• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.65-68
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• 2008

RC 무량판 구조시스템은 여러 구조적 장점들로 인해 그 사용이 증가하는 추세이지만 횡방향 변위성능, 변형성능에 대한 약점을 지니고 있고, 고층화에 따라 기둥 크기가 증가하는 단점을 가지고 있다. 이러한 구조적 단점들은 CFT기둥의 사용을 통해 어느 정도 보완될 수 있으나 현재 CFT 기둥과 RC 무량판 접합부의 상세 및 설계법은 명확하게 제시된 바가 없다. 따라서 본 논문은 실물대 실험을 통해 일반 RC 기둥-무량판 접합부와 비교하여 CFT 기둥-RC 무량판 접합부의 횡저항 성능을 검증하고, 횡하중-변위비 성능에 따른 접합부의 모멘트 성능과 연성 능력을 파악하였다. 각기 다른 변수를 지닌 4개의 실험체를 제작하여 횡력 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. CFT 실험체는 전단머리의 영향으로 위험단면이 확장되었으며 일반 RC 기둥 실험체에 비해 초기강성은 35%, 모멘트는 25${\sim}$35% 증가하였고, 모멘트의 증가로 인한 에너지 흡수율이 증가하였다. 모든 실험체는 슬래브의 전단거동이 지배하였지만 내진밴드로 보강된 CFT 실험체는 슬래브의 휨거동 영역이 확장되었고, 연성비와 에너지 흡수율 또한 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.19-28
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• 2013

소성힌지 구역의 축방향변형률의 예측은 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 합리적인 연성 평가를 위하여 필요한 항목이다. 축방향변형률은 콘크리트의 유효압축강도를 저하시키고 층간 변위를 크게 할 수 있다. 기존 연구는 주로 소성힌지가 발생하는 보의 축방향변형률 예측에 국한되었지만 횡력을 받는 구조물에서는 저층부 기둥도 소성힌지가 발생한다. 이 논문에서는 기둥 부재에 작용하는 축력의 크기에 따라 변화하는 축방향변형률을 예측할 수 있는 모델과 평가식이 제안되었다. 단면 해석법을 이용하여 하중이력에 따른 축방향변형률의 변화와 철근의 변형률 변화를 고찰한 후, 해석과 실험 결과를 근거로 축방향변형률 예측 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 부재 축방향변형률을 3가지 경로(재하, 재하 후 반대하중이 하중이 가해지는 구간, 동일한 부재 회전각에서 반복하중을 받을 구간)로 구분하였다. 이 연구에서 제안된 기둥 부재의 축방향변형률의 계산식은 축력비가 다른 철근콘크리트 기둥의 실제 축방향변형률을 추적하였고, 축력비의 영향을 반영하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.29-36
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• 2006

초고층 건물에서 널리 사용되고 있는 SRC 기둥은 콘크리트의 크리프와 건조수축으로 인하여 시간 의존적인 거동을 보인다. 이러한 장기거동은 초고층 구조물에 기둥의 부등 축소량을 야기시키게되어 심각한 사용성 문제와 구조적 문제를 유발하게 되므로 구조물의 장기 변형을 정확히 예측하는 것이 중요하다. 최근 연구보고에 따르면 SRC 기둥의 장기변형은 RC 기둥의 장기변형과 매우 다른 양상을 보이고 있다. 따라서 SRC 기둥의 축소량을 정량적으로 예측하기 위해서는 기존의 평균적인 개념의 해석방법과는 다른 SRC 기둥의 수분확산 특성을 고려할 수 있는 새로운 해석방법이 요구된다. 이 연구에서는 RC 기둥과 SRC 기둥이 보이는 장기거동이 서로 다른 원인을 수분확산 특성에 주안점을 두어 검토하였다. SRC 기둥은 내부 형강의 플랜지가 콘크리트의 수분확산을 제한하게 되어 RC 기둥과는 다른 수분분포를 보이게 되며, 이러한 부등수분분포의 영향으로 인해 건조수축과 건조크리프의 양이 감소하게 된다. 따라서 SRC 기둥의 축소량을 보다 합리적이고 정확히 예측하기 위해서는 수분확산 해석을 통해 수분분포를 파악하고 이를 건조수축과 건조크리프 해석에 적용함으로써 단면 내부의 부등수분분포를 고려하여야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.83-97
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• 2011

본 논문에서는 콘크리트 채움 U형 강재보와 철근콘크리트 기둥으로 구성된 접합부의 내진 상세를 개발하였다. 접합부 내진성능을 평가하기 위하여 세 개의 보-기둥 접합부 실험체를 반복주기하중에 대하여 실험하였다. 보춤과 기둥 단면 형상을 실험 변수로 하였다. 합성보의 춤은 슬래브 두께를 포함하여 610mm, 710mm이며, 철근콘크리트 기둥은 사각단면과 원형단면이 사용되었다. 접합부를 보강시키기 위하여 사각단면 기둥과 원형단면 기둥에 각각 대각 철근과 외다이어프램 강판을 사용한 특수 상세가 사용되었다. 실험 결과 실험체는 강도와 변형능력, 에너지 소산에 있어서 우수한 성능을 보여주었다. 변형능력은 특수모멘트골조 기준인 4% 이상의 층간변위각을 발휘하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.323-331
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• 2012

이 논문에서는 콘크리트 기둥에 새로운 보강방법을 제시하여 반복하중에 대한 구조적인 성능시험을 하였다. 두 개의 콘크리트 기둥에 고성능 탄소섬유 다발을 이용하여 X자 형태의 보강을 실시하고, 기둥의 내부에 X-브레이싱을 고정하기 위해 기둥 단면을 천공하여 탄소섬유 다발을 기둥에 삽입한 후 탄소섬유로 단부를 감싸주는 새로운 보강방법인 탄소섬유 앵커 X-브레이싱 보강공법을 이용해 콘크리트 기둥의 구조성능과 보강효과를 시험을 통하여 규명하였다. 이를 위해 탄소섬유로 보강된 휨 파괴형 실험체 기둥과 전단 파괴형 실험체 기둥을 축소모형으로 각각 제작하였다. 휨과 전단저항 기둥에 대해 X-브레이스 보강 유, 무 실험체에 반복하중시험을 통해 기둥의 연성과 강도 보강효과를 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.153-160
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• 2020

지진동 하의 구조 시스템에서 기둥은 가장 중요한 구조 요소 중 하나이다. 이러한 관계로, 철근콘크리트(RC) 기둥의 내진 성능에 FRP 보강이 미치는 영행을 평가하기 위하여 광범위한 실험 연구가 이루어졌다. 이 중 상당수는 CFRP 또는 GFRP로 보강된 원형 단면 또는 정사각형 단면의 RC 기둥의 지진 거동에 집중하였다. 단면의 형태가 FRP 보강으로 인한 구속 효과에 영향을 미치기 때문에, 보강 효과와 최종 파괴 패턴이 형상에 따라 상이할 수 있다. 본 연구에서는 현무암 섬유를 함유한 BFRP 시트와 복합섬유 패널로 보강한 직사각형 단면을 가진 RC 기둥의 지진 거동을 살펴보기 위하여 반복하중 실험을 수행하였다. 실험 결과는 보강 효과가 크지 않았음을 보여주는데, BFRP 시트와 복합섬유 패널에 의한 구속 효과의 증가가 미미했음을 의미하며, 이는 기둥 단면 형상에 일부 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.491-502
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• 2006

본 논문은 중력하중의 지배를 받는 CFT기둥-RC 무량판 접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. CFT구조는 여러 가지 구조및 시공상의 장점으로 인하여 국내 건설 현장에서 상대적으로 짧은 시간에 폭넓게 수용되고 있다. 주차장 용도로 주로 사용되는 지하층은 철근콘크리트 무량판으로 시공하여 경제성을 도모하는 것이 국내에서 일반적으로 요구되는 시공관행이다. 그러나 CFT기둥-R C 무량판 접합부의 효율적인 디테일은 아직 국내 외적으로 제시된 바가 없어서 이 분야의 연구가 매우 필요한 실정이다. 현장 시공시 경제성을 극대화할 수 있는 몇 가지 전략을 기초로 해서, 여러가지 접합 상세를 제안하였고 실험을 통하여 검증하엿다. 실험결과 본 연구에서 제시된 CFT기둥-RC 무량판 접합 상세의 펀칭강도 및 강성이 RC 무량판 접합부와 동등하거나 이를 상회하는 것을 확인할 수 있었다. CFT기둥-RC 무량판 접합부의 초기 탄성거동에서 펀칭파괴이후 휨철근의 국부 현수작용에 이르기까지의 모델링 방안을 제시하고 본 연구의 실험결과를 기초로 5개의 모델링 변수를 캘리브레이션하였다. 또한 무량판구조의 연쇄붕괴방지 설계에 본 연구의 결과를 응용하는 방안을 사례를 통하여 예시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.105-116
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• 2002

이 논문에서는 철근콘크리트 장주의 극한저항력을 효과적으로 산정할 수 있는 설계 관계식이 제안되었다. 철근콘크리트 기둥의 거동은 여러 설계변수들의 영향을 받는데 특히 콘크리트의 강도, 철근비, 세장비 및 편심 등에 의해 크게 영향을 받으므로 설계식의 제안을 위해 위의 4가지 변수들을 변화시켜가며 철근콘크리트 기둥의 비선형 해석을 수행하였다. 콘크리트의 균열 등을 포함한 재료의 비선형성을 고려하기 위해 적층단면법이 사용되었으며, p-△ 효과를 구현하기 위하여 기하강성행렬이 고려되었다. 해석결과로부터 각 변수의 변화에 따른 철근콘크리트 기둥의 저항력의 변화를 비교하였으며 이를 토대로 회귀분석 모델을 제안하였다. 또한 회귀분석을 수행하여 철근콘크리트 장주의 극한저항력을 효과적으로 산정할 수 있는 회귀분석식을 제안하였고, 기존의 설계기준과 비교하여 제안식의 효율성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.215-226
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• 2008

강관이 삽입된 강합성 중공 기둥의 내진 성능 평가 실험을 수행하였다. 준정적 실험을 통하여 강합성 중공 기둥과 일반 중실 RC기둥의 내진 성능을 비교 평가 하였다. 각각의 기둥 시험체에 대해 최대 하중과 변위의 관계를 측정하였으며, 이를 바탕으로 연성도, 소산에너지, 등가 감쇠비, 손상 지수가 계산되었다. 실험 결과 강합성 중공 기둥은 중실 RC 기둥에 비해 약 2배의 모멘트에 저항을 하였으며, 에너지의 흡수와 소산에서도 2배 정도의 성능을 보여주어, 강합성 중공 기둥의 우수한 성능을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.56-66
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• 2017

이 연구에서는 고연성 PET 시트 및 HF(PET+aramid) 스트랜드로 보강한 RC 원형 기둥의 내진 보강 성능에 대하여 실험적으로 비교 고찰하였다. 고연성 PET 및 HF 스트랜드로 횡 구속된 RC 원형 기둥의 내진 성능 실험결과, 모든 보강 기둥에서 최대 휨 강도 및 연성 능력 모두 무보강 기둥보다 향상되었으며 극한단계에서 섬유의 파단은 발생하지 않았다. 또한 PET 시트 25겹 보강 기둥과 HF 스트랜드 1겹 보강 기둥의 저항 내력 및 변위가 거의 유사하여 HF 스트랜드 1겹은 PET 시트 약 25겹(동일 폭 기준)과 동일한 횡 구속 효과를 나타내었다. 결과적으로 휨 강도 증진 및 연성 능력 측면에서 PET는 RC 구조물의 내진 보강재로서 적합한 것으로 사료되나 현장적용의 가능성을 높이기 위해서는 이 연구에서 사용된 HF 스트랜드와 같이 많은 양의 섬유를 함유한 제작품과 같이 1겹으로 다수 PET 시트의 성능 효과를 내는 재료가 필요할 것으로 사료된다. 한편 PET의 내구성에 대해서는 별도의 연구가 필요하며 현재 연구가 진행중이다.