• 한국지진공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.183-190
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• 2019

Recent changes in the construction method of piles to minimize noise, along with the development of high-strength reinforcement, have provided an economical high performance RC pile development to compensate for the disadvantages of existing PHC piles. In this study, a methodology for the development of cross - section details of high performance RC piles of various performances is presented by freely applying high strength steel and concrete. This study suggested a technique for calculating bending moments for a given axial force corresponding to the allowable crack widths and this can be used for serviceablity check. In calculating the design shear force, the existing design equation applicable to the rectangular or the I section was modified to be applicable to the hollow circular section. In particular, in the limit state design method, the shear force is calculated in proportion to the axial force, and the procedure for calculating PV diagram is established. Last, the section details are determined through PM diagrams that they have the similar flexural and axial-flexural performances of the PHC pile A, B and C types with a diameter of 500 mm. To facilitate the application of the selected standard sections to the practical tasks, the design PM diagram and design shear forces are proposed in accordance with the strength design method and limit state design method.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.501-509
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• 2019

최근 건축과 토목 구조물 기초에 적용되는 말뚝의 시공법은 환경 훼손, 소음 공해, 그리고 주위 민원을 최소화하기 위해 항타공법에서 매입공법 위주로 변화하는 추세를 보이고 있다. 이러한 시공방법의 변화로 인해 기존의 항타공법으로 사용되었던 말뚝 대신, 재료 및 구조적인 시스템 측면에서 보다 최적화되고 경제적인 매입용 말뚝의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 매입용 말뚝인 원심성형 철근콘크리트 말뚝의 보강된 이음방법을 제안하였다. 이전의 연구에서는 원심성형 철근콘크리트 말뚝에 대해 연장된 원형띠판과 스터드로 구성된 이음 보강방법이 기존 이음방법의 구조성능을 개선 시킬 수 있을 것으로 검토되었다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 이음방법의 구조성능을 말뚝의 휨과 전단 강도 실험을 통해 검증하였다. 이 제안된 이음방법은 설계에서 요구되는 휨과 전단 강도에 대해 충분한 성능을 보인 것으로 실험에서 나타났다. 또한, 전반적인 하중-처짐 거동이 이음부가 없는 일체형 구조에 근접하므로 설계에서 예상하는 거동과 성능이 안정적으로 현장 구조물에 반영될 수 있을 것으로 기대된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권2호
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• pp.267-278
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• 2022

Pre-stressed concrete circular spun piles are widely used in various infrastructure projects around the world and offer an economical deep foundation system with consistent and superior quality compared to cast in-situ and other concrete piles. Conventional methods for measuring the lateral response of piles have been limited to conventional instrumentation, such as electrical based gauges and pressure transducers. The problem with existing technology is that the sensors are not able to assist in recording the lateral stiffness changes of the pile which varies along the length depending on the distribution of the flexural moments and appearance of tensile cracks. This paper describes a full-scale bending test of a 1-m diameter spun pile of 30 m long and instrumented using advanced fibre optic distributed sensor, known as Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA). Optical fibre sensors were embedded inside the concrete during the manufacturing stage and attached on the concrete surface in order to measure the pile's full-length flexural behaviour under the prescribed serviceability and ultimate limit state. The relationship between moments-deflections and bending moments-curvatures are examined with respect to the lateral forces. Tensile cracks were measured and compared with the peak strains observed from BOTDA data which corroborated very well. By analysing the moment-curvature response of the pile, the structure can be represented by two bending stiffness parameters, namely the pre-yield (EI) and post-yield (EI_cr), where the cracks reduce the stiffness property by 89%. The pile deflection profile can be attained from optical fibre data through closed-form solutions, which generally matched with the displacements recorded by Linear Voltage Displacement Transducers (LVDTs).

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.75-81
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• 2020

The purpose of this paper is to provide an experimental and analytical study on the reinforced large diameter pretensioned high strength concrete (R-LDPHC) pile. R-LDPHC pile was reinforced with infilled concrete, longitudinal, and transverse rebar to increase the flexural and shear strength of conventional large diameter PHC (LDPHC) pile without changing dimension of the pile. To evaluate the shear and flexural strength enhancement effects of R-LDPHC piles compared with conventional LDPHC pile, a two-point loading tests were conducted under simple supported conditions. Nonlinear analysis on the basis of the conventional layered sectional approach was also performed to evaluate effects of infilled concrete and longitudinal rebar on the flexural strength of conventional LDPHC pile. Moreover, ultimate strength design method was adopted to estimate the effect of transverse rebar and infilled concrete on the shear strength of a pile. The analytical results were compared with the results of the bending and shear test. Test results showed that the flexural strength and shear strength of R-LDPHC pile were increased by 2.3 times and 3.3 times compared to those of the conventional LDPHC pile, respectively. From the analytical study, it was found that the flexural strength and shear strength of R-LDPHC pile can be predicted by the analytical method by considering rebar and infilled concrete effects, and the average difference of flexural strength between experimental results and calculated result was 10.5% at the ultimate state.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.58-64
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• 2012

세계적인 고유가의 영향으로 석유 소비가 높은 산업의 생산성은 현저히 저하되었다. 고강도 PHC 파일 중 AC 방식은 2차례의 증기양생 공정을 거쳐 제조되고 있으며, 이는 제품의 제조원가에 심각한 상승을 초래하고 있다. 다른 형식의 파일 제조 공정인 NAC 방식은 1차례의 증기양생을 함으로써 제조 원가가 절감되는 장점이 있지만, 초기 강도가 AC 방식보다 저하되기 때문에 약3일 정도의 양생기간을 거쳐 출하되고 있으며, 양생기간에 따른 제품 재고의 증가를 피할 수 없으므로 이는 제조원가 상승의 요인으로 작용하고 있다. AC 방식은 양생 직후, 즉시 출하되며 현장 도입 (항타현장 등) 시 파손 등의 문제가 발생되지 않으나, NAC의 경우는 최소 3일의 양생기간을 거쳐 강도 80 MPa이상을 발현 후 현장에 출하된다. 따라서, NAC는 종류별 적정 재고유지 비용의 증가와 강도부족 시 현장에서 파손이 발생되는 문제점을 안고 있다. 본 연구에서는 NAC 방식의 PHC 파일에 대하여 AC 방식과 동등한 1일 강도를 발현하기 위한 배합특성 연구를 수행하였고, 원재료 변화에 따른 강도 특성도 파악하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.263-270
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• 2011

이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트용으로 공장에서 생산되며 그 동안 국내에서 많이 사용되어온 음이온계 계면활성제의 일종인 나프탈렌 설폰산염계(Poly-Naphthalene Sulfonate Type) 혼화제와 국내 J사에서 개발된 조강형 폴리카본산계(Polycarboxilic Type) 혼화제인 WF2000의 성능을 평가하였다. 실험결과에 의하면, WF2000은 PNS계보다 20% 줄어든 사용량에도 제품이 가지고 있는 높은 감수율과 고온에서 콘크리트 응결의 촉진효과 및 우수한 분산작용으로 인하여 작업성의 개선되었으며 PHC 파일의 조기강도와 장기강도 발현에 유리하였다. 그리고 감수력과 유지력의 조절이 가능하여 원재료의 변동 및 환경조건의 변화에 적절한 대응이 가능한 혼화제로 하절기의 생산성과 작업성 저하 그리고 성형성 불량의 문제 및 동절기의 응결지연으로 인한 조기강도의 저하에 대한 문제 해결 등에 유리하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.519-529
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• 2009

복합소재는 화학적, 역학적인 면에서 여러 장점을 가지고 있다. 피로 저항성과 화학적 저항성이 높을 뿐 아니라, 비강도, 비강성 등이 높아서 높은 감쇠 특성을 보인다. 항만 구조물에 사용되는 파일은 압축 뿐만 아니라 휨을 받기도 하므로 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 대구경을 포함하는 콘크리트 충전 유리섬유 복합소재 파일의 압축 거동 혹은 휨-압축 거동을 분석한다. 지름 및 길이가 서로 다른 25개의 실험 파일을 제작하는데, 시편의 복합소재 튜브 내경은 165 mm에서 600 mm에 이르고, 길이는 1,350 mm에서 8,000 mm에 이른다. 수적층 및 필라멘트 와인딩 성형 공법을 모두 사용하여 튜브를 제작하여 적층의 구조가 미치는 차이를 알아보았다. 충전 콘크리트의 강도로는 27 MPa과 40 MPa를 사용하였다. 축방향 및 원주방향의 섬유의 부피비에 변화를 주어 각각의 영향을 분석하였고, 일부 시편에는 나선형 홈을 튜브 안쪽에 성형하여 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 줄이는데 기여할 수 있는지 분석하였다. 실험결과를 보면, 직포만을 사용하여 수적층 성형 공법으로 파일을 제작하는 것보다 필라멘트 와인딩 성형 공법을 이용하여 제작하는 것이 휨강성을 높이는데 훨씬 유리하다. 나선형 홈을 성형해서 넣더라고 휨강성은 낮은 하중단계에서 부터 지속적으로 감소하는 경향을 보이는 것으로 보아, 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 완전히 억제하지는 못하는 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.585-590
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• 2001

The structural characteristics of concrete-filled glass fiber reinforced polymer tubes were studied. The concept of concrete-filled composite columns was introduced to overcome the corrosion problems associated with steel and concrete piles under severe environments. Other benefits of composite columns include low maintenance cost, high earthquake resistance, and long expected endurance period. Several experiments were conducted; 1) compression test for short-length composite columns, 2) uniaxial compression tests on a total of 7 columns with various slenderness ratios. Short-length columns give higher strength and ductility revealing high confinement action in concrete. Failure strengths, failure patterns, confinement effects, and stress-strains relations were analyzed for slender columns. Current study will show the feasibility of concrete-filled glass fiber reinforced polymer composite columns in corrosive environments, and will provide an experimental database for columns that are externally reinforced by multidirectional fibers.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.223-231
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• 1998

종래의 시멘트 모르터 그라우트 방식에 의한 제자리 콘크리트 말뚝은 시공후 자기수축 및 건조수축 등에 의하여 말뚝의 내력이 저하하고, 지하수에 의하여 재료분리가 발생하며, 많은 단위시멘트량에 의한 비경제성 등이 문제시되고 있다. 그러므로 본 연구는 팽창제 및 플라이애쉬 등 각종 혼화재료를 이용한 제자리 콘크리트 말뚝용 고성능 시멘트 모르터의 역학적 성질이 분석되었다. 실험결과 팽창재 혼입율이 증가함에 따라 유동성은 감소하고, 공기량은 증가하며, 응결시간은 지연되고 압축강도는 7일에서는 감소하나 28일 및 91일 재령인 경우는 팽창제혼입율 5%에서 약간 상승하는 것으로 나타났다. 플라이애쉬치환율이 증가함에 따라 유동성은 양호해지고, 공기량은 증가하며, 응결시간은 지연되고 압축강도는 약간 감소하였다. 또한 길이변화특성은 팽창재혼입율이 증가할수록 크게 팽창하고, 플라이애쉬치환율이 증가할수록 수축은 작은 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.259-266
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• 2017

본 연구는 PHC말뚝의 단점인 전단력을 보강한 기능성말뚝을 개발하여 보다 경제적이고 합리적인 말뚝의 현장 적용에 기여하고자 하였다. 본 연구를 통해 개발된 CFP말뚝은 링형 합성 전단연결재를 배치하고 PHC말뚝 중공부에 콘크리트를 속채움함으로써 말뚝의 전단성능을 증대시키고, PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)과 말뚝 중공부의 보강철근(H19-8ea)을 배치하여 횡보강철근비 증대에 따른 전단강도를 향상시켰다. 또한, 속채움 콘크리트와 PHC말뚝의 합성거동을 위해 말뚝 보강철근의 정착 홀이 형성된 합성 전단연결재를 배치하여 보강철근의 다월력을 말뚝의 전단강도 증진에 효과적으로 반영시켰다. CFP말뚝의 전단설계와 성능을 검증하고자 도로교설계기준의 한계상태설계법(2012)을 적용한 전단강도를 산출하였고, 말뚝 시험규정인 KS F 4306에서 제시한 실험방법을 통해 결과값을 비교 검토하였다. CFP말뚝의 단면별 설계전단강도와 실험결과 각 시험체는 설계전단강도 대비 평균 2.20, 2.15, 2.05의 안전율을 확보하는 것으로 나타나 효과적인 전단강도 예측이 가능할 것으로 생각된다.