• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.369-379
• /
• 2012

비산물체의 충돌 및 폭발, 테러 등의 극한하중에 의한 구조물의 붕괴는 재산상의 손실뿐만 아니라 다수의 인명피해를 유발한다. 일반적으로 콘크리트는 타 건설재료에 비해 충격 및 폭발 하중에 우수한 저항성능을 지니고 있다고 알려져 있으나, 준-정적(quasi-static)하중과는 달리 높은 변형률 속도를 갖는 극한하중을 고려하지 않고 설계된 기존의 콘크리트 구조물은 예상치 못한 극한하중에 노출될 경우 상당히 위험할 수 있다. 이 연구에서는 콘크리트 보의 충격저항성능을 향상시키기 위해 길이 30 mm의 번들형 양단 hooked type의 강섬유를 전체 부피의 0%에서 1.5%까지 혼입하여 정하중 및 충격하중 휨 실험을 수행하고, 그 성능을 평가하였다. 실험 결과 강섬유의 혼입률을 증가시킬 경우 정하중뿐만 아니라 충격하중에서도 휨강도와 연성 등 휨 저항성능이 크게 향상되는 경향을 보였다. 강섬유를 인장부에 집중적으로 혼입한 층 구조 콘크리트 보의 경우에는 동일한 양의 섬유를 보 전체에 타설한 시편에 비해 휨 저항성능이 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 강섬유 보강 콘크리트의 재료적 비선형성을 고려하여 단자유도계(sing degree of freedom, SDOF) 시스템의 해석 알고리즘을 구성하고 실험 결과와 비교하였으며, 비교적 정확하게 최대 처짐을 예측하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.789-796
• /
• 2009

철근콘크리트 부재 저항능력의 변동성은 콘크리트 및 철근 강도의 변동성, 부재 치수 및 철근 위치의 불확실성 등과 같은 요소로부터 기인한다. 이 불확실성 중에서 콘크리트의 압축강도, 인장강도 및 탄성계수 등과 같은 요소가 많은 영향을 주며 다른 요소에 비하여 상대적으로 통계적 분산정도도 크다. 그러나 국내의 경우 콘크리트의 재료의 변동성에 대한 실험 및 분석연구가 활발하지 못한 편이며, 현재 설계기준 등의 작성에 필요한 내용은 외국의 실험 결과 및 연구 성과를 주로 이용하고 있는 실정이다. 이 논문은 우리나라 콘크리트의 역학적 특성, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 탄성계수에 대한 우리나라 고유의 확률모델을 개발하기 위하여 다양한 설계기준강도별로 기존의 문헌자료 및 추가적인 실험 자료를 수집, 분석하고 그 결과를 정리한 것이다. 연구결과에 따르면 콘크리트의 압축강도 및 쪼갬인장강도의 확률특성은 정규분포로 모델링하는 것이 타당한 것으로 나타났으며, 외국의 자료와 비교할 때 분산의 정도는 그리 크지 않은 것으로 판단된다. 또한, 콘크리트 구조설계기준에 규정되어 있는 압축강도와 쪼갬인장강도 및 압축강도와 탄성계수에 대한 관계식을 검증하고 새로운 관계식을 제안하였다. 이 연구 결과는 추후 새로운 설계기준의 작성 및 관련 연구에 유용한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.443-453
• /
• 2003

콘크리트의 탄산화는 콘크리트 구조물의 내구성과 관련하여 매우 중요한 부분을 차지하고 있으며, 시간에 따른 탄산화 정도는 이산화탄소 확산계수의 영향을 크게 받는다. 이에 따라 본 연구에서는 콘크리트에 대한 이산화탄소 확산계수 실험을 통해 합리적인 실험식을 도출하고자 하였다. 실험은 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 영향 실험 이외에 공극률 측정실험을 병행하였으며 이를 통해 이론적으로 산정한 공극률과 비교하였다. 실험결과 측정된 공극률은 이론적인 결과와 유사하게 나타났다. 한편, 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 변화량은 물-시멘트비가 낮을수록 감소하였다. 본 연구에서 도출한 콘크리트 중의 이산화탄소 확산계수에 대한 실험식은 상대습도, 공극률 및 골재-시멘트비를 매개변수로 하였으며 본 실험결과와 비교적 일치하는 결과를 나타내었다. 한편, 본 연구에서 도출한 결과와 타 연구자의 연구에 의한 이산화탄소 확산계수 실험식을 비교한 결과 콘크리트, 모르타르 및 시멘트 페이스트에 대해 서로 다른 식을 사용하는 것이 합리적일 것으로 판단되었다. 본 연구에서 수행한 이산화탄소 확산계수에 대한 연구결과를 통해 콘크리트 구조물의 탄산화 과정에 대한 연구가 더욱 합리적으로 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.65-73
• /
• 2011

최근 들어 도로포장의 품질 개선을 위해 성능보증 계약제도를 도입하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 성능보증 계약제도는 구조물이 준공 이후부터 일정한 공용기간 동안 미리 정해진 성능수준을 유지할 것을 시공자가 보증하는 계약의 한 형태이다. 성능보증 계약제도는 구조물의 품질향상, 생애주기비용의 절감, 시공기술 개발 등에 기여하는 것으로 알려져 유럽 및 미국에서 사용이 증가되고 있다. 이 계약제도를 국내에 효과적으로 도입하기 위해서는 도로포장의 성능인자, 임계한도, 그리고 성능보증 기간에 대한 연구가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 미국 미네소타, 인디애나, 플로리다 주의 콘크리트 포장 성능보증계약제도에 관한 문헌을 조사하였다. 국내 21개 고속국도 노선의 줄눈 콘크리트 포장 구간에서 포장성능에 영향을 미치는 주요 파손을 조사 및 분석하여 해외의 성능인자, 임계한도, 그리고 성능보증 기간과 비교하였다. 계획된 구간에서 장기간에 걸쳐 조사가 실시된다면 보다 정확한 비교가 가능할 것으로 예상된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.727-734
• /
• 2007

철근과 fiber-reinforced polymer (FRP)의 물리적, 역학적 특성의 차이 및 슬래브 상부 보강재의 기둥 인접부 집중 배근, 그리고 기둥 인접부 슬래브에 강섬유 콘크리트 (SFRC)의 타설 등에 따른 2방향 슬래브의 펀칭 전단 거동에 대한 효과를 평가하였다. 펀칭 전단강도, 강성, 연성, 변형률 분포 그리고 균열 제어 성능 등을 파악하였다. 실험 결과 기둥 인접부의 슬래브에 집중 배근을 하거나 SFRC를 타설하는 것은 glass fiber-reinforced polymer (GFRP) 바로 보강된 슬래브의 펀칭 전단 거동을 향상시켰다. 기둥 인접 구역에 집중 배근된 슬래브의 실험 결과를 다양한 설계기준과 타 연구자에 의해 제안된 예측식과 비교하였으며, 집중 배근으로 인한 이점을 예측식에 반영할 수 있도록 집중 배근된 슬래브의 철근비를 산정하는 합리적인 방법도 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.207-215
• /
• 2012

전단하중을 받는 앵커볼트의 설계에 $45^{\circ}$ 콘파괴 이론이 그동안 적용되어 왔으나, 2,000년 이후부터 CCD(Concrete Capacity Design) 방법이 새로운 설계법으로 도입되었다. 그러나, 본 방법은 주로 소형 앵커볼트에 대한 실험 결과에 근거한 관계로 앵커볼트의 직경이 50mm 이하인 경우에 한해 적용이 허용되고 있다. 따라서 큰 연단거리를 갖는 중대형 앵커볼트에 대한 합리적인 콘크리트 파열파괴강도식의 도출이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 M56 선설치 단일 앵커볼트로 연단거리 350mm에 대해 콘크리트 파열파괴강도 평가를 위해 4개의 시험체에 대해 실험을 수행하였다. 그리고, 본 실험 결과와 타 연구의 실험 결과를 종합하여 연단거리 750mm까지의 큰 연단거리에 대해 새로운 전단파괴강도식을 제안하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제18권4호
• /
• pp.31-37
• /
• 2009

본 연구에서는 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬 혼입률에 따른 3성분계 콘크리트의 역학적 특성과 내구성을 평가하였다. 이를 위해 플라이애쉬 혼입률 변화(0%, 10%)와 고로슬래그 혼입률 변화(0%, 10%, 20%, 30%)를 실험변수로 하였으며, OPC와 TBC의 특성분석을 위하여 압축강도, 휨강도 그리고 내약품성 시험을 실시하였다. 실험결과, 압축강도와 휨강도에서 플라이애쉬 및 고로슬래그 미분말 혼입이 장기재령에서 강도 증진효과를 나타내는 것으로 평가되었다. 특히 플라이애쉬 10%와 고로슬래그 30%의 3성분계 콘크리트 사용은 매우 타당한 것으로 나타났다. TBC의 특수저항성은 재령 90일에서 매우 낮은 등급으로 나타났다. 또한 OPC에 혼입되는 플라이애쉬 및 고로슬래그 미분말은 투수저항성 및 화학저항성의 향상을 가져오는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.691-698
• /
• 2015

대도시와 인접한 고속도로와 같이 교통량이 많은 경우 스모그와 산성비의 주요 원인이 되는 많은 양의 질소산화물이 발생하여 대기오염이 심각한 상황이다. 이에 최근 들어 전 세계적으로 질소산화물 제거의 중요성이 부각되고 있다. $TiO_2$는 광촉매 소재의 하나로써 질소산화물 제거에 매우 효과적이므로 대기오염의 주요 원인인 질소산화물을 제거하기 위하여 $TiO_2$ 콘크리트를 도로 구조물에 적용하는 방안이 있다. 이에 본 실험적 연구에서는 $TiO_2$ 콘크리트의 현장 적용을 위하여 공용에 따른 질소산화물 제거 효율변화와 함께 환경 하중 저항성을 평가하였다. 이로 인해 $TiO_2$ 콘크리트의 장기적인 기능성 유지가 확인되었으며, 인접 도로 구조물에 적용이 타당할 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.249-252
• /
• 2008

이 논문에서는 비부착 CFRP 판으로 긴장된 RC(Reinforced Concrete) 보의 비선형 해석방법을 제시하였다. 하중 재하 시 부재의 단면 내에서 변화하는 재료상태를 정확히 예측하기 위해 철근콘크리트 뼈대는 콘크리트와 보강철근 화이버로 구성된 화이버모델요소로 이상화하였다. 또한 CFRP 판의 비부착 거동을 모사하기 위해 CFRP 판을 뼈대요소의 각 절점에 연결되는 여러 개의 요소로 이상화하되, 연결부에서 슬립이 가능한 것으로 가정하여 슬립으로 인한 CFRP 판의 인장력을 반복적으로 보정함으로써 CFRP 판요소들의 응력이 같도록 하였다. 이 논문에서 제시한 해석방법의 정당성을 검토하기 위해 비부착 CFRP 판으로 긴장된 RC 보의 극한해석을 수행하여 해석결과를 타 연구자의 실험결과와 비교해 본 결과, 두 연구결과가 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.107-115
• /
• 2009

본 연구는 포스트텐션 콘크리트 포장(PTCP: Post-Tensioned Concrete Pavement)의 슬래브 두께가 긴장 설계에 미치는 영향을 분석하여 PTCP에서 최적의 슬래브 두께를 선정하기 위하여 수행되었다. 먼저 슬래브 두께에 따른 차륜과 환경하중에 의한 인장응력을 유한요소해석 모델을 이용하여 구하였으며 허용 휨강도를 선정하여 긴장 응력을 산출하였다. 슬래브의 컬링을 야기하는 환경하중은 두께에 따라 동일한 온도구배 및 동일한 상하부 온도차의 두 가지 가정을 모두 고려하였다. 그리고 프리스트레싱을 위한 강선 긴장 시 긴장량의 손실을 고려하여 슬래브 두께 별로 긴장 설계를 수행하였다. 이러한 설계 결과를 비교 분석해 보면 일반적으로 슬래브 두께가 증가하면 강선의 개수도 따라서 증가되기 때문에 콘크리트와 강재 비용 모두가 증가하게 되어 비경제적인 설계가 된다. 환경하중의 영향이 미약하여 두께가 증가할 때 강선의 개수가 줄어드는 경우에도 두께 증가에 의한 비용이 강재 절감에 따른 비용보다 더 커지므로 두께가 증가할수록 경제적이지 못하다. 따라서 일반적으로 PTCP에서 슬래브 두께는 시공이 가능한 정도에서 최소로 유지하는 것이 타당하다고 할 수 있다.