• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권1호
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• pp.35-48
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• 2015

The main objective of this study is to evaluate the long-term performance of various concrete composites in natural marine environment prevailing in the Gulf region. Durability assessment studies of such nature are usually carried out under aggressive environments that constitute seawater, chloride and sulfate laden soils and wind, and groundwater conditions. These studies are very vital for sustainable development of marine and off shore reinforced concrete structures of industrial design such as petroleum installations. First round of testing and evaluation, which is presented in this paper, were performed by standard tests under laboratory conditions. Laboratory results presented in this paper will be corroborated with test outcome of ongoing three years field exposure conditions. The field study will include different parameters of investigation for high performance concrete including corrosion inhibitors, type of reinforcement, natural and industrial pozzolanic additives, water to cement ratio, water type, cover thickness, curing conditions, and concrete coatings. Like the laboratory specimens, samples in the field will be monitored for corrosion induced deterioration signs and for any signs of failureover initial period ofthree years. In this paper, laboratory results pertaining to microsilica (SF), ground granulated blast furnace slag (GGBS), epoxy coated rebars and calcium nitrite corrosion inhibitor are very conclusive. Results affirmed that the supplementary cementing materials such as GGBS and SF significantly impacted and enhanced concrete resistivity to chloride ions penetration and hence decrease the corrosion activities on steel bars protected by such concretes. As for epoxy coated rebars applications under high chloride laden conditions, results showed great concern to integrity of the epoxy coating layer on the bar and its stability. On the other hand corrosion inhibiting admixtures such as calcium nitrite proved to be more effective when used in combination with the pozzolanic additives such as GGBS and microsilica.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권3호
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• pp.291-302
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• 2018

Rigid body spring method (RBSM) is an effective tool to simulate the cracking process of structures, and has been successfully applied to investigate the behavior of reinforced concrete (RC) members. However, the theoretical researches and engineering applications of this method mainly focus on two-dimensional problems as yet, which greatly limits its applications in actual engineering projects. In this study, a three-dimensional (3-D) RBSM for RC structures is proposed. In the proposed model, concrete, reinforcing steels, and their interfaces are represented as discrete entities. Concrete is partitioned into a collection of rigid blocks and a uniform distribution of normal and tangential springs is defined along their boundaries to reflect its material properties. Reinforcement is modeled as a series of bar elements which can be freely positioned in the structural domain and irrespective of the mesh geometry of concrete. The bond-slip characteristics between reinforcing steel and concrete are also considered by introducing special linkage elements. The applicability and effectiveness of the proposed method is firstly confirmed by an elastic T-shape beam, and then it is applied to analyze the failure processes of a Z-type component under direct shear loading and a RC beam under two-point loading.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.149-158
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• 2004

본 연구는 유효전단스팬에 대한 깊이의 비가 1.0인 깊이가 큰 보에 대해서 유효전단영역내에 개구부에 대한 파괴 메카니즘의 변화와 전단파괴된 후 보수 보강에 따른 부재 내력의 복원력에 관한 연구로서, 그 결론는, 전단파괴한 유공보 시험체의 초기사균열 하중은 시험체 간에 큰 차이가 없어 시험체의 배근형태에 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며, 아라미드 시트로 보강된 시험체의 균열 및 파괴형태는 중앙부의 휨 균열과 전단지간의 사균열이 동시에 발생한 후, 최대내력근처에서 유공측의 전단균열이 확대되어, 시트면의 중앙부위가 박리되면서 전단파괴 되었다. 전단파괴된 깊이가 큰 보 시험체를 아라미드 섬유시트로 보강한 결과 보강전과 비교하여 최대내력은 최소 34.4%, 최대 83.8%의 증가를 나타내어 파괴전의 내력을 복원하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권4호
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• pp.5-16
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• 1992

본 연구에서는 다짐 유발응력 (compaction induced stress)을 고려한 보강토 설계방법을 고안하였다. 현행 보강토 설계법은 다짐에 의해 유발되는 횡방향토압을 정량적으로 고려하지 라고 있으므로, 본 연구는 먼저 다짐 유발응력 산정방법을 검토하고 다음에 이를 보강토 설계에 통용 함으로써 새로운 설계방법을 제안하였다. 다짐 유발응력들 고려하면 벽체의 위쪽 부분에 토압이 산정되므로 이 부분에는 인장강도와 인발저항이 큰 보강재 사용이 바람직하다. 이를 위하여 새로이 개발한 보강재 GEOLOG를 소개하였다. 새로운 방법으로 보강토 옹벽을 설계하고 이를 종래의 방법과 비교 분석하여 보강토 공법에 관한 몇가지 결론을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.92-99
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• 2011

초고성능콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 높은 강도와 내구성을 가지는 우수한 구조재료이다. 이러한 새로운 재료의 활용 기술은 경량의 슬림한 구조로서 우수한 성능을 가지는 구조물의 건설을 실현할 수 있는 효과적인 방안으로 주목받고 있다. 이 연구는 하이브리드 사장교 적용을 위한 UHPC프리캐스트 바닥판 시스템 개발의 일부로서 정모멘트 구간에서 철근겹침이음 방식에 의하여 연결되는 이음부의 거동 특성을 실험적으로 규명하는데 주된 목적이 있다. 주요 실험변수는 철근겹침이음길이이며 실험변수의 영향을 검증하기 위하여 총 12개의 휨실험체를 제작하였고, 이에 대한 4점 휨재하실험을 수행하였다. 현행 도로교설계기준에서 철근겹침이음에 대한 최소길이 규정은 UHPC를 적용한 프리캐스트 바닥판 시스템에서는 매우 보수적인 규정임을 실험결과로부터 확인할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.232-238
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• 1999

페브리-페롯 간섭계 원리를 이용한 광섬유 센서를 철근 콘크리트 구조물에 매설하고 구조물에 압력을 가했을 때 위상변화와 스트레인과의 특성 관계를 조사하였다. 단일모드 광섬유 (SMF) 내에 $TiO_2$ 유전체 박막을 용융 접합하여 공극의 길이가 10 mm인 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 제작하였다. 제작한 페브리-페롯 간섭계와 6 mm의 철근을 $100{\times}100{\times}500\;mm^3$ 크기의 철근 콘크리트 구조물에 매설하였다. 광섬유 간섭계 및 광섬유 리드선은 접착제로 광섬유를 보호하였으며, 여러 지점에서 구조물이 받는 압력의 크기를 측정하기 위해 TDM 방식의 다중화 방법을 이용하였다. 제작한 광섬유 간섭계 센서의 광출력 특성은 인가한 하중에 따라 선형적으로 변화하였으며, 제작된 센서의 감도는 각각 $1.03^{\circ}/kg$와 $0.76^{\circ}/kg$이였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.517-528
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• 2008

이 논문에서는 철근과 콘크리트 사이의 부착-슬립을 실제적으로 고려한 철근콘크리트 접합부의 이력 손상 모델을 제안하였다. 슬립을 가시화하기 위해 콘크리트와 철근의 변위장이 서로 다른 프레임 요소를 개발하였다. 파이버 단면 개념으로부터 콘크리트, 철근 그리고 부착에 대한 적합방정식을 정의하였다. 부분적인 제하 및 재재하 상태를 고려하기 위해 철근 이력곡선의 수정이 이루어졌다. 단조증가 상태의 국부적 부착응력-슬립 관계는 손상 계수에 따라 슬립이 역전될 때마다 갱신하였다. 구속된 콘크리트에 매입된 철근 시험체와 기초에 정착된 철근콘크리트 기둥 시험체, 그리고 보-기둥 부재의 수치해석을 통해 모델의 정확성을 검증하였고, 부착-슬립 효과를 고려함으로써 하중 이력에 따른 에너지 소산 정도를 평가할 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제22권1호
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• pp.53-62
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• 2018

Cracking of concrete cover induced by reinforcement corrosion is a critical issue for life-cycle design and maintenance of reinforced concrete structures. However, the critical degree of corrosion, based on when the concrete surface cracks, is usually hard to predict accurately due to the heterogeneity inherent in concrete. To investigate the influence of concrete heterogeneity, a modified rigid-body-spring model, which could generate concrete sections with randomly distributed coarse aggregates, has been developed to study the corrosion-induced cracking process of the concrete cover and the corresponding critical degree of corrosion. In this model, concrete is assumed to be a three-phase composite composed of coarse aggregate, mortar and an interfacial transition zone (ITZ), and the uniform corrosion of a steel bar is simulated by applying uniform radial displacement. Once the relationship between radial displacement and degree of corrosion is derived, the critical degree of corrosion can be obtained. The mesoscale model demonstrated its validity as it predicted the critical degree of corrosion and cracking patterns in good agreement with analytical solutions and experimental results. The model demonstrates how the random distribution of coarse aggregate results in a variation of critical degrees of corrosion, which follows a normal distribution. A parametric study was conducted, which indicates that both the mean and variation of critical degree of corrosion increased with the increase of concrete cover thickness, coarse aggregates volume fraction and decrease of coarse aggregate size. In addition, as tensile strength of concrete increased, the average critical degree of corrosion increased while its variation almost remained unchanged.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.259-270
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• 2007

본 논문은 고장력 인장봉에 의해 보강된 RC보의 휨거동을 평가하기 위한 해석적 방법을 제시하고 있다. 본 연구에 대한 선행 실험결과를 이용하였다. 실험 논문에서는 외부 강봉 보강의 이점에 대해서 소개하고 있다. 휨거동을 평가하기 위해 본 논문은 해석적 방법으로 단순누가산정의 방법을 제시하고 있다. 이 방법은 기본적으로 고장력 인장봉에 의해 보강된 RC보가 받는 전체하중은 강봉이 없는 RC보가 받는 하중과 강봉 자체가 받는 하중의 합과 같다고 가정한 것이다. 추가로 강봉에 의해 발생하는 축력과 강봉에 주어진 프리스트레스트에 대하여 고려를 하였다. 실험 결과와 이론해석의 결과값을 비교하여 단순누가산정 방법은 고장력 인장봉에 의해 보강된 RC보의 비선형 휨거동을 예측함에 있어서 비교적 정확한 상관관계를 보여주고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.417-424
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• 2003

철근콘크리트 기둥-철골보(RCS)합성골조 접합부에서 지압 거동을 평가하고 지압설계를 위하여 단순화한 국부지압 실험을 수행하였다. 편심하중에 의해 국부지압을 받을 때 콘크리트의 쐐기작용과 띠철근의 횡구속 효과에 의해 저항된다. 실험결과 U형 지압보강근은 지압내력을 철근 강도만큼 증가시키면서 상세와 설치가 단순하여 효과적으로 나타났다. 띠철근 양에 따라 지압강도가 증가하며 이중 띠철근이 더욱 효과적으로 약20% 증가된다. 현행 ASCE설계지침에서 띠철근 규정은 지압내력이 2 $f_{ck}$ 가 되기 위해서는 다소 미흡하며, 지압강도는 띠철근과 이중 띠철근을 증가시킴에 따라 최대한 2.5 $f_{ck}$ 까지 사용할 수 있다. 본 연구의 결과로서 RCS 보기둥 접합부의 지압내력 추정을 위한 예측식이 제안되었으며 실험결과와 비교적 잘 일치되고 있다.