• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.457-465
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• 2001

고층건물 콘크리트 슬래브에 발생하는 건조수축변형은 기둥이나 벽체 등의 구조부재에 의해 변형발생이 제한되고 이로 인한 인장응력이 부재의 인장강도를 초과하게 되면 균열이 발생한다. 이 논문에서는 건조수축과 크리프, 철근효과 등 콘크리트의 재료특성과 시공단계에 따른 건조수축을 고려하여 슬래브에 발생하는 응력을 산정하는 실용적인 해석방법을 제안하였다. 건조수축으로 인해 부재에 작용하는 인장응력은 건조수축변형을 등가온도하중으로 치환하여 계산할 수 있으며, 건조수축과는 달리 응력을 이완시켜 주는 크리프의 영향은 콘크리트의 탄성계수 Ec 대신에 크리프를 고려한 콘크리트의 유효탄성계수 E eff를 사용하고, 배근된 철근은 등가의 보요소로 모델링하여 해석에 반영할 수 있다. 또한 고층건물 슬래브에서 발생하는 건조수축응력은 그 층에서 발생한 건조수축량과 하부 층의 건조수축량의 차이인 유효건조수축에 의한 응력임을 고려하여 각 시공단계마다 발생하는 응력을 단계별 해석을 수행하여 구하고 이를 합산함으로서 슬래브에 최종적으로 발생하는 응력을 산정한다. 10층 규모에 예제건물을 대상으로 해석한 결과, 상부 층으로 갈수록 점차 건조수축응력이 줄어들며 전체 구조물에 발생한 응력은 저층부(1~2층)에서는 기준강도를 초과하나 3층 이상의 고층부에서는 기준강도의 27.9~92.8% 수준으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-48
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• 2011

이 연구에서는 상부 2점 집중하중을 받는 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 거동을 부분 프리스트레싱 비와 긴장재의 유효 프리스트레스에 따라 평가하였다. 절건비중 1,770 $kg/m^3$의 경량 콘크리트 설계강도는 35 MPa이었으며, 항복강도 383 MPa의 일반 이형철근과 인장강도 2,040 MPa의 3연선을 각각 주 인장철근과 프리스트레싱 긴장재로 사용하였다. 실험 결과, 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 내력은 부분 프리스트레싱 비의 증가와 함께 증가하지만 긴장재의 유효 프리스트레스에는 거의 영향을 받지 않았다. 동일 휨 보강지수에서 프리텐션 경량 콘크리트 보의 무차원 휨 내력은 Harajli and Naaman 및 Bennet에 의해 실험된 프리텐션 보통중량 콘크리트 보와 비슷한 수준이었다. 한편 프리텐션 경량 콘크리트 보의 변위 연성비는 부분 프리스트레싱 비의 감소와 함께 그리고 유효 프리스트레스의 증가와 함께 증가하였다. 프리텐션 경량 콘크리트 보의 하중-변위 관계는 비선형 2차원 해석모델에 의해 적절하게 평가될 수 있었다. 또한 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 균열 내력 및 최대 휨 내력은 각각 탄성이론 및 ACI 318-08의 등가응력블록과 긴장재의 응력평가 식을 이용하여 안전측에서 예측될 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.12-19
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• 2021

최근 전 세계적으로 지진이 빈번하게 발생하면서 지진으로부터 철근콘크리트 시설물의 내진설계 및 내진보강에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 철근콘크리트 구조물의 압축부재인 기둥은 지진에 의한 횡력에 취약하여, 적절한 내진보강공법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 시공이 빠르고 간편한 벨크로 내진보강재를 개발하고자 하였다. 벨크로 내진보강재 개발을 위해 기존 공업용 벨크로의 부착성능과 인장력을 증가시켰으며, 공업용 벨크로와 개발된 벨크로 내진보강재의 인장성능을 비교하기 위해 직접인장실험을 수행하였다. 또한 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 RC 기둥의 내진성능을 예측하기 위한 해석연구를 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 비내진 RC 기둥의 벨크로 보강재의 보강에 따른 강도와 연성능력에 대하여 검토하였다. 해석결과 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 비내진 RC기둥의 강도와 연성능력이 모두 증가함을 확인하였으며, 개발된 벨크로 내진보강재의 내진 성능이 공업용 벨크로 보다 크게 나타남을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.85-92
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• 2015

횡방향 철근이 없는 RC와 PSC 보에서 축방향 인장력은 전단강도를 감소시키고, 축압축력은 전단저항력을 증가시킨다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 축력이 전단에 얼마만큼 영향을 미치고, 전단 저항성능에 어떠한 영향을 주는가에 대한 이해가 부족한 현실이다. 횡방향 보강철근이 없는 부재가 큰 압축력과 전단력을 받으면 첫 번째 경사균열이 일어나면서 그대로 취성파괴가 발생하기 때문에 상당히 보수적 관점을 유지하고 있다. 이런 배경에서 ACI의 복부전단강도는 경사균열각 ${\theta}$를 $45^{\circ}$로 하는 트러스모델을 사용하여 스터럽의 수직력과 축력효과를 반영하고 있다. 본 연구는 파괴역학을 근간으로 한 비선형 유한요소해석 프로그램 ATENA-2D (Cervenka, 2000)를 사용하여 철근콘크리트 보의 축력작용에 따른 검증을 수행한 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.131-136
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• 2013

본 연구에서는 탄소섬유판을 콘크리트 표면에 매립하는 표면매립(NSM) 공법을 적용하여 콘크리트 구조물 보강을 수행하고, 콘크리트 내구성 증진 뿐 아니라 구조물 수명을 향상 시킬 수 있는 노후구조물 보수 보강 체계를 구축하고자 하였다. 이를 위하여, 표면매립 탄소섬유판 및 고성능 단면복구 모르터로 보강된 철근 콘크리트 부재를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 에폭시로 탄소섬유판을 매립 부착한 철근콘크리트 부재는 보강되지 않은 부재보다 초기 강성 및 휨강도가 현저하게 증가하는 것으로 나타났다. 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재는 탄소섬유판의 인장 파괴로 인하여 시작되며, 탄소섬유판의 저항능력은 매우 우수하며, 보강 효율이 우수한 것으로 나타났다. 탄소섬유판을 매립하고 표면부에 고성능 모르터로 단면을 복구하는 보강 방식은 보의 강성 및 내구성을 향상시킬 뿐 아니라 미관이 우수하여 보수와 보강이 혼합된 적절한 보강 방식으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.78-86
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• 2003

섬유보강재를 사용한 철근콘크리트 부재의 보강공법은 재료의 내부식성 및 시공의 편리성 등 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 현저하게 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 여러 가지 종류의 섬유보강재를 사용하여 휨보강된 철근콘크리트 보의 휨성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하였다. 섬유보강재의 종류(아라미드, 유리, 탄소섬유) 및 보강비에 따른 철근콘크리트 보의 휨성능을 검토하기 위하여 3.2m 스팬의 단순보에 대한 실험을 실시하였으며, 실험의 결과를 최대내력, 강성 및 연성도의 관점에서 분석하였다. 본 연구의 실험결과, 부재의 휨보강내력은 보강재의 종류에 따른 인장강도보다는 강성에 주로 관계하는 것으로 나타났으며, 연성도는 강성이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구에서는 이와 같은 실험결과를 기반으로 휨보강설계식을 제안하였으며, 이를 신뢰성있는 선행 연구자들의 연구결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.261-268
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• 1998

설계시에는 일반적으로 건조수축에 의한 처짐을 무시하나, 슬래브와 같은 얇은 부재의 경우에는 건조수축에 의하여 결코 무시할 수 없는 처짐이 발생할 수 있으며 별도로 고려하여야 한다. 기존의 건조수축에 의한 곡률산정방법은 등가인장응력법, Miler의 방법 및 Branson의 방법 등이 있다. 건조수축에 의한 곡률은 철근의 배근상태, 부재의 형상과 크기, 사용된 콘크리트의 재료적 특성, 야생기간등의 함수이나 기존의 방법들은 이를 적절히 고려하지 못하고 있다. 그리고 양생기간이 길어지면 건조수축량이 감소하고, 건조가 시작될 때의 콘크리트 강도가 증가됨으로 인하여 건조수축에 의한 곡률이 크게 감소한다. 기존의 방법들은 이를 고려하지 못학 있으며 충분한 양생이 이루어진 부재에 있어서의 곡률을 크게 평가하는 경향이 있다. 본 연구에서는 먼저 기존의 건조수축에 의한 곡률산정방법을 검토하고 수정유효탄성계수법에 근거한 새로운 곡률산정방법을 제시하였다. 기존의 실험결과와 비교하여 볼 때 제안된 방법이 철근콘크리트 보의 건조수축에 의한 곡률을 비교적 잘 예측하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구는 연속철근콘크리트포장(CRCP)에 환경하중이 작용하여 횡방향 균열이 발생하고 진전되어가는 과정을 분석하기 위하여 수행되었다. 이러한 분석을 위하여 CRCP의 유한요소 모델을 개발하고 균열의 발생과 진전을 예측할 수 있는 요소삭제 방법을 도입하였다. 여러 다른 형태의 환경하중이 작용할 때 CRCP의 거동 및 균열 진전 특성을 분석하기 위하여 세 가지의 경우를 고려하였다. 먼저 CRCP의 콘크리트 슬래브 상부 표면과 하부 표면의 온도차가 선형으로 유지되면서 깊이에 관계없이 일정하게 온도가 계속 떨어지는 경우이다. 다음으로 슬래브 하부의 온도는 일정하게 유지되며 상부의 온도만 감소하는 경우이다. 이 경우는 슬래브 상하부의 온도차가 계속 증가되는 경우라 할 수 있다. 또 다른 경우는 슬래브의 중간 깊이에서 하부까지는 같은 온도가 유지되고 슬래브 상부의 온도만 계속 감소하는 경우이다. 해석 결과 CRCP의 균열발생 및 깊이 방향으로의 진전정도는 환경하중의 형태에 따라 크게 좌우되는 것을 알 수 있었으며 균열의 발생 및 진전에 따른 CRCP의 응력 및 변위의 재분포 과정도 분석할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.323-329
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• 2014

화력발전소에서 발생되는 플라이애쉬는 콘크리트의 첨가재로 사용되는 것이 석탄회 재활용 방안 중 최선으로 알려져 있다. 이러한 석탄회는 최근 더 이상 매립이 불가능하여 콘크리트에 다량 첨가가 시도되고 있다. 그럼에도 불구하고 현재까지 하이볼륨 플라이애쉬(High Volume Fly Ash: HVFA) 시멘트 콘크리트의 연구분야는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이다. 그러나 하이볼륨 플라이애쉬 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위하여 이 논문에서는 플라이애쉬 치환율 0, 35 및 50%, 압축강도 20, 40 및 60 MPa 그리고 인장철근비 2수준을 실험변수로 하여 플라이애쉬 시멘트 철근콘크리트 보 18개를 제작하여 이들의 휨거동을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 의하면 플라이애쉬를 첨가하지 않은 일반 콘크리트(FA=0%)와 35, 50% 플라이애쉬 시멘트 콘크리트 부재의 휨거동은 크게 차이나지 않음을 알 수 있었다.