• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.99-107
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• 1993

본 논문에서는 콘크리트 균열 사이의 인장강성 효과를 고려한 임의의 기하하적 형상을 갖는 철근 콘크리트 쉘을 해석하기 위하여 재료비선형 유한요소 프로그램을 작성하였다. 본 논문은 연속적인 컴퓨터 해석으로 탄성, 비탄성 및 극한 범위에서의 철근과 콘크리트의 응력은 물론, 하중-변위 응답과 균열전파를 추적할 수 있었다. 골재억물림과 철근의 다울작용을 포함하는 유효전단계수를 평가하기 위하여 균열상태의 전단유지계수를 도입하였다. 콘크리트는 인장에서는 취성으로 압축에서는 탄소성으로 가정하였다. 콘크리트의 소성거동은 Drucker-Prager 항복기준과 결합유동법칙에 따르는 것으로 가정하였다. 철근은 Von Mises 항복기준으로 가정하였으며 등가의 두께를 가지는 철근층으로 모델화 하였다. 수치해석을 위하여는 증분형접선강성도 방법을 사용하였다. 수치예제를 제시하여 본 연구결과를 Hedgren의 실험 결과와 Lin의 수치해석과 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.269-279
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• 1994

본 논문은 콘크리트 구조물의 재료 비선형과 시간의존적 거동을 고려한 유한요소 해석에 관한 것으로 회전균열모델에 토대를 둔 면내균열모델을 사용하여 하중에 따른 균열의 영향을 모사하였으며 콘크리트는 직교이방성 거동을 한다고 가정하였다. 특히 휨거동 시의 인장보강효과(tension stiffening effect)를 고려하기 위해 파괴에너지 개념에 토대를 둔 한계식을 제안하였고 이를 통해 수치해석시 나타나는 유한요소의 크기에 따른 수치해석 오차의 최소화를 도모하였다. 또한 embedded model을 사용하여 철근의 거동을 모사할 경우 콘크리트의 변위장에 따라 효율적으로 대처할 수 있도록 구성방정식을 체계화 하였으며 비균열단면, 균열단면 등 여러 상황에서 구조물의 시간에 따른 거동을 살펴보기 위해 평면응력 상태에서 재령보정 탄성계수법에 따른 구성방정식을 유도하고 이를 토대로 예제해석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.577-585
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• 2009

이 논문은 원전 격납건물의 극한내압능력 평가와 비선형해석을 수행하기 위하여 개발된 해석프로그램인 9절점 퇴화 쉘 유한요소에 대하여 기술하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 구조물에서 발생하는 횡전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였다. 콘크리트의 재료모델은 등가응력-등가변형률의 관계를 이용하여 콘크리트의 응력과 변형률의 수준을 결정하고, 콘크리트에 균열이 발생하면 부착응력을 고려하는 인장강성모델과 균열면에서의 전단전달 메카니즘 그리고 균열면에서 압축강도 감소모델 등으로 재료적 거동을 나타내었다. 또한 균열발생기준으로 압축-인장영역에는 Niwa가 제안한 응력포락선을 도입하였고, 인장-인장영역에는 Aoyagi-Yamada가 제안한 응력포락선을 사용하였다. 개발된 프로그램의 성능은 다양한 수치예제를 통하여 검증하였다. 검증예제 결과로부터 개발된 쉘 유한요소를 이용한 해석결과는 실험결과 또는 다른 해석결과와 유사한 결과를 도출하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권2호
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• pp.133-144
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• 1997

2차원 응력상태의 철근콘크리트 부재해석을 위하여 소성이론과 파괴모델의 통합방법을 연구하였다. 콘크리트의 대별되는 두 가지 거동특성인 다차원 압축상태의 강도증가와 인장균열파괴를 동시에 나타내기 위하여, 압축파괴와 인장균열의 다중파괴기준을 사용하는 소성이론을 근간으로 여러 실험결과를 반영하는 파괴모델을 적용한다. 압축파괴기준으로서 Drucker-Prager모델과 von Mises 모델을 비교 사용하며 인장균열거동에 대하여 회전균열소성모델과 고정균열소성모델을 비교한다. 이러한 압축파괴기준과 이장균열파괴기준의 설정에는 다차원 압축상태의 강도증가, 균열로 인한 인장과 압축응력도의 저하, 보강철근의 영향등을 나타내는 실험식과 파괴에너지개념을 사용한다. 이 재료모델을 비선형유한요소해석에 사용하여 기존의 실험결과와 비교한다. 재료모델의 압축파괴와 인장균열거동을 검증하기 우하여 콘크리트의 압축파괴 또는 철근의 인장항복에 의하여 거동이 대별되는 실험들과 비교한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.33-41
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• 2011

본 연구에서는 비부착형 포스트텐션 시스템의 해석에 적용할 수 있는 모델링기법을 제시하였다. 모델링은 유한요소 해석 프로그램을 이용하였으며, tube-to-tube contact 요소를 도입하여 강연선의 물리적 형상을 직접적으로 모델링하는 방법과 실제의 강연선 외에 가상의 강연선을 콘크리트에 매입하고, 두 개의 강연선을 스프링으로 연결하여 간접적으로 모델링하는 방법을 동시에 제시하고 비교하였다. 콘크리트의 인장경화 현상을 무시하였을때 두 모델링기법에서는 거의 동일한 결과를 제공하지만 콘크리트의 인장경화를 고려한 경우에는 스프링을 이용한 간접적인 모델링기법을 통해서만 결과를 얻을 수 있었으며, 결과 또한 콘크리트의 경화현상을 고려하지 않은 경우와 다소 상이하였다. 비교를 통하여 비부착형 포스트텐션 시스템의 모델링기법으로 스프링을 이용한 모델링기법을 최종적으로 선정하고 기존의 실험적 연구에서 인용한 실험결과와 해석결과를 비교, 검증하였으며 또한 파라미터 스터디를 통해서 모델링의 적절성을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.413-416
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• 2004

This paper describes a proposal for crack width and deflection in RC flexural members. Because the serviceability provisions of the current codes are mainly based on only empirical relationships developed from test result and effective moment of inertia, crack width and deflections are contrary to the actual values. Based on nonlinear bond characteristics, tension stiffening effect, arch action and effective concrete tensile area. Then an equation is developed for predicting crack width and deflection in flexural members. The predicted results shows that as proposed model employed, crack width and deflections are different from estimated by the current KCI, MC 90 and EC 2 provisons, and the values predicted are in good agreement with experimentally measured values.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.130-137
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• 2018

콘크리트의 구성모델은 많은 연구를 통해 부재의 비선형 거동을 합리적으로 예측할 수 있도록 여러 모델이 개발되어 왔고 철근의 구성모델은 철근과 콘크리트의 부착 효과에 따른 인장 강화 현상을 반영한 모델이 연구되고 있지만 완전탄소성이나 이선형 변형도 경화 모델이 일반적으로 사용되고 있다. 코어 벽체로 활용하기 위해 개발하고 있는 복합 PC 패널의 반복가력 실험을 통해 길이 방향 철근의 좌굴에 의해 비선형 거동이 발생하였음을 확인하였다. 이 연구에서는 이와 같은 비선형 거동을 해석적으로 모사하기 위해 철근의 매입과 좌굴의 영향을 고려할 수 있는 구성모델들을 조사하였고 이 구성모델들을 재구성하여 새로운 모델을 제시하였다. 또한 제시한 모델의 타당성을 검증하기 위해 해석결과를 콘크리트 벽체와 복합 PC 패널 실험결과와 비교하였다. 철근의 매입 효과만 고려된 모델을 사용한 해석결과는 항복 이후 하중의 감소 없이 변형이 증가하는 거동을 예측하고 있지만, 제안 모델은 항복 이후 하중의 감소를 표현할 수 있어 콘크리트 패널의 거동을 예상하는 재료 모델로 활용할 수 있을 것으로 확인되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.11-21
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• 2002

유연도법 섬유요소모델을 통하여 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 이력 거동을 추적하고 직접적인 방법에 의해 변위연성도 평가를 수행하였다. 철근 콘크리트 교각의 극한상태까지의 비탄성 거동을 합리적으로 추적하기 위해 인장강성거동, 기둥-기초면의 불연속 변위 등을 고려하여 철근과 콘크리트의 평균응력-평균변형률 관계, 접촉면요소 등을 실험과 잘 일치하는 기존의 해석 모델을 수정, 적용하였다. 또한 수치해석시 간편하게 적용할 수 있는 직접적인 방법에 의하여 교각의 연성능력을 평가하였으며, 항복변위 및 극한변위의 산출에 영향을 미치는 적분점의 위치, 콘크리트 압쇄 후 강루 철근의 low-cycle fatigue에 의한 파단 시점 등에 대하여 유연도법 섬유요소모델에 적용할 수 있는 값들을 제시하였다. 해석에 의한 변위연성도는 10%이내의 오차를 보이므로, 적용한 해석기법 및 모델에 의한 항복변위 및 극한변위의 평가는 타당하다고 할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.785-794
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• 2004

이 논문은 휨과 전단이 동시에 작용하고 있는 철근콘크리트 보에서 전단은 휨모멘트의 변화율(V=dM/dx)이라는 기본 관계식에 근거한 새로운 트러스모델링기법을 제안하는 것이다. 이 새로운 모델의 핵심은 보의 경간에서 내부 모멘트 팔길이의 변화를 고려함으로써, 보의 전단 저항 메커니즘을 아치작용과 보작용이라는 두 기본 성분의 합으로 표현할 수 있게 한 것이다. 이두 작용에 의한 전단 저항 구성비는 상호 변형 적합조건을 적용하여 계산하였는데, 이 때 수정압축장이론과 CEB/FIP MC-90의 인장강화효과 공식을 이용하였다. 이렇게 함으로써 전단과 모멘트 관계식 V=dM/dx을 수치적으로 복제할 수 있는 새로운 트러스모델을 결정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.1-10
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• 1983

평면내력(平面內力)을 받는 철근(鐵筋)콘크리트슬래브, 판(板) 및 쉘 등(等)의 벽부재(壁部材)의 정확한 변형해석(變形解析)을 위하여 균열의 마찰일팽창거동(摩擦一膨脹擧動), 인장증강효과(引張增剛効果) 및 철근의 연결작용(連結作用)을 고려한 실제적인 해석모델을 수립하였다. 본 연구의 이론(理論)에 입각한 전산(電算)프로그램을 작성(作成)하여 포괄적인 변형해석이 수행되었으며, 새로운 개념의 마찰평형설계(摩擦平衡設計)와 종래(從來)의 무마찰평형설계(無摩擦平衡設計)에 입각한 철근설계에 대하여 각각 균열폭을 계산하여 비교하였다. 마찰설계개념에 의해 철근을 설계했을 경우 종래의 무마찰설계보다 변형량이 상당히 감소됨을 발견하였다. 또한, 철근직경과 균열간격이 균열폭에 미치는 영향을 연구(硏究)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 개발된 해석모델로 철근콘크리트부재(部材)의 좀 더 실제적이고 정확한 변형해석(變形解析)을 할 수 있게 되었다.