• 콘크리트학회지
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• 제9권2호
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• pp.99-108
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• 1997

철근콘크리트 기둥의 2계거동 해석을 위한 기존의 연구는 대부분 대칭단면에 1축 휨과 축력이 동시에 작용하는 경우에 한정되어 왔다. 그러나 일반적으로 기둥은 2축 휨과 축력을 동시에 받으며 이때 기둥의 거동을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 휨모멘트간의 상호 연관성을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 이와 같은 휨모멘크간의 상호 연관성을 고려한 보다 일반적인 기둥의 강성행렬을 유도하였으며, 이를 이용하여 2축 휨을 받는 철근콘크리트 기둥의 2계거동 해석방법을 제안하였다. 제안된 해석방법을 이용하여 2축 휨과 축력을 동시에 받는 정사각형과 직사각형 기둥에 대하여 2계거동 해석을 수행하였다. 그리고 다양한 하중조건에 대한 기둥의 극한강도를 평가하고, ACI 설계규준의 모멘트 확대계수법에 의해 계산된 기둥의 극한강도와 해석결과를 비교하였다. 이러한 결과에 의하면 직사각형 기두에서 모멘트 확대계수법에 의한 기둥의 극한강도가 해석결과보다 큰 경우도 있었다. 따라서 직사각형 단면 기둥에 2축 휨과 축력이 동시에 작용하는 경우에는 모멘트 확대계수법을 이용하여 기둥의 극한강도를 평가하면 실제 기둥의 극한강도가 크게 평가될 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.45-48
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• 2008

철근콘크리트 구조물은 일반적으로 지진에 연성적으로 거동하도록 설계되며, 연성적인 거동을 위하여 구조부재는 주의 깊게 상세설계 된다. 구조물에 지진하중이 작용하는 경우 수평방향이나 수직방향으로 작용하는 지진하중에 의해 하부층 기둥은 큰 축방향력과 수평력을 받게 된다. 지진발생시 건물에 입력되는 에너지를 부재의 소성변형에 의해 건물전체에 균등하게 분산시키기 위해서는 기둥보다 보에서 소성힌지가 발생되도록 하는 것이 안전하고 경제적이지만, 건물의 2개의 주축방향으로 동시에 작용 시 기둥의 소성힌지 발생은 피할 수 없으며 기둥 단부에는 높은 전단력이 발생되고, 철근콘크리트 기둥은 휨모멘트와 전단력에 의한 갑작스런 취성적 파괴에 이를 수 있다. 이와 같이 수평력에 대한 철근콘크리트 기둥에 구속력을 증진시키기 위하여 전단보강량을 주요 변수로 하여 반복가력 실험을 통하여 일반배근 된 시험체의 구조안전성 및 거동을 비교 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.866-876
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• 2003

철근 콘크리트 기둥 부재의 경우 하중을 지지한 상태에서 화재의 영향을 받기 때문에 일반적인 재료실험 연구 결과는 그 구조적 거동에서 상이한 거동을 나타낸다. 본 연구에서는 350${\times}$350${\times}$3360mm의 실물크기 철근 콘크리트 기둥 12개에 대하여 재하 하중의 크기, 가열시간, 피복두께, 편심 크기 등을 변수로 하여 화해 시 이들 변수들의 영향을 고찰하였다. 고찰 대상은 기둥 콘크리트의 폭열, 기둥의 길이방향 팽창 및 수축, 좌굴 등이다. 이들 변수들이 기둥 축방향 팽창과 수축, 회전, 좌굴, ISO 기준에 따른 내화력, 구조적 안정성 등에 미치는 영향을 실험에 근거하여 정성적으로 평가하였다. 실험 결과, 축방향 수축은 가열시간에 가장 큰 영향을 받으며 철근이나 부재의 좌굴은 축력의 크기, 가열시간, 피복두께, 편심의 유무에 따른 순으로 영향을 받음이 관찰되었다. 실험 관찰을 통하여 ISO 기준에서 제시한 내화기준에 대한 정성적인 평가를 실시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.101-111
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• 2005

본 연구에서는 철근콘크리트의 압축부재에 배근되는 횡방향 철근의 구속효과와 축방향 철근비에 따른 탄성계수의 변화를 검토하였으며, 이를 바탕으로 철근비를 고려한 구조해석의 필요성을 제시하고자 하였다. 기존의 실험자료를 이용하여 철근콘크리트 압축부재에 대한 수정탄성계수 계산식을 제안하였다. 제안된 탄성계수를 적용한 구조물에 대한 해석을 실시하여 구조물의 거동에 어느 정도 영향을 미치는 파악하였는데, 철근비를 고려한 단면과 철근비를 고려하지 않은 단면에서 기둥과 보의 휨모멘트 크기에 상당한 차이가 발생함을 확인하였다. 풍하중 같은 횡방향 하중이 지배적인 경우에도 기둥의 철근비를 고려한 경우와 그렇지 않은 경우는 수평변위와 모멘트와 축력 등의 부재력에 큰 차이를 보였다. 따라서 철근콘크리트 구조물의 구조해석 시 현재 실무에서 일부 사용되는 방법에는 부재력의 과소평가 또는 과대평가의 가능성이 있으며, 이러한 문제점을 최소화하는 대안으로 본 연구에서 제시한 철근비를 고려한 수정탄성계수의 적용이 합리적인 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.11-12
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• 2009

전단 경간비가 작은 철근콘크리트 기둥은 주 인장근이 항복 한 후 전단에 지배를 받게 되고 축력의 영향으로 인해 에너지 소산 능력이 현저하게 줄어든다. 이러한 과정은 소성힌지 영역에서 일어나게 되는데, 전 구간에 걸쳐서 동시에 발생하지 않고 에너지가 집중되는 곳에서부터 점진적으로 일어나게 된다. 본 연구는 실험을 통해서 반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 소성힌지 길이 변화를 파악하고자한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.1-9
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• 2007

본 논문에서는 철근콘크리트 모멘트 골조의 보-기둥 접합부에 대한 비탄성 회전 능력의 성능을 조사한 연구 결과를 하고 있다. 총 91개의 보-기둥 접합부 실험체에 대해 상세히 조사되었으며, 그 중 28개의 실험체는 ACI 318-02의 상세 요구에 기초하여 특수 모멘트 골조 접합부로서 분류되었다. AISC-97 내진 기준에서 철골 모멘트 골조 접합부를 위해 정의된 허용기준이 분류된 철근콘크리트 모멘트 골조의 접합부에 대해 평가하기 위해서 사용되었다. 특수 모멘트 골조 접합부에 대한 설계 상세를 만족하는 28개의 실험체 중 27개의 특수 모멘트 골조 접합부가 충분한 강도를 가지고 있었으며, 급격한 강도 감소 없이 0.03 rad.의 소성 회전에 대해 연성 거동을 발휘할 수 있음을 보여 주었다. 접합부의 전단 강도, 기둥과 보에 대한 휨 강도 비율, 접합부내에서의 횡방향 철근비 등에 대한 제한이 보-기둥 접합부의 만족스런 내진 성능을 보여주는데 중요한 역할을 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.441-448
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• 2007

지진하중을 받는 철근콘크리트 접합부의 거동은 전단과 부착 메커니즘에 의해 결정된다. 하지만 전단과 부착은 반복하중에 매우 취약하기 때문에 접합부는 항상 탄성 영역 내에 있어야 한다. 내진 설계 기준에서는 보에 소성힌지를 발생시켜 기둥과 접합부는 탄성 상태를 유지하면서 보에서 에너지소산이 이루어지도록 하는 것을 원칙으로 한다. 하지만 접합부와 인접한 보에 소성힌지가 발생할 경우, 보에서 발생한 소성힌지에서의 철근 변형률이 접합부 철근의 변형에 영향을 미쳐 결국 접합부의 전단 및 부착강도를 떨어뜨리는 결과를 가져오게 된다. 본 논문에서는 보 인장 철근량을 변수로 한 다섯 개의 철근콘크리트 보-기둥 접합부를 제작하고 보에 소성힌지를 발생시킨 후 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보 인장철근량이 적을수록 접합부의 연성은 증가하였다. 또한 소성힌지 영역의 철근이 항복함에 따라 접합부의 연성률이 증가하고 접합부의 보 부재축 방향 인장변형률도 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.201-208
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• 2017

외부 보-기둥 접합부에서는 철근정착을 위해 갈고리철근 사용하고 있으며, 철근과밀배근 해소와 시공작업의 어려움으로 확대머리철근의 사용이 증가하고 있다. SD600 51 mm 확대머리철근을 사용할 경우 ACI318-14 및 KCI2012기준에서 사용을 제한하고 있다. 이번 연구에서는 외부 보-기둥 접합부 내에 고강도 대구경 철근의 확대머리 철근의 사용이 가능하도록 실험 60 MPa, 80 MPa 콘크리트강도로 제작된 실험체의 정착상세별 구조성능을 평가하였다. 모든 실험체에서는 보의 휨항복파괴가 발생하였으며, 실험체의 모멘트-변위 곡선에서 비슷한 양상을 보였다. 다른 실험체보다 갈고리가 한쪽방향으로 배근한 실험체에서는 갈고리철근 배근방향에 의해 전단저항능력이 달라지므로 3.5%변위비 이후에 부착응력 감소가 더 크게 나타났으며, 전단변형능력도 더 크게 나타났다. 실험체의 내진성능을 확인하기 위하여 ACI374.1-05기준과 비교하였으며, 실험결과 충분한 내진성능을 확보하였다. 이를 통하여 외부 보-기둥 접합부에서 SD600, 51 mm 확대머리철근의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.279-288
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• 2016

이 연구에서는 철근콘크리트(reinforced concrete, RC) 기둥의 휨 거동을 비교적 간단한 방법으로 평가하기 위해서 모멘트-곡률 관계를 단순화하였다. RC 기둥에서 주철근 배근을 이상화하고 힘의 평형조건 및 변형률 적합조건에 기반하여 초기 휨 균열 발생, 인장철근 항복 도달, 최대 내력 및 최대 내력 도달 후 최대 내력의 80% 시점에서의 내력과 중립축 깊이를 산정하였다. 기둥의 최대 내력 이후의 콘크리트 압축연단 변형률은 Kim et al의 구속된 콘크리트 응력-변형률 관계를 이용하여 산정하였다. 단순화된 모멘트-곡률 관계로부터 환산된 기둥의 횡하중-횡변위 관계는 다양한 변수하에서 수행한 기둥 실험결과와 잘 일치하였다. 고려된 각 단계에서의 모멘트와 중립축 깊이는 주철근 지수, 횡보강근 체적지수 및 축력 지수의 함수로 모델링하였다. 결국, 기둥의 곡률 연성은 콘크리트 압축강도 및 주철근과 횡보강근의 양과 함께 작용 축하중비에 중요한 영향을 받았다.

• 전산구조공학
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• 제8권2호
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• pp.73-84
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• 1995

본 연구에서는 철근콘크리트 기둥에서 주근의 좌굴성장을 수치 해석법으로 조사하는 것을 목적으로 콘크리트의 모델과 철근과 콘크리트의 경계면에서의 상호 힘의 전달을 나타내는 수치 해석모델을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 수치 해석법에 의해 콘크리트의 변형도 연화 및 철근의 좌굴을 고려한 해석이 가능한 것으로 판단되었으며 또한 취급된 해석예에서는 주근의 좌굴은 띠철근의 간격 및 주근의 배근위치에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.