• Steel and Composite Structures
• /
• 제51권3호
• /
• pp.271-288
• /
• 2024

The primary objective of this study is to investigate the production and performance characteristics of structural concrete incorporating varying proportions (0%, 25%, and 50% by volume) of pumice stone, as well as aluminum lathe as an additive at 0%, 1%, 2%, and 3%, under fire conditions. The experiment will be conducted over a period of up to 1 hour, at temperatures ranging from 24℃, 200℃, 400℃ and 600℃. For the purpose of this, a total of twelve test samples were manufactured, and then tests of compressive strength (CS), splitting tensile strength (STS), and flexural strength (FS) were performed on these samples.Next, a comparison was made between the obtained values and the influence of temperature. To achieve this objective, the manufactured samples were placed at temperatures of 200℃, 400℃, and 600℃ for a duration of 1 hour, and were subjected to the influence of temperature.These values at 24 ℃ were then contrasted with the CS results obtained from test samples that were subjected to the temperature effect for an hour at 200 ℃, 400 ℃, and 600 ℃. A comprehensive analysis of the test outcomes reveals that the incorporation of aluminum lathe wastes into a mixture results in a significant reduction in the compressive strength of the concrete. As a result of this adjustment, the CS values dropped by 32.93%, 45.70%, and 52.07%, respectively. Furthermore, It was shown that testing the ratios of pumice stone alone resulted in a decrease in CS outcomes. Additionally, it was found that the presence of higher temperatures is clearly the primary factor contributing to the decrease in the strength of concrete. Due to elevated temperatures, the CS values decreased by 19.88%, 28.27%, and 38.61% respectively.After this investigation, an equation that explains the connection between CS and STS was provided through the utilization of the data of the experiments that were carried out.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권1호통권53호
• /
• pp.125-134
• /
• 2009

이 논문은 직시각형 단면을 갖는 원호형 등단면 띠기초의 자유진동에 관한 연구이다. 띠기초를 지지하는 지반을 두 변수 탄성지반으로 모형화하였다. 두 변수 탄성지반으로 지지된 원호형 띠기초의 휨-비틀림 자유 진동을 지배하는 미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 고유진동수 및 진동형을 산정하였다. 띠기초의 경계조건은 자유-자유로 하여 최저저차 4개의 고유진동수를 산정하였다. 수치해석의 결과로, 중심각, 깊이비, 접촉비, 탄성계수비, 지반변수 등 5개의 변수가 고유진동수에 미치는 영향을 보고하였다. 변위 및 합응력의 진동형을 그림으로 나타내었다. 실험을 통하여 이 연구의 결과를 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제24권6호
• /
• pp.617-627
• /
• 2011

본 논문은 기 수행된 1:5축소 10층 RC 공동주택의 지진모의 실험결과에 비추어 근래 개발된 PERFORM-3D를 이용하여 해석적 모사를 시도하였다. 해석과 실험의 상관관계 분석에 의해 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 재현주기 50년 지진에 대해 실험과 해석이 매우 유사한 탄성거동을 보였다. 반면 우리나라의 설계지진과 최대지진에 대해서는 비선형 거동을 보이긴 하지만 실험의 최대응답과 강성 및 강도 저하를 제대로 모사하지 못하였다. 이의 주된 이유는 슬라브 거동을 탄성으로 가정하였기 때문이라고 판단된다. (2) 탄성영역 거동에 대해 해석모델이 전체 거동을 비교적 잘 모사하는 반면, 벽체 상호간에 걸친 힘의 분포에 있어서 실험과 상당한 차이를 보여주었다. (3) 최대지진에서 벽체의 전단변형은 비교적 잘 모사한 반면 휨변형의 경우 10배정도 과장되었다. 이는 일부 해석모델에서 인방보를 무시한 결과로 추정된다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.141-147
• /
• 2017

본 연구는 기존의 에폭시 수지 충전 접착재의 단점을 보완한 마그네시아 실리케이트 인산염을 활용한 무기충전 접착재 개발 연구로서 사소마그네시아와 플라이애시를 기반으로 제1인산칼륨과 붕사를 사용하여 가사시간을 조절한 무기충전 접착재를 개발하고자 하였다. 이를 위하여 먼저 제1인산칼륨의 적정 첨가율을 도출하기 위한 기초실험을 실시하였다. 기초 실험을 바탕으로 적정강도를 취하면서 접착재 위로 인산염 잔존물이 떠오르지 않게 한 적정 첨가율을 도출하였으며, 이후 붕사 첨가율에 따라 본 실험을 실시하였고, 제조된 접착재를 대상으로 가사시간, 휨강도, 압축강도, 접착강도, 인장강도, 가열변화율, 경화수축률, 라돈가스 및 포름알데히드 방출량을 측정하였다. 그 결과 제1인산칼륨의 적정 첨가율은 35%이며, 가사시간 조절을 위해 붕사 첨가율에 따른 가사시간은 약 10분, 15분, 25분으로 나타났다. 휨강도 및 압축강도는 12시간 최소 휨강도 8.0MPa, 최소 압축강도 31.0MPa로 나타났다. 인장강도는 최소 4.1MPa로 나타났으며, 경화수축률은 최대 2.4%, 가열변화율은 최대 -0.3%로 'KS F 4923'(콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지)의 품질기준에 모두 만족하였다. 라돈가스 및 포름알데히드 방출량의 경우 모두 방출량이 검출되지 않았다. 따라서, 마그네시아 실리케이트 인산염을 활용한 무기충전 접착재의 가사시간에 따른 발열시간을 조절한다면 보다 시공성과 안전성을 확보한 무기 충전 접착재를 제조 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.619-626
• /
• 2008

환경문제에 대한 높은 관심으로 친환경 콘크리트의 개발을 위해 많은 연구가 수행되어지고 있으며, 특히 콘크리트 배합 시 시멘트 사용량을 줄이기 위한 노력이 계속되고 있다. 시멘트 사용량을 줄이기 위한 방법으로 고로슬래그, 플라이애쉬, 메타카올린 등 포졸란반응재료들이 혼화재료로 많이 사용되고 있다. 우리나라 전역에 널리 매장되어 있는 황토는 친환경 재료로서 황토를 활성화시킨 활성황토는 포졸란반응을 하는 메타카올린계의 일종으로 콘크리트의 혼화재료로 활용성이 증가하고 있다. 또한 재생 PET섬유는 폐 PET병을 재활용하여 만든 친환경재료로서 콘크리트에 혼입되어 미세균열을 제어하는 역할을 한다. 하지만 보강섬유를 혼입한 콘크리트에 대한 연구는 아직도 미비한 실정이고 활성황토를 혼화재로 사용한 철근 황토 콘크리트의 경우 활성황토 혼화재의 포졸란반응과 보강섬유의 보강 효과가 복합적으로 나타날 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 에너지 절약 차원에서의 친환경 재료인 활성황토와 재생 PET 섬유를 혼입한 철근콘크리트 보의 거동 특성을 확인하기 위하여 재생 PET섬유를 혼입한 철근 황토콘크리트 보 시험체를 제작하여 휨 거동을 수행하였다.

• 보존과학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.61-67
• /
• 2010

기존에 연구되어 온 금속 유물 접착용 에폭시 수지인 $Araldite^{(R)}$ rapid type, $Devcon^{(R)}$, $Araldite^{(R)}$ SV427+HV427, $CDK^{(R)}$520, $Araldite^{(R)}$ AW106+HV953 5 종을 선별하여 이들 수지의 문제점인 황변과 시간에 따라 나타날 수 있는 노화징후를 금속 문화재의 안전과 연결하여 접근하였다. 금속문화재 보존처리 후, 생길 수 있는 환경 변화 조건인 자외선 조사, 산 염기 상황을 인공적으로 극악하게 부여하였으며, 이들의 물성 변화를 굴곡 강도 변화와 표면 경도 변화를 통해 알아보고, 이 결과들을 FT-IR을 연결, 분석하여 그 변성 원인을 화학적으로 추적하고자 하였다. 자외선 조사 및 산 염기 환경에서 노출된 에폭시 수지들은 노출 전후에 굴곡 강도, 표면 경도들의 물리적 변성과 알코올의 생성 등의 화학적 변성이 나타났다. 대부분의 조건에서 SV427+HV427과 $CDK^{(R)}$520이 비교적 각 내후성 조건 아래 안정적이었지만, 자체의 굴곡 강도 수치가 낮아 복원 면적이 얇고 넓은 경우의 사용은 자제해야 할 것으로 보인다. 또한 보존 환경이 유물은 물론이고 보존처리 시 사용된 수지의 보존을 위해서도 매우 중요하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.135-148
• /
• 2014

본 연구에서는 숏크리트의 품질을 안정적으로 만들기 위해 초기 및 장기강도성능을 향상시킨 개량형$C_{12}A_7$계 광물계 급결제의 성능 평가를 실시하였다. 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제는 기존 급결제들이 가지고 있는 장기강도 저하를 극복하고자 개발되었다. 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제의 혼입량에 따른 성능을 평가하기 위해 실내에서 응결시간, 압축강도 및 휨강도를 실시하였다. 실험결과 응결시간은 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 6%이상 사용하였을 때 기존 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제에 비해 초결은 느리지만 종결은 빠르게 나타났다. 압축강도 및 휨강도는 기존의 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제가 초기재령 3시간, 1일에서는 높게 나타났지만 7일 이후로 갈수록 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 사용한 숏크리트의 강도가 증가하였다. 또한 실내실험에서 도출된 최적혼입률을 적용하여 현장 적용성을 평가하였다. 현장실험으로는 리바운드, 압축강도 및 휨강도를 실시하였다. 현장실험 결과 실내실험과 같이 개량형 $C_{12}A_7$계 광물계 급결제를 사용한 숏크리트의 장기강도성능이 우수하게 나타났다.

• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.105-117
• /
• 2015

The purpose of this study is to develop a new seismic resistant method by using precast concrete wall panels for existing low-rise, reinforced concrete beam-column buildings such as school buildings. Three quasi-static hysteresis loading tests were experimentally performed on one unreinforced beam-column specimen and two reinforced specimens with L-type precast wall panels. The results were analyzed to find that the specimen with anchored connection experienced shear failure, while the other specimen with steel plate connection principally manifested flexural failure. The ultimate strength of the specimens was determined to be the weaker of the shear strength of top connection and flexural strength at the critical section of precast panel. In this setup of L-type panel specimens, if a push loading is applied to the reinforced concrete column on one side and push the precast concrete panel, a pull loading from upper shear connection is to be applied to the other side of the top shear connection of precast panel. Since the composite flexural behavior of the two members govern the total behavior during the push loading process, the ultimate horizontal resistance of this specimen was not directly influenced by shear strength at the top connection of precast panel. However, the RC column and PC wall panel member mainly exhibited non-composite behavior during the pull loading process. The ultimate horizontal resistance was directly influenced by the shear strength of top connection because the pull loading from the beam applied directly to the upper shear connection. The analytical result for the internal shear resistance at the connection pursuant to the anchor shear design of ACI 318M-11 Appendix-D except for the equation to predict the concrete breakout failure strength at the concrete side, principally agreed with the experimental result based on the elastic analysis of Midas-Zen by using the largest loading from experiment.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.267-278
• /
• 2012

본 논문은 신형식 사각 격지지보의 구조 성능 평가를 다룬다. 지금까지 NATM 공법을 이용한 터널 시공 시 콘크리트 라이닝 시공 전까지 터널 배면을 지지하는 구조체로서 H형 단면 강지보 및 삼각 격자지보가 주로 사용되었다. H형 단면 강지보는 동일 단면 높이를 갖을 때 삼각 격자지보보다 우수한 휨 성능을 보이지만, 단면이 복부판 및 플랜지로 구성되어 있어서 숏크리트 타설 후 콘크리트 라이닝 내부에 배면 공동이 많이 발생한다. 이를 해소하기 위해 개발된 삼각 격자지보는 숏크리트와 우수한 부착성을 보이나 부재와 부재 간 용접부에서의 파손이 빈번하게 발생한다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 사각 격자지보가 개발되었고, 본 논문에서는 유한요소해석 및 하중재하실험을 통해 사각 격자지보의 구조 성능을 객관적으로 분석하였다. 해석연구에서는 강지보의 일반적인 성능평가방법인 4점 재하 휨 하중 해석을 수행하였고, 여기에 더하여 아치 해석을 통해 아치의 항복 하중 및 좌굴 하중 역시 검토하였다. 4점 재하 휨 하중 실험을 통해 사각 격자지보의 극한 상태 하중을 분석하였고, 기존의 격자지보에서 문제되었던 부재 간 접합부의 파손 여부를 검토하였다. 이렇게 해석 및 실험을 통해 신형식 사각 격자지보의 주요한 구조 성능을 평가하였고 이를 기존 격자지보와 비교하였다.

• Composites Research
• /
• 제23권4호
• /
• pp.44-51
• /
• 2010

최근 토목분야에서 철근콘크리트 압축재에 발생하고 있는 부식, 중성화 등의 문제점을 해결하기 위해 섬유강화복합재로 외부를 보강한 합성부재가 개발되어 적용되고 있다. 이러한 합성부재는 외부를 섬유강화플라스틱으로 보강하고 있어 부재 전체의 구조적 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 내화학성이 우수하여 기존 콘크리트 부재와 비교할 때 내구성이 향상된다. 그러나 복합재로 외부를 보강한 콘크리트 합성부재에 대한 기존 연구자료들은 구조적 거동해석에서 큰 차이가 없이 유사한 결과를 보여주었으나 그 결과가 부재의 단면구성과 크게 관계되기 때문에 이 연구에 직접적으로 적용하는데는 어려움이 있고, 또한 설계기준으로 적용하기에는 여전히 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 RCFFT 부재의 설계규준 마련을 위한 기초자료를 확보하기 위해 압축 및 준정적 휨실험을 수행하여 구조적 거동을 조사하였고, 압축강도를 추정할 수 있는 근사식을 제안하였으며, 휨강성을 예측할 수 있도록 하였다.