• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.629-638
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• 2009

합성단면을 구성하는 콘크리트 단면에 크리프에 의한 장기변형이 발생되면 합성단면에는 추가의 변형이 발생되며 콘크리트 단면에는 장기변형의 일부구속으로 잔류응력이 발생한다. 이 논문에서는 복잡한 합성단면에서 콘크리트 단면의 장기변형에 대한 반응을 평가하는 기존의 단계별계산법을 보다 효율적으로 적용할 수 있도록 일반화 하였다. 장기변형이 발생하는 콘크리트 단면과 이 변형의 일부를 구속하는 구속단면의 단면특성과 재료특성으로부터 초기 합성단면의 환산단면특성이 유도되고, 각 단계의 크리프계수가 고려된 유효탄성계수가 적용된 환산 단면특성이 유도되었다. 합성단면의 일반화 반응에 대한 5개의 일반화 매개변수로 구성된 단계별계산법의 식이 유도되었다. 각 단계별 계산식에는 크리프계수의 증가가 일정하도록 하여 식의 단순화와 계산시간의 감축 및 균등한 단계별 계산오차가 가능한 균등 크리프 단계별계산법을 제안하였다. 콘크리트 단면의 초기 축방향 탄성 변형률에 대한 일반화 반응은 콘크리트 단면적의 비율에 가장 민감하고, 콘크리트 단면의 단면이차모멘트 비율보다는 구속단면의 단면이차모멘트 비율에 보다 민감하였다. 반면에 콘크리트 단면의 초기 탄성곡률에 대해서는 콘크리트 단면의 단면이차모멘트 비율에 가장 민감하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.414-423
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• 2020

최근 콘크리트 구조물을 보강하는데 경량이며 높은 강도를 가지고 있는 FRP(Fiber Reinforced Polymer)시트의 사용이 증가하고 있는데 구조물 보강 설계 시 부착 강도가 매우 중요하다. 그래서 FRP시트와 콘크리트 사이의 부착 강도에 대한 정확한 수치 모델을 얻기 위하여 많은 연구자가 다양한 변수(콘크리트 압축강도 및 인장강도, 콘크리트와 FRP의 탄성계수, 콘크리트와 FRP의 폭과 두께, 파괴에너지, 부착 길이, 유효부착길이, 최대 부착 응력과 최대 슬립)를 가지고 실험과 해석 연구를 수행하여 왔다. 결과적으로 많은 모델이 도출되었으나 실무에 쉽게 사용될 수 있는 검증된 모델은 제시되지 않았다. 그래서 본 연구는 현재까지 제안된 23개의 모델(Khalifa 모델, Iso 모델, Maeda 모델, Chen 모델 등)로부터 부착 강도에 미치는 요인을 분석하고 188개의 시험체에 대한 부착 강도 실험값을 각 모델들의 수치 결과 값과 비교하여 수식이 간단하고 높은 정도를 가진 사용하기 쉬운 모델을 제시하고자 하였다. 결과적으로 부착 강도 모델로 Iso 모델과 Holzenkӓmpfer 모델의 유효부착길이에 근거한 실용성 있는 모델을 제안하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권5호
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• pp.171-178
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• 1996

본 연구는 소도로 포장용 재료로서 재생콘크리트의 역학적 특성과 성능을 규명하였다. 재생콘크리트는 굵은 골재의 반을 재생골재로 대치하여 제조되었고 이와 함께 천연 잔골재와 유동화제 그리고 플라이애쉬(각각 시멘트 중량의 0.8% 및 5%)가 사용되었다. 실험을 통하여 재령28일 재생콘크리트의 휨강도, 압축강도, 탄성계수 및 파괴인성은 약 $45kg/cm^2$, $250kg/cm^2$, $230,000kg/cm^2$ 및 $0.863 MPa{\cdot}m^{1/2}$으로 나타났고 또한 6개월 지난 후 이 압축강도 및 파괴인성이 크게 향상되었다. 결론적으로 재생콘크리트는 역학적으로 도시나 농촌지역 소도로의 콘크리트 포장 재료로 충분히 적용 가능한 특성을 가진 것으로 판단되었다.

• Computers and Concrete
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• 제20권4호
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• pp.391-407
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• 2017

Fiber reinforced polymer (FRP) bars have been recently used to reinforce concrete members in flexure due to their high tensile strength and especially in corrosive environments to improve the durability of concrete structures. However, FRPs have a low modulus of elasticity and a linear elastic behavior up to rupture, thus reinforced concrete (RC) components with such materials would exhibit a less ductility in comparison with steel reinforcement at the similar members. There were several studies showed the behavior of concrete beams with the hybrid combination of steel and FRP longitudinal reinforcement by adopting the experimental and numerical programs. The current study presents a numerical and analytical investigation based on the data of previous researches. Three-dimensional (3D) finite element (FE) models of beams by using ANSYS are built and investigated. In addition, this study also discusses on the design methods for hybrid FRP-steel beams in terms of ultimate moment capacity, load-deflection response, crack width, and ductility. The effects of the reinforcement ratio, concrete compressive strength, arrangement of reinforcement, and the length of FRP bars on the mechanical performance of hybrid beams are considered as a parametric study by means of FE method. The results obtained from this study are compared and verified with the experimental and numerical data of the literature. This study provides insight into the mechanical performances of hybrid FRP-steel RC beams, builds the reliable FE models which can be used to predict the structural behavior of hybrid RC beams, offers a rational design method together with an useful database to evaluate the ductility for concrete beams with the combination of FRP and steel reinforcement, and motivates the further development in the future research by applying parametric study.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.771-781
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• 1994

매스콘크리트에서 시멘트의 수화반응에 의해 발생되는 열은 약재령 콘크리트(young concrete)에서 내부온도의 증가와 체적변화를 초래하므로 외적인 구속이 존재하면 구조물에는 인장응력이 발생하고 이는 구조물에 균열을 일으킬 수 있다. 따라서 매스콘크리트의 설계와 시공단계에서 균열을 제어하기 위해서는 온도응력을 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다. 또한 약재령 콘크리트에서는 크리이프 효과가 노재령 콘크리트(old concrete)의 경우에 비하여 현저하게 크므로 이를 반드시 고려하여야 할 것이다. 이 논문은 매스콘크리트에서의 온도에 관한 시간이력을 구하고 크리이프와 각 요소의 온도를 고려한 탄성계수를 적용하여 온도응력을 구하는 유한요소 프로그램을 개발하는데 그 목적이 있다. 개발된 프로그램의 해석결과를 문헌의 자료들과 비교해 볼 때 온도균열의 제어에 가장 중요한 내부에서의 온도이력과 응력이 실험결과와 잘 부합되고 있다. 따라서, 이 논문의 해석방법은 매스콘크리트 구조물의 설계와 시공단계에서 균열의 제어를 위해 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권3호
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• pp.323-331
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• 2012

1970년대부터 고온을 받은 콘크리트의 압축강도, 탄성계수, 열응력 등 콘크리트에 영향을 미칠 수 있는 내적, 외적 인자들의 역학적 특성은 조사되어 왔다. 특히, 골재의 열적 특성이나 냉각 방법은 잔존 역학적 특성을 평가하는데 가장 중요하다. 본 연구에서는, 골재 종류와 냉각 방식에 따른 콘크리트의 역학적 특성에 대해 평가했다. 본 연구에서는 열적특성이 다른 일반 골재와 경량골재를 사용했다. 또한, ${\O}100{\times}200mm$ 원주형 공시체를 사용하여 목표 온도, 서냉 및 급냉조건 후에 역학적 특성을 평가하였다. 결과적으로, 보통 골재를 사용한 콘크리트는 경량골재를 사용한 콘크리트보다 냉각조건이 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 그리고 냉각 속도가 빠르지 않을수록 콘크리트의 잔존 역학적 특성이 크게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.58-63
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• 2015

현재까지 알칼리 활성화제를 사용한 무시멘트 콘크리트의 연구는 슬럼프, 강도 및 내구성 등 기본적인 재료성질에 대해서 주로 수행되어져 왔다. 그러나 알칼리 활성화제를 사용한 무시멘트 콘크리트의 구조부재에의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 50MPa급 알칼리 활성 슬래그 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보시험체 6개를 제작한 후, 전단실험을 수행하였다. 실험과 해석에 의해 얻은 공칭전단강도는 전단철근이 배치되어 있는 시험체에서는 최대 18% 정도의 차이를 보이나, 전단철근이 없는 시험체에서는 최대 31% 정도의 차이를 보였으며 또한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 설계전단강도에 비하여 전단강도 실험값이 22~57% 정도 크게 나타나 전단설계식이 상당히 안전측임을 알 수 있다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권2호
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• pp.147-156
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• 2020

This numerical study demonstrates the porosity conditions and the intensity of the interactions with the aggressive agents. It is established that the density as well as the elastic modulus are correlated to ultrasonic velocity The following investigation assessed the effects of cement grade and porosity on tensile strength, flexural and compressive of Ultra High Performance Concrete (UHPC) as a numerical model in PLAXIS 2d Software. Initially, the existing strength-porosity equations were investigated. Furthermore, comparisons of the proposed equations with the existing models suggested the high accuracy of the proposed equations in predicting, cement grade concrete strength. The outcome obtained showed a ductile failure when un-corroded reinforced concrete demonstrates several bending-induced cracks transfer to the steel reinforcement. Moreover, the outcome also showed a brittle failure when wider but fewer transverse cracks occurred under bending loads. Sustained loading as well as initial pre-cracked condition during the corrosion development have shown to have significant impact on the corrosion behavior of concrete properties. Moreover, greater porosity was generally associated with lower compressive, flexural, and tensile strength. Higher cement grade, on the other hand, resulted in lower reduction in concrete strength. This finding highlighted the critical role of cement strength grade in determining the mechanical properties of concrete.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.441-444
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• 2008

본 연구에서의 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 모래, 시멘트, 실리카퓸, 석영미분말, 강섬유 및 고성능감수제 등으로 구성되며, 평균입경 약 0.5mm이하의 아주 작은 입자들로 구성된다. 일반적으로 석영미분말는 일정크기 이상의 공극을 메움으로써 물리적 성능개선의 효과가 있으며 또한 높은 $SiO_2$함량을 가지므로 고온 또는 고압의 양생조건에서 시멘트 수화물과의 화학반응을 통해서도 성능 향상효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 상압, $90^{\circ}C$ 증기양생 조건에서 석영미분말의 입자크기가 초고성능 콘크리트의 역학적 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보고자 하였으며, 평가항목으로는 굳지 않은 상태에서의 유동성과 굳은 상태에서의 압축강도, 극한변형률, 탄성계수 및 휨강도를 평가하였다. 석영미분말의 입경크기의 영향은 약 $2{\mu}m$에서 $26{\mu}m$까지의 범위에서 고려하였으며, 입경 크기가 작을수록 유동성 및 강도특성이 모두 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.87-94
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• 2007

폐콘크리트로부터 생산된 순환골재의 사용은 환경보존과 자원의 재활용 관점에서 매우 유용하며, 순환골재 콘크리트에서 압축, 인장, 휨 및 부착강도, 탄성계수 등이 중요한 기계적 특성요소로 작용하게 된다. 특히 압축을 받는 순환골재 콘크리트의 응력-변형률 관계 및 파괴진전 양상 규명은 순환골재 콘크리트를 사용한 구조물 설계 및 수치해석 등 이론적 연구에서도 매우 중요한 의미를 가진다. 따라서 본 연구에서는 순환골재 콘크리트의 파괴진전특성을 규명하기 위하여 압축하중을 받는 콘크리트의 미세균열 등 손상특성을 검출하기 위하여 AE 기법을 사용하였다. 압축거동특성 및 AE 신호특성을 분석한 결과, 순환굵은골재 콘크리트의 균열 및 파괴거동은 천연 및 순환잔골재를 사용한 콘크리트와 상이한 것으로 나타났다.