• 콘크리트학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.791-797
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• 2011

이 논문은 인장증강효과에 대한 피복두께의 영향을 알아보기 위하여 실시한 12개의 축하중을 받는 직접인장 실험체의 실험 결과를 정리 분석한 것이다. 피복두께와 철근 직경의 비를 주 변수로 선정하여 6개의 서로 다른 피복 두께를 갖는 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험 결과에 따르면 피복두께가 얇을수록 쪼갬균열의 영향이 크게 나타났으며, 인장증강효과와 균열간격이 감소하였다. 그리고 균열안정화 단계에서의 인장증강효과도 피복두께가 얇아질수록 감소하는 것을 확인하였다. 현행 설계기준의 인장증강효과 모델들은 피복두께의 변화에 따른 인장증강 거동의 차이를 반영할 수 없으며, 특히 피복두께가 얇을수록 인장증강효과가 감소하는 현상을 고려하지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서 수행한 실험 및 분석 결과를 근거로 하여 인장증강효과에 피복두께의 영향을 반영할 수 있는 인장증강 계수 수정식을 제안하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.73-81
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• 2004

본 연구에서는 염해에 대한 내구성 저하 요인을 국내외 자료에 의해 요인별 분석, 고찰하고 Fick의 확산 방정식을 적용하여 설계기준강도와 물-시멘트비에 따른 염화물의 확산계수와 내구년한에 의한 환경조건별 소요피복두께를 산출하여 각 변수들의 변화에 따른 영향을 고찰하였다. 물-시멘트비가 감소하고 설계강도가 증가되면 염화이온의 침투속도가 낮아져 소요피복두께를 줄이는 것으로 나타났다. 특히 비말대 환경조건에서 고강도 콘크리트에 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우 염화이온의 확산을 막는데 더욱 효과적이였다. 결과적으로 고내구성을 필요로 하는 해양콘크리트 구조물의 경우 최소피복두께 기준인 8cm보다 환경조건에 따라 $3{\sim}8cm$의 피복두께가 증가되어야 1등급 내구년한을 만족시키는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.15-23
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• 2021

본 연구에서는 탄산화에 노출된 하부 콘크리트 구조물을 대상으로, 실태조사 결과와 국내 시방서를 고려하여 결정론 및 확률론적 방법에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 변동계수의 변화에 따른 내구수명의 변화와 결정론적 해석 결과와 비슷한 결과를 제시하는 신뢰도 지수를 고찰하였다. 문헌조사 결과 도심지 하부 구조물의 피복두께의 평균은 70.0 ~ 90.0 mm였으며, 변동계수는 0.2 수준으로 조사되었다. 목표 내구수명 파괴확률을 10.0 %로 설정한 확률론적 내구수명 해석 방법의 경우 피복두께가 70 mm일 때 피복두께 변동계수 0.05, 0.1, 0.2에 해당하는 내구수명은 137년, 123년, 91년이 도출되었으며 피복두께가 80 mm인 경우 내구수명은 각각 179년, 161년, 120년으로 도출되었다. 결정론적 내구수명 평가와 동일한 수준의 신뢰도 지수를 평가하였는데 피복두께가 70 mm일 때 1.66 ~ 3.43 수준으로, 피복두께가 80 mm일 때 1.61 ~ 3.24 수준으로 평가되었다. 결정론적인 방법에서는 다양한 품질 및 국부적인 환경계수가 크게 고려되어 있는데, 이에 따라 내구수명이 크게 변화하므로 환경 및 설계인자의 변동성을 고려한 탄산화 설계변수의 정의가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.58-66
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• 2022

이 연구에서는 FRP 보강근과 콘크리트의 횡방향 열팽창 거동이 콘크리트 피복두께에 미치는 영향을 살펴보기 위해 온도 20℃를 기준으로 -70℃~80℃까지 변화시켜가며, 콘크리트의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 FRP 보강근의 지름과 피복 두께를 가지는 FRP 보강근 콘크리트를 대상으로 이론적 탄성해석과 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과, 음의 온도차이에서는 콘크리트가 압축을 받아 이론적 변형율 결과와 유한요소결과가 유사하였지만, 양의 온도차이에서는 콘크리트에 인장응력이 발생하고 더 나아가 균열이 발생하여 이론적 결과보다 1.2~1.4 배 큰 변형률을 나타내었다. 또한 FRP 보강근의 지름과 콘크리트의 피복두께 비(c/db)가 균열의 발생과 밀접한 연관이 있으며, 보강근의 지름에 비하여 피복두께가 부족할 경우 균열이 발생하여 구조물의 사용성이 저하되었다. FRP 보강근의 횡방향 열팽창계수는 콘크리트보다 3배 이상 크기 때문에, 설계 시 이에 대한 고려가 필요하다고 판단되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.169-178
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• 2009

현행 도로교설계기준의 철근콘크리트 교각 심부구속 횡방향철근량 산정식은 중심축력을 받는 기둥에서 콘크리트 피복이 탈락된 후 콘크리트 심부만으로 저항하는 축강도가 콘크리트 피복이 탈락되기 이전의 축강도 이상이 되기 위하여 필요한 횡구속 철근비로서 콘크리트 압축강도, 횡방향철근 항복강도 및 단면적비율을 주요변수로 고려하고 있다. 이들 변수 중 피복두께에 따라 달라지는 전체단면적과 심부단면적의 단면적비율은 압축파괴 영역에서의 강도발현 측면을 고려한 변수이므로 교각과 같이 작용축력이 상대적으로 낮아 축력보다는 모멘트에 의해서 지배되는 인장파괴 영역의 연성거동 측면에서는 단면적비율이 미치는 영향은 크지 않다. 그러나 설계기준의 횡방향철근량 산정식 자체가 교각의 내진거동에 중요한 요소인 연성능력을 직접적으로 고려한 식이 아니기 때문에 단면크기가 상대적으로 작은 경우 또는 내구성 등의 확보 차원에서 콘크리트 피복두께가 증가하여 단면적비율이 과도하게 커지는 경우에는 교각의 시공성 및 경제성이 저하될 정도로 많은 횡방향철근량이 요구되는 문제점을 야기한다. 따라서 본 논문에서는 콘크리트 피복두께가 심부구속 횡방향철근량 산정식에 미치는 영향을 비교, 분석하고 보다 합리적인 내진설계를 위한 심부구속 횡방향철근량 산정식을 수정 제안하였으며 국내 외에서 수행된 실험 결과를 바탕으로 제안식의 안전율 및 타당성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.131-141
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• 2010

이 연구에서는 GFRP 보강근의 정착길이 설계식을 제안하기 위하여 실험적 연구를 수행하고 실험결과의 통계적 분석을 실시하였다. 총 104개의 수정인발실험을 완료하였으며 실험변수는 보강근의 묻힘길이(보강근 지름의 15, 30, 45배), 순피복두께(보강근 지름의 0.5~2.0배), 상부근 효과, 보강근 종류(국내산 2종, 국외산 1종 등 3종) 및 보강근지름(D10, D13, D16)이었다. 수정인발실험을 통해 얻은 실험 결과 평균부착강도를 결정하고, 평균부착강도에 대한 2변수 선형회귀분석을 실시하였다. 2변수 선형 회귀분석의 결과에 대하여 5% 분위수를 적용하여 보수적인 방법으로 정착 길이 설계식을 제안하였다. 이 연구의 제안식과 ACI 440.1R-06 식을 비교하였다. 순피복두께가 $1.0\;d_b$를 초과하는 경우 이 연구의 제안식이 더 경제적이고 순피복두께가 $1.0\;d_b$ 이하인 경우에는 이 연구의 식이 더 보수적으로서 이 연구의식을 사용하는 경우 보다 경제적이고 안전한 설계가 가능할 것으로 판단된다. 피복두께는 GFRP 보강근의 부착강도 발현에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.81-84
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• 2008

현행 도로교설계기준의 철근콘크리트 교각 심부구속 횡방향철근량 산정식은 중심축력을 받는 기둥에서 콘크리트 피복이 떨어져 나갔을 때 기둥의 축하중 저항강도 손실과 같거나 약간 큰 강도를 추가로 제공할 수 있도록 결정된 식이다. 그러나 설계기준의 횡방향철근량 산정식은 교각의 내진거동에 중요한 요소인 연성능력을 직접적으로 고려한 식이 아니므로 단면크기가 상대적으로 작은 경우 또는 내구성 등의 확보 차원에서 콘크리트 피복두께가 증가하여 단면적비율이 과도하게 커지는 경우에는 교각의 시공성 및 경제성이 저하될 정도로 많은 횡방향철근량이 요구되는 문제점을 야기한다. 본 논문에서는 콘크리트 피복두께가 심부구속 횡방향철근량 산정식에 미치는 영향을 비교, 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.297-306
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• 2017

국내 고속도로 콘크리트 중앙분리대는 SB5-B(270kJ)의 충돌등급에 저항하도록 설계되어 있다. 그러나 최근 대형 화물차량의 충돌사고가 지속적으로 증가하는 경향을 보이고 있어 SB6(420kJ) 등급으로의 상향이 필요하다. 충돌등급 상향을 위한 새로운 중앙분리대 단면을 제시하기 위해서는 실제 충돌시험을 수행하여 기준 통과여부를 결정하며, 충돌시험 수행을 위한 적정 단면을 제시하기 위해서는 충돌해석을 통해 선정한다. 이러한 충돌해석의 정확도 향상을 위해서는 차량 모델, 콘크리트 단면 열화상태, 콘크리트 피복 두께 등 다양한 변수에 대한 정확한 변수 선정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 공차 중량, 단면 열화, 콘크리트 피복 두께에 대한 변수연구를 수행하여 충돌저항성능 저감을 확인하였다. 전체 중량뿐만 아닌 공차 중량에 따라 중앙분리대의 충돌저항성능에 차이가 있는 것으로 확인되었으며, 10cm 이하의 콘크리트 피복 두께에서는 충돌저항성능이 민감하게 증가 또는 감소한다. 단면 열화가 발생할 경우 중앙분리대의 충돌저항성능의 감소가 발생하여 열화정도에 따른 보수 및 보강이 이루어져야 하는 것으로 판단된다. 따라서 콘크리트 구조물과 차량의 충돌해석을 수행할 경우 트럭의 공차중량 비율, 콘크리트의 피복두께 및 열화에 대한 영향이 상세하게 고려될 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.4-5
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• 2013

프리스트레스트된 프리캐스트 콘크리트 부재는 장경간이 가능하고 공장생산으로 품질관리가 용이하다. 그러나 프리스트레싱 텐던이 화재에 노출되는 경우 일반 철근에 비해 급격하게 강도를 상실해 구조물의 붕괴로 이어질 수 있다. 국내의 경우 실험에 기초한 내화성능에 대한 연구는 활발히 이루어지고 있으나 그에 반해 성능기반 설계법이 활성화 될 때 요구되는 수치해석적인 연구는 많이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 문헌조사를 통해 이전에 수행된 실험 데이터를 통해 현재 외국에서 활발히 사용되는 수치해석 프로그램을 검증하고 수치해석 모델링을 통해 각각의 내화시간에 따른 적절한 피복 두께를 제안하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권3호
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• pp.175-183
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• 1998

고강도콘크리트의 역학적 특성은 그 압축강도의 증가 이외에도 여러 가지 변화를 갖게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 여러 특성의 변화 중 철근과의 부착특성에 관한 해석적 접근을 통하여 고강도콘크리트부재의 부착설계를 위한 이론적인 접근을 시도하였다. 해석의 변수로는 콘크리트의 압축강도, 부착길이 및 피복두께 등 3가지의 변수를 선정하였으며, 해석의 목적은 본 연구에 앞서 실시된 실험의 결과를 예측할 수 있는 단순화된 모델을 개발하고 이를 이용하여 부착실험의 결과를 해석적으로 분석하도록 하였다. 이에 따라 사용된모델은 실험에서 사용한 보단부형 부착시험체의철근과 콘크리트 부착부분의 기하학적 형상을 비교적 실제와 유사하게 모델링시킨 2차원의 평면모델을 사용하였다. 본 연구의 주요결과를 살펴보면 고강도콘크리트의 부착강도는 콘크리트의 피복두께에는 선형으로 비례하게 되나 부착길에는 비례하지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 결고는 기존의 실험결과와도일치하고있으며, 그 원인은 콘크리트의 강성증가에 따라 하중단측에 응력이 집중됨으로써 보통강도콘크리트의 경우와 같이 응력의 균등한 배분을 기대할 수 없기 때문으로 나타났다.