• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.49-52
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• 2008

유리섬유를 사용한 섬유강화복합체(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것으로 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판을 제작하여 GFRP 보강근의 보강비에 따른 거동을 관찰하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능 및 처짐 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.839-847
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• 2021

연구목적: 본 연구에서는 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 해석하였다. 이를 위해, 등기하해석과 고차전단변형이론을 결합한 수치해석 방법을 이용하였다. 연구방법: 전단보정계수를 사용하지 않고 기하학적 비선형성을 고려할 수 있는 고차전단변형이론을 통하여 휨이 작용하는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 비선형 거동방정식을 유도하였으며, 수정된 Newton-Raphson 반복 기법을 사용하여 등기하해석방법에 기반한 시스템 방정식의 해를 구하였다. 연구결과: 탄소 나노튜브의 배치 양상, 폭-두께 비 및 경계조건은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동에 많은 영향을 끼침을 확인하였다. 결론: 제안된 고차전단변형이론에 근거한 등기하해석 방법은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 정확하고 효과적으로 해석하는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.556-565
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• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 일차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 진전하게 된다. 바닥판의 거동을 효율적으로 향상시키기 위해서는 보강방향에 대한 고려가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 탄소섬유쉬트를 보강재로 사용한 경우의 보강된 바닥판에 대한 비선형 유한요소해석을 실시하였으며, 해석의 정확성을 높이기 위하여 보강된 바닥판의 경계조건과 재료성질을 시험조건과 부합될 수 있도록 모사하였다. 보강방향과 보강량에 대한 해석결과는 시험결과와 비교, 분석함으로써 정확성을 검증하였으며, 이와 함께 보강된 바닥판의 효율성을 검증하기 위하여 보강재량, 폭과 두께 등과 같은 보강변수에 의한 보강후의 구조적 효율성을 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.719-727
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• 2008

GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.233-245
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• 2007

AASHTO Standard의 하중분배계수식은 지간과 주형간격이 클수록 안전측으로 나타나지만, 지간과 주형간격이 작으면 비안전측임을 기존의 유한요소 연구에서 밝혀졌다. AASHTO LRFD는 주형간격, 지간, 바닥판 두께, 그리고 종방향 강성에 따른 분배계수식을 규정하고는 있으나, 이 식은 초기에 알려지지 않은 종방향 강성 때문에 정확한 하중분배계수 값을 결정하기 위해서는 반복절차가 요구되어진다. 따라서 본 연구에서는 2경간 연속 I-형교의 내측 및 외측주형에 대하여 반복설계 과정을 필요로 하지 않는 하중분배계수 간략식을 제안한다. 주형간격, 주형길이, 바닥판 두께, 바닥판 폭, 그리고 브레이싱의 간격 및 크기의 영향을 조사하기 위하여 유한요소법을 사용하였다. GTSTRUDL을 사용하여 교량 상부구조를 편심 보모델로 이상화 하였으며, 바닥판은 쉘요소, 거더는 보요소, 그리고 이 요소들의 합성거동을 위하여 강절링크로 연결하였다. 이 해석으로부터 얻은 분배계수를 AASHTO Standard와 LRFD 방법과 비교하였으며, 다른 매개변수들에 비해 거더간격, 지간, 그리고 바닥판 두께는 분배계수에 미치는 영향이 크게 나타났다. 내측주형에서 LRFD의 분배계수는 대부분의 경우에 안전측으로 나타났지만, 외측주형에서는 지간이 길 경우 비안전측으로 나타났다. 또한, 회귀분석을 수행하여 하중분배계수 간략식을 개발하였으며, 이 식에 의한 하중분배계수는 유한요소결과 보다는 항상 안전측이면서, AASHTO LRFD 보다는 일반적으로 작게 나타났다. 제안된 간략식은 2경간 연속 I-형교에 대한 실제 하중분배계수 산정에서 교량설계자들에게 도움을 줄 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.52-60
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• 2017

본 논문은 탄성지반위에 놓인 비국소 자기-전기-탄성 나노 판의 구조안정에 관하여 1차 전단변형이론을 이용하여 분석하였다. 4변이 단순지지된 자기-전기-탄성 나노 판의 좌굴하중을 구하기 위하여 Navier 방법을 적용하였다. 기존의 연구들에서는 2방향 좌굴해석은 거의 연구되지 않았다. Maxwell 방정식과 자기-전기 경계조건에 따라 자기-전기-탄성 나노 판의 두께 방향에 따른 자위 및 전위의 변화가 결정된다. 자기-전기-탄성 나노 판의 탄성이론을 재 공식화하기 위하여 Eringen의 비국소 미분 구성 관계식을 사용하였고 변분이론을 이용하여 비국소 탄성이론의 지배방정식을 연구하였다. 탄성지반의 효과는 Pasternak의 가정을 적용하였다. 비국소 이론과 국소 이론의 관계를 계산 결과를 통하여 분석하였다. 또한, 전위 및 자위의 크기, 비국소 매개변수, 탄성지반 매개변수 그리고 폭-두께 비에 따른 구조적 안정문제를 연구하였다. 분석 결과들은 전위 및 자위의 효과를 나타내었다. 이러한 계산 결과들은 자기-전기-탄성 재료로 구성된 신소재 구조물에 관한 향후 연구의 비교자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.161-171
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• 2006

본 논문은 고정과 자유 경계의 다양한 조합을 갖는 직사각형 복합적층판의 고유진동에하고 있다. 본 연구에서는 수학적으로 완전한 특성직교다항식으로 표현되는 근사변위와 Ritz법을 이용하여 Lagrange 범함수의 정상값을 구하였다. 3차원 모델의 정확성이 무차원 진동수의 수렴도를 검토하여 이루어졌으며, 또한 기존 문헌상의 해석결과와의 비교를 통하여 진동수의 정확성을 검토하였다. 본 논문에서 제시된 3차원 진동수의 결과를 이용하여 복합적층판의 기하 및 재료에 관한 매개변수 즉, 형상비(${\mathcal{a/b}}$), 폭두께비(${\mathcal{a/h}}$), 재료의 직교이방성, 플라이 수(${\mathcal{N}}$), 섬유배향각(${\theta}$) 및 적층순서가 미치는 효과를 설명하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.371-378
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• 2017

본 연구에서는 철근콘크리트 아치 데크의 정적재하실험을 통해 휨 거동을 평가하였다. 휨 실험은 길이 2.5 m, 폭 1.2 m, 중심단면 두께 100 mm, 단부단면 두께 160 mm의 실제 크기 프리캐스트 철근콘크리트 아치 데크의 정적재하 실험을 실시하였다. 실험결과는 극한설계강도에 비하여 약 1.74배 높은 하중을 견디는 것으로 관찰되었다. 반면, 실험체에는 구간에 따라 각각 다른 거동이 관찰되었다. 이러한 거동은 아치 데크와 이를 지지하는 반력대 사이에 일체거동이 이뤄지지 않은 이유로 인한 것으로 판단되었다. 그러므로 추후 연구에서는 반력대를 제외한 아치 데크의 정적재하 실험을 통해 정밀한 거동을 확인해야 할 것으로 사료된다. 실험결과를 종합하여 보면, 철근콘크리트 아치 데크는 일반형태의 바닥판에 비하여 우수한 구조적 이점을 통해 설계기준보다 높은 구조성능을 나타내었다. 이를 통해, 향후에는 장지간 바닥판으로써의 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국음향학회지
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• 제27권6호
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• pp.271-278
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• 2008

압전판의 길이나 폭에 따라 두께가 변화하는 압전 세라믹을 사용하여 광대역 특성을 구현하는 초음파 트랜스듀서에 대하여 압전진동자의 측면에서 본 형태에 따른 전기-음향적 특성해석을 이론적으로 수행하였다. 압전진동자의 길이방향에 따른 두께 변화를 지수함수의 조합으로 표현하고 이 함수를 이용하여 압전진동자의 전기단자에서 본 자유 어드미턴스 및 파워전달함수에 대한 식을 도출하였다. 대표적인 PZT압전 세라믹을 예로 들어 압전 진동자의 측면 형태변화에 따른 비 대역폭을 고찰해본 결과 넓은 대역폭를 얻기 위한 최적의 형태가 존재함을 알 수 있었으며, 압전진동자의 최대두께에 대한 최소두께 비가 자아짐에 따라 대역폭은 100%이상까지도 넓어질 수 있으나 파워전달함수는 반대로 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 또 압전진동자의 길이가 길어질수록 전달함수의 크기는 증가하나 광대역 특성을 갖는 압전진동자의 형태는 매우 한정적이 됨을 확인할 수 있었으며 이는 고효율의 광대역 초음파 트렌스듀서 제작에 있어서는 정밀한 가공이 요구됨을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.101-113
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• 2001

본 연구의 주된 목적은 전단 층을 갖는 two-parameter 탄성지반 위에 놓인 복합적층판의 처짐에 관한 규명이다. 본 논문은 탄성지반에 놓인 비등방성 구조의 변형거동과 2중 조화함수를 이용한 3차 전단변형이론의 확장에 초점을 두고 있다. 유도된 식들을 검증하기 위해 Timoshenko의 탄성지반 위에 놓인 단순지지 된 등방성판과 LUSAS 프로그램에 의한 이방성판의 처짐과 비교하였으며 본 연구의 결과들은 등방성판과 이방성판의 결과와 매우 정확히 일치함을 알 수 있었다. 처짐에 관한 수치해석결과들은 폭-두께 비, 형상 비 재료 비등방성과 전단지반계수 등에 따른 효과를 보여준다.