를 적용한 해석모델을 수립하여 고유치 해석을 실시하였고, 양연지지된 판의 국부좌굴강도 이론식과 본 해석적 결과를 비교하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 U형 단면리브에 의해 좌굴강도가 증진하는 보강 효과를 확인하였으며, 설계 파라미터에 따른 변수해석적 연구를 통해 그 영향을 분석하였다. 본 연구결과는 U리브 보강판의 적정 설계 방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.253-263
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• 2007

기존의 많은 연구에서 비구속 콘크리트에 비해 FRP로 구속된 콘크리트는 강도 및 연성의 탁월한 증진 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 그러나, FRP로 구속된 콘크리트에 대한 보강 설계 시 구속 효과에 의한 정확한 평가가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 강도 및 변형률을 예측하고자 하였다. 이를 위해서 102개의 실험체를 제작하여 일축압축실험을 수행하였으며 축하중, 축방향 변형률 및 횡방향 변형률을 측정하였다. 또한, 보다 정확한 극한응력과 변형률 예측식을 개발하기 위하여 기존 연구 결과를 이용하였다. 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 압축강도 실험을 통해 강도 및 변형률 예측 모델을 제안하였다. 제안된 식은 기존의 설계식에 비해 극한응력과 파괴 변형률을 보다 정확하게 예측하였다. 결과적으로, 본 연구에서 제안된 식은 구속된 콘크리트의 보수 보강을 위한 응력-변형률 모델에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.