• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.135-141
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• 2009

합성트러스는 북미에서 고층건물 및 장지간 건축 구조물에 널리 사용되어지고 있는 구조물의 형태로 비슷한 다른 건축 구조에 비하여 빠른 시공 속도와 낮은 경간비와 자중비의 장점이 있다. 12~18m 경간 범위에서는 가장 경쟁력이 있는 구조물의 형태로 알려져 있다. WTC 붕괴 사고 이후, 화재 시 구조물의 내화거동에 관한 연구의 필요성이 부각됨에 따라 화재와 관계된 여러 분야에서의 연구가 세계적으로 활발하게 진행 중에 있다. 본 연구에서 수행된 실험에서 화염에 직접 노출된 트러스 강재 부재의 경우 짧은 가열시간에도 불구하고, $700^{\circ}C$ 이내의 온도 분포를 보이며 콘크리트 내부에 위치한 센서의 경우는 $200^{\circ}C$ 이내의 온도 분포를 보였다. 20mm 사재의 경우, 구조물의 처짐은 3분을 전후하여 빠른 처짐 분포를 보이며 파괴되었으나, 25mm, 35mm, 45mm 사재의 경우, 구조물은 파괴되지 않았으나 모두 15분 이내에 L/20의 처짐 기준에 도달하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.83-90
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• 2010

구조물의 해석, 설계, 시공, 품질관리 등을 수립할 때 토목기술자는 경제적이며 효율적인 복합재료를 사용할 수 있다. 거더, 가로보, 콘크리트 상판으로 이루어진 교량시스템은 특별직교이방성 판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면을 Navier 해 형태의 해석적 해를 구하기가 매우 어렵다. 복합재료로 이루어진 교량을 설계하기위하여, 단면은 가장 경제적이면서 응력에 유리한 폼코어 형태를 채택하였고, 응력을 산출함에 있어서는 유한차분법 프로그램을 사용하였다. 응력영역은 Tasi-Wu 파괴영역 기준을 이용하였다. 본 논문에서는 치수가 증가됨에 따른 인장강도 감소율을 고려하였다. 또한 이러한 경우에 대한 수치해석을 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.125-132
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• 2010

최근 건설 사업에서 FRP를 단순 부착하여 구조물을 보강하는 공법은 현재 가장 널리 사용되고 있는 보수보강법이다. 본 논문에서는 FRP로 보강된 철근콘크리트 구조물은 지속하중을 받고 있기 때문에 크리프와 건조수축의 영향을 받는다. 이로 인하여 FRP의 보강효과도 달라지며, 처짐 및 변형의 회복성능, 잔존 내력 역시 크게 달라진다. 따라서 CFRP, GFRP가 휨성능에 영향을 미치는 보강 성능을 파악하고, 일정 시간이 흐른 후 하중을 제거하여 장기 변형 및 처짐의 회복성능을 파악하고, 잔존하는 내력을 알아보고자 정적 재하 실험을 수행하였다. 실험한 결과, FRP 보강 실험체는 즉시 처짐을 제어하는 측면은 매우 효율적이고, 즉시변형 회복량 또한 즉시 변형량보다 큰 결과를 보였다. 잔존강도 실험을 통하여 CFRP로 보강된 실험체가 가장 큰 내력을 가지는 것으로 나타났다. FRP로 보강된 보는 지속하중에 의한 부착성능 및 잔존내력에는 영향이 없었던 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.95-104
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• 2013

최근 시멘트혼합토(CSG)가 많은 설계 시공에 적용되어지고 있다. CSG재료는 경화 초기엔 흙과 같은 역학적 특성을 보이지만 시간이 경과함에 따라 점차 콘크리트 재료적 특성을 발현하게 된다. 경화된 시멘트혼합토는 작은 변형률에서 최대강도가 발현되고 이 후 급격한 취성파괴에 도달하는 탄성적인 성질을 띠게 된다. 본 연구에서는 이러한 CSG재료의 취성거동특성을 완화하고 상대적으로 취약한 인장성능을 개선하고자 PVA 섬유보강재를 적용하였다. 섬유보강 CSG재료는 재하시 하상시료와 섬유사이의 결합력으로 섬유에 인장력이 발생하여 혼합시료의 인장강도 증가와 급작스런 취성파괴발생을 방지할 수 있다. 실험결과 섬유보강만으로도 CSG재료의 응력-변형특성을 취성파괴에서 연성파괴로 유도할 수 있으며, 섬유보강에 의한 잔류강도 증가효과를 확인 할 수 있었다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권3호
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• pp.207-215
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• 2019

Application of nanotechnology can be used to tailor made cementitious composites owing to small dimension and physical behaviour of resulting hydration products. Because of high aspect ratio and extremely high strength, carbon nanotubes (CNTs) are perfect reinforcing materials. Hence, there is a great prospect to use CNTs in developing new generation cementitious materials. In the present paper, a parametric study has been conducted on cementitious composites reinforced by two types of multi walled carbon nanotubes (MWCNTs) designated as Type I CNT (10-20 nm outer dia.) and Type II CNT (30-50 nm outer dia.) with various concentrations ranging from 0.1% to 0.5% by weight of cement. To evaluate important properties such as flexural strength, strain to failure, elastic modulus and modulus of toughness of the CNT admixed specimens at different curing periods, flexural bending tests were performed. Results show that composites with Type II CNTs gave more strength as compared to Type I CNTs. The highest increase in strength (flexural and compressive) is of the order of 22% and 33%, respectively, compared to control samples. Modulus of toughness at 28 days showed highest improvement of 265% for Type II 0.3% CNT composites. It is obvious that an optimum percentage of CNT could exists for composites to achieve suitable reinforcement behaviour and desired strength properties. Based on the parametric study, a tentative optimum CNT concentration (0.3% by weight of cement) has been proposed. Scanning electron microscope image shows perfect crack bridging mechanism; several of the CNTs were shown to act as crack arrestors across fine cracks along with some CNTs breakage.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권3호
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• pp.269-282
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• 2015

Civil structures should be designed with the lowest cost and longest lifetime possible and without service failure. The efficient and sustainable use of materials in building design and construction has always been at the forefront for civil engineers and environmentalists. Timber is one of the best contenders for these purposes particularly in terms of aesthetics; fire protection; strength-to-weight ratio; acoustic properties and seismic resistance. In recent years, timber has been used in commercial and taller buildings due to these significant advantages. It should be noted that, since the launch of the modern building standards and codes, a number of different structural systems have been developed to stabilise steel or concrete multistorey buildings, however, structural analysis of high-rise and multi-storey timber frame buildings subjected to lateral loads has not yet been fully understood. Additionally, timber degradation can occur as a result of biological decay of the elements and overloading that can result in structural damage. In such structures, the deficient members and joints require strengthening in order to satisfy new code requirements; determine acceptable level of safety; and avoid brittle failure following earthquake actions. This paper investigates performance assessment and damage assessment of older multi-storey timber buildings. One approach is to retrofit the beams in order to increase the ductility of the frame. Experimental studies indicate that Sprayed Fibre Reinforced Polymer (SFRP) repairing/retrofitting not only updates the integrity of the joint, but also increases its strength; stiffness; and ductility in such a way that the joint remains elastic. Non-linear finite element analysis ('pushover') is carried out to study the behaviour of the structure subjected to simulated gravity and lateral loads. A new global index is re-assessed for damage assessment of the plain and SFRP-retrofitted frames using capacity curves obtained from pushover analysis. This study shows that the proposed method is suitable for structural damage assessment of aged timber buildings. Also SFRP retrofitting can potentially improve the performance and load carrying capacity of the structure.

• Advances in concrete construction
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• 제1권3호
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• pp.239-252
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• 2013

Mortar microstructure is considered as a three-phase composite material, which is cement paste, fine aggregate and interfacial transition zone. Interfacial transition zone is the weakest link between the cement paste and fine aggregate, so it has a significant role to determine the properties of cementitious composites. In this study, specimens (w/c = 0.35, 0.45, 0.55) with various volume fractions of fine aggregate ($V_f$ = 0, 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4) were cast and tested. To predict the equivalent migration coefficient ($M_e$) and migration coefficient of interfacial transition zone ($M_{itz}$), double-inclusion method and Mori-Tanaka theory were used to estimate. There are two stages to estimate and calculate the thickness of interfacial transition zone (h) and migration coefficient of interfacial transition zone ($M_{itz}$). The first stage, the data of experimental chloride ion migration coefficient ($M_s$) was used to calculate the equivalent migration coefficient of fine aggregate with interfacial transition zone ($M_e$) by Mori-Tanaka theory. The second stage, the thickness of interfacial transition zone (h) and migration coefficient of interfacial transition zone ($M_{itz}$) was calculated by Hori and Nemat-Nasser's double inclusion model. Between the theoretical and experimental data a comparison was conducted to investigate the behavior of interfacial transition zone in mortar and the effect of interfacial transition zone on the chloride migration coefficient, the results indicated that the numerical simulations is derived to the $M_{itz}/M_m$ ratio is 2.11~8.28. Additionally, thickness of interfacial transition zone is predicted from $10{\mu}m$, 60 to $80{\mu}m$, 70 to $100{\mu}m$ and 90 to $130{\mu}m$ for SM30, M35, M45 and M55, respectively.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.179-188
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• 2018

본 연구에서는 새로운 형태의 패널식 보강토옹벽에 대한 현장 적용성 및 구조 안정성을 평가하기 위하여 두 개소 현장에서 현장계측을 수행하였다. 새로운 형태의 패널식 보강토옹벽은 접힘홈이 형성된 띠형 섬유보강재를 패널식 전면벽체에 매립된 C형 삽입구를 통해 직접 연결함으로써 보다 일체화된 구조를 형성시킨 보강토옹벽이다. 현장계측에서는 보강토옹벽의 시공 중 및 완료 후에 발생하는 전면벽체의 수평변위와 띠형 섬유보강재의 인장변형, 전면벽체에 작용하는 수평토압 등을 측정하고 분석하였다. 분석 결과, 보강토옹벽 시공 완료 후에 전면벽체에 작용하는 최대 수평토압은 Rankine 토압의 2/3 이하 수준이고, 전면벽체에 발생된 최대 수평변위는 보강토옹벽 높이의 0.5% 이하 수준이며, 보강재에 유발된 최대 인장변형률은 1.0% 이하로 나타나 두 현장의 보강토옹벽이 모두 안정한 상태를 유지하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.189-197
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• 2018

차수용 박층 멤브레인은 폴리머로 구성된 재료로 기존 방수포(sheet membrane)와 비교했을 때, 시공에 있어서 뿜어 붙이는 방식을 사용하기 때문에 타설이 용이하고 상대적으로 높은 부착성능을 보이는 재료이다. 하지만, 차수용 박층 멤브레인은 최근에 개발된 재료로 그 성능이나 구조물과의 거동 양상은 충분히 보고되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 차수용 박층 멤브레인이 삽입된 복합 숏크리트 재료에 대해 전단시험을 수행한 기존 연구 결과를 이용하여 차수용 박층 멤브레인의 전단거동을 수치해석적으로 접근하여 접촉면 특성을 파악하고자 하였다. 연구를 통해 숏크리트 사이에 시공된 멤브레인에 의해 숏크리트의 전단거동과는 다른 거동을 보여 일반적으로 사용되는 전단강도 방식으로 거동을 표현하는데에는 한계가 있었다. 이에 따라 수치해석 방법을 사용하여 직접 전단시험을 모사하였고 차수용 박층 멤브레인의 전단거동을 가장 효과적으로 표현할 수 있는 방안을 제시하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권1호
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• pp.65-76
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• 2019

This paper investigates the effect of recycled glass powder (RGP) on flowing properties of self-compacting mortars (SCMs) containing different ratios of fillers and superplasticizer dosages. Fly ash (FA), nano-silica (NS), micro-silica (MS), metakaolin (MK) and rice husk ash (RHA) are used as fillers and their synergistic effect with RFP is studied. The effects of fillers and high-range water reducer (HRWR) on flowing ability of mortars are primarily determined by slump flow and V-funnel flow time tests. The results showed that for composites with a higher RGP content, the mortar flowing ability increased but tended to decrease when the composites containing 10% MK or 5% RHA. However, the flowing ability of samples incorporating 5% RGP and 10% SF or 25% FA showed an opposite result that their slump flow spread decreased and then increased with increasing RGP content. For specimens with 3% NS, the influence of RGP content on flowing properties was not significant. Except RHA and MS, the fillers studied in this paper could reduce the dosage of HRWR required for achieving the same followability. Also, the mixture parameters were determined and indicated that the flowability of mixtures was also affected by the content of sand and specific surface area of cement materials. It is believed that excess fine particles provided ball-bearing effect, which could facilitate the movement of coarse particles and alleviate the interlocking action among particles. Also, it can be concluded that using fillers in conjunction with RGP as cementitious materials can reduce the material costs of SCM significantly.