• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.29-38
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• 2010

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고, 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 무리말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝간격, 말뚝직경 그리고 재하방향을 달리한 변수연구를 수행하였다. 그 결과 수직방향지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 90% 큰 것으로 나타났고, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일하게 나타났다. 그러고 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝보다 평균 50%, 콘크리트 말뚝보다 평균 22% 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.87-98
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• 2004

본 연구에서는 현장타설말뚝에 보강재를 정착시킴으로써 주변지반의 강성을 높이고 보강재의 저항력에 의해 지지력을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 보강형 및 무보강 현장타설말뚝에 대하여 보강효과에 영향을 미치는 인자들인 보강재의 단수, 경사, 배열에 따른 일련의 실내모형실험 및 3차원 수치해석을 수행하였다. 또한 보강효과의 검증과 실제 현장에서의 적용성을 알아보기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 실내모형실험 및 수치해석 결과, 보강재3단, 8개, 40$^{\circ}$ 경사의 교차배열에서 최적의 보강효과가 발현됨을 알 수 있었다. 1/8 모형재하실험에서는 압축, 인발, 수평 모두 보강재에 의한 지지력 증가효과가 나타났으며, 변위 25mm를 기준으로 압축 및 수평실험에서는 100% 이상의 보강효과가 나타났다. 또한 무보강 현장타설말뚝의 하중 단계에 따른 변위와 주면마찰력 검토결과, 철탑기초와 같은 대규모 현장타설말뚝 설계 시 사용되는 주면마찰력 값인 풍화암 10t/$\textrm{m}^2$, 연암 15t/$\textrm{m}^2$ 보다 큰 주면마찰력 값을 얻을 수 있었다. 1/2 모형재하실험에서는 약 25m의 변위가 발생하였을 때 인발하중 650ton에서 파괴가 일어났으며, 약 22%의 보강재에 의한 지지력 증가효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.207-216
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• 2003

본 연구에서는 철탑의 기초로 사용이 증가되고 있는 현장타설말뚝의 크기를 줄이기 위한 방안으로 말뚝주면에 가시모양의 보강재를 타설.정착시켜 지지력을 증가하는 보강형 현장타설말뚝에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 보강재에 의한 지지력 증가효과의 크기를 정량적, 정성적으로 알아보기 위해 풍화토, 풍화암, 연암지반 등 국내의 대표적 지반을 대상으로 보강재의 단수, 경사 및 위치 등을 변화시켜 해석을 실시하였다. 보강재 단수변화의 경우, 풍화암과 연암지반에서는 단수증가에 따라 비례적으로 보강효과가 증가하였지만 풍화토의 경우 단수의 증가에 따라 보강효과 증가율이 작아지는 결과가 나타났다. 위치변화의 경우, 수평하중재하시 보강재가 상단에 위치한 경우가 하중을 직접적으로 지지하기 때문에 가장 보강효과가 좋은 것으로 나타났지만 압축, 인장하중의 경우 큰 차이가 나타나지 않았다. 경사변화의 경우, 연직하중일 때는 보강재 전 길이에 걸쳐 축력이 최대로 발휘되는 60$^{\circ}$의 경사일 때 보강효과가 가장 크게 나타났다. 하지만 수평하중일 때는 하중재하 방향과 일치하는 0$^{\circ}$에서 보강효과가 전반적으로 좋게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.281-290
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• 2005

이 연구에서 중심축 하중을 받는 각형 CFT 기둥의 장기거동에 관한 실험과 해석을 수행하였으며, 이를 통해 각형 CFT 기둥의 장기거동을 예측할 수 있는 방법을 모색하고 그 거동 특성을 파악해 보고자 하였다. 중심축 하중에 대해 두 가지 가압 방법이 고려되었다. 첫째는 콘크리트에만 하중이 가해지는 경우이고, 둘째는 콘크리트와 강관에 동시에 하중이 가해지는 경우이다. 각형 CFT 기둥 실험체에 대한 삼차원 유한요소 모델로 해석을 수행하였으며, 해석결과는 실험결과를 매우 정확히 모사하였다. 따라서 강관과 콘크리트의 부착거동을 고려한 3차원 유한요소 모델링으로부터 실제 각형 CFT 기둥에 대한 장기거동 예측이 가능할 것으로 판단된다. 또한 실험과 해석결과로부터 다음의 거동 특성을 파악하였다. 콘크리트에만 하중이 가해지는 경우 구속압에 의해 유발되는 부착응력은 시간에 따라 증가하며, 강관과 콘크리트 사이의 미끄럼 또한 시간에 따라 증가한다. 강관에 의한 구속압은 시간에 따라 증가하는 반면. 가압판에 의한 구속압은 시간에 따라 감소한다. 강관과 콘크리트에 동시에 하중이 가해지는 경우 강관에 의한 콘크리트의 구속 효과와 미끄럼은 발생하지 않는다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.13-22
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• 2008

지반조건과 말뚝의 테이퍼각도가 태야퍼말뚝의 지지력에 미치는 영향을 조사하기 위해서 원통형말뚝과 테이퍼각도가 다른 두 개의 메이퍼딸뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 시험결과에 띠르면 지반의 평균응력과 상대밀도가 커지면 테이퍼말뚝의 단위 선단지지력은 증가하였고, 말뚝의 테이퍼각도가 커집에 따라 느슨한 지반에서는 단위 선단지지력은 증가하였으나 조밀한 지반에서는 단위 선단지지력이 반대로 감소하였다. 그리고 테이퍼말뚝의 단위 주면마찰력은 지반의 수평 및 연직응력과 상대밀도, 말뚝의 테이퍼각도가 커짐에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 모형말뚝재하시험의 결과에 근거해서 형상계수를 표함한 테이퍼말뚝의 지지력 산정식을 제안하였고, 이 제안식에서는 지반조건과 테이퍼각도가 말뚝의 지지력에 미치는 영향이 고려되였다. 제안한 지지력 산정식에 대한 정확도를 검증하기 위해서 점토질 모래지반에 설치된 중간규모의 원통형말뚝과 테이퍼말뚝에 대한 현장재하시험이 실시되었고, 이때 측정된 지지력이 제안식에서 얻은 예측치와 비교되었다. 그 결과 제안된 지지력 산정식은 테이퍼말뚝의 지지력을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 토지주택연구
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• 제3권4호
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• pp.433-449
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• 2012

횡력을 받는 넓은 보와 기둥 내부접합부의 거동을 평가하기 위하여 넓은 보-기둥 접합부의 휨강성비와 유효폭 및 슬래브 유무를 변수로 6개의 1/2축소 모델 실험체를 제작하여 구조성능 평가를 수행하여 하중-변형, 연성, 강성 등을 평가하였다. 동 모델을 대상으로 비탄성해석을 수행하여 구조성능평가 결과와 비교하였다. 연구결과 도출된 결론은 다음과 같다. 넓은 보-기둥 내부 접합부는 중진지역인 국내에서 적용하고 있는 부분골조형 구조에 적용이 가능한 것으로 판단된다. 슬래브의 강성이 횡력을 받는 넓은 보-기둥 내부 접합부의 거동에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 휨강성비가 2.0이상의 경우 T형보의 플랜지로서 슬래브 유효폭은 넓은 보 유효깊이의 2.0d로 평가되며, 휨강성비가 1.4~2.0일 경우, 슬래브 유효폭의 영향은 고려하지 않아도 되는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.95-104
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• 2007

편심 하중을 받는 철근 콘크리트 기둥에서 띠철근과 콘크리트 강도의 영향을 파악하기 위하여 콘크리트 압축강도, 띠철근 배근간격 및 형상, 편심비를 주요 변수로 하여 단면 $200mm{\times}200mm$의 시험체 24개를 실험하였다. 이러한 연구를 통하여 콘크리트 기둥은 편심거리비, 띠철근 배근간격, 띠철근 배근형태 등에 관계없이 콘크리트 강도가 증가할수록 취성적으로 거동하였고, 편심거리비가 증가할수록 띠철근 배근에 의한 연성 증가 효과는 감소함을 알 수 있었다. 띠철근 배근간격이 100mm에서 30mm로 줄어들 경우, 최대 내력은 10~20% 증가하였으며, 최대 내력 이후에도 보다 연성적으로 거동하였다. 그러므로 고강도 콘크리트 기둥에서 적당한 연성과 강도를 확보하기 위해서는 일반강도 콘크리트에 비하여 더 많은 띠철근 체적비와 밀실한 띠철근 배근이 필요하였으며, 띠철근 배근 간격만을 제한하는 현재의 대한건축학회 내진 기준은 고강도 콘크리트 사용 시 띠철근의 배근 효과와 부재 연성 확보 측면에서 불안전하였으며, 띠철근을 콘크리트 강도와 연계하는 새로운 내진 기준이 필요한 것으로 나타났다.

• 구강회복응용과학지
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• 제36권3호
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• pp.176-182
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• 2020

목적: 수복물에 교합력을 가할때 식립된 임플란트의 개수, 배열 및 위치에 따른 임플란트, 보철물 및 지지 골에 발생하는 응력의 차이를 분석하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 하악에 임플란트가 식립되어 고정성 보철물을 지지하는 4 종류의 3D 유한요소 모형을 제작하였다. 모델 M1은 2개의 임플란트 가운데에 가공치를 배열하였고, 모델 M2는 2개의 임플란트 외측에 캔티레버 가공치를 배열하였다. 모델 M3과 M4는 3개의 임플란트를 각각 일렬로 배열되거나, 엇갈리게 배열하였다. 총 120 N 크기의 수직력과 45도 측방력을 가하였고, 유한요소 응력 분석을 시행하였다 결과: 측방력 하중에 의해 발생한 최대 응력은 수직력 하중에 의한 것 보다 임플란트 부위에서 3.4 - 5.1배 더 컸고, 지지골 내에서는 3.5 - 8.3배 더 컸다. 모델 M2 의 고정성 보철물의 캔티레버 연결부에서 가장 큰 응력이 집중되었다. 임플란트 개수가 3개인 모델들이 2개인 경우보다 더 낮은 응력이 발생하였으나 M3과 M4에서 일렬 배열과 엇갈린 배열간의 응력 발생 차이는 작았다. 결론: 임플란트 배열의 엇갈림 정도는 응력 크기에 별 차이를 발생하지 않았으나, 캔티래버의 존재나 임플란트의 개수의 차이는 큰 영향을 주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.205-212
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• 2008

본 연구에서는 암반의 풍화상태가 암반에 근입된 현장타설콘크리트 말뚝의 주면지지력에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 먼저 총 4부지의 풍화된 화강암/편마암 지역에 시공된 현장타설말뚝 14본(직경 400~1500 mm)에 대한 축방향 정재하시험 및 하중전이 계측결과, 그리고 대상암반에 대한 엄밀한 지반조사 결과를 포함하는 데이터베이스를 구축하고, 암반 주면부의 거동과 암반물성치의 상관관계를 분석하였다. 풍화암/연암에 근입된 대상말뚝의 경우 주면지지력과 신선암편의 일축압축강도와의 상관관계 분석 결과 일관적인 상관성을 찾을 수 없었다. 그러나 Hoek-Brown 파괴규준을 이용해 추정한 암반강도는 주면지지력과 좋은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 암반의 풍화 및 절리상태를 대변한다고 판단되는 암반물성치(e.g. $E_m$, $E_{ur}$, $p_{lm}$, RMR, RQD, j)들과 주면지지력의 상관성 분석을 통해 얻은 최적회귀곡선의 상관계수 또한 대부분의 경우 0.75 이상으로 좋은 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 추가적으로, 본 연구의 결과를 이용하여 기존의 주면지지력 추정방법의 풍화암/연암에의 적용성을 재하시험결과와의 비교를 통해 고찰하였다. 암반상태를 고려한 기존의 주면지지력 추정방법은 각각 암체계수(j) 0.15 이상, RQD 60 이상의 비교적 상태가 양호한 암반에 대해서만 제안되어 있으므로, 암체계수 0.15 이하, RQD 0~50인 연암 및 풍화암에 대한 본 연구의 결과를 이용하여 암반상태가 불량한 암반까지 이들 방법의 적용성을 보완 및 확장하였다.

• Advances in nano research
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• 제16권2호
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• pp.127-140
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• 2024

Upon direct/indirect exposure to flame or heat, composite structures may burn or thermally buckle. This issue becomes more important in the natural fiber-based composite structures with higher flammability and lower mechanical properties. The main goal of the present study was to obtain an optimal eco-friendly composite system with low flammability and high thermal buckling resistance. The studied composite consisted of polypropylene (PP) and short abaca fiber (AF) with eggshell powder (ESP) and halloysite clay nanotubes (HNTs) additives. An optimal base composite, consisting of 30 wt.% AF and 70 wt.% PP, abbreviated as OAP, was initially introduced based on burning rate (BR) and the Young's modulus determined by horizontal burning test (HBT) and tensile test, respectively. The effects of adding ESP to the base composite were then investigated with the same experimental tests. The results indicated that though the BR significantly decreased with the increase of ESP content up to 6 wt.%, it had a very destructive influence on the stiffness of the composite. To compensate for the damaging effect of ESP, small amount of HNT was used. The performance of OAP composite with 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT (OAPEH) was explored by conducting HBT, cone calorimeter test (CCT) and tensile test. The experimental results indicated a 9~23 % reduction in almost all flammability parameters such as heat release rate (HRR), total heat released (THR), maximum average rate of heat emission (MARHE), total smoke released (TSR), total smoke production (TSP), and mass loss (ML) during combustion. Furthermore, the combination of 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT reduced the stiffness of OAP to an insignificant amount by maximum 3%. Moreover, the char residue analysis revealed the distinct differences in the formation of char between AF/PP and AF/PP/ESP/HNT composites. Afterward, dilatometry test was carried out to examine the coefficient of thermal expansion (CTE) of OAP and OAPEH samples. The obtained results showed that the CTE of OAPEH composite was about 18% less than that of OAP. Finally, a theoretical model was used based on first-order shear deformation theory (FSDT) to predict the critical bucking temperatures of the OAP and OAPEH composite plates. It was shown that in the absence of mechanical load, the critical buckling temperatures of OAPEH composite plates were higher than those of OAP composites, such that the difference between the buckling temperatures increased with the increase of thickness. On the contrary, the positive effect of CTE reduction on the buckling temperature decreased by raising the axial compressive mechanical load on the composite plates which can be assigned to the reduction of stiffness after the incorporation of ESP. The results of present study generally stated that a suitable combination of AF, PP, ESP, and HNT can result in a relatively optimal and environmentally friendly composite with proper flame and thermal buckling resistance with no significant decline in the stiffness.