• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.336-341
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• 2018

프리텐션 콘크리트 부재에서 긴장재에 도입된 프리스트레싱힘은 긴장재와 콘크리트의 직접 부착에 의하여 콘크리트에 전달되므로 응력전달길이를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 프리텐션부재 또는 프리캐스트 부재에 UHPC를 사용하는 경우 품질관리 측면에서 많은 장점이 있다. 따라서, 이 논문은 초고성능 콘크리트를 사용한 프리텐션 부재에 있어서 PS 강연선의 응력전달길이를 구하기 위하여 초고성능 콘크리트의 압축강도, 피복두께, 긴장재의 지름 및 긴장력을 변수로 하여 실험을 진행하고 그 결과를 분석한 내용을 정리한 것이다. 실험 결과에 따르면 초고성능 콘크리트를 사용한 경우 일반 콘크리트에 비하여 응력 전달길이가 크게 감소하였으며, 압축강도 수준이 증가할수록 응력전달길이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 초고성능 콘크리트의 높은 부착강도에서 비롯되는 것으로 판단된다. 또한, 실험결과와 기존 설계기준의 응력전달길이 산정식을 비교하고, 초고성능 콘크리트 프리텐션 부재의 응력전달길이를 산정할 수 있는 새로운 공식을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권5호
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• pp.617-631
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• 2022

To study the eccentric compressive performance of the basalt-fiber reinforced recycled aggregate concrete (BFRRAC)-filled circular steel tubular stub column, 8 specimens with different replacement ratios of recycled coarse aggregate (RCA), basalt fiber (BF) dosage, strength grade of recycled aggregate concrete (RAC) and eccentricity were tested under eccentric static loading. The failure mode of the specimens was observed, and the relationship curves during the entire loading process were obtained. Further, the load-lateral displacement curve was simulated and verified. The influence of the different parameters on the peak bearing capacity of the specimens was analyzed, and the finite element analysis model was established under eccentric compression. Further, the design-calculation method of the eccentric bearing capacity for the specimens was suggested. It was observed that the strength failure is the ultimate point during the eccentric compression of the BFRRAC-filled circular steel tubular stub column. The shape of the load-lateral deflection curves of all specimens was similar. After the peak load was reached, the lateral deflection in the column was rapidly increased. The peak bearing capacity decreased on enhancing the replacement ratio or eccentric distance, while the core RAC strength exhibited the opposite behavior. The ultimate bearing capacity of the BFRRAC-filled circular steel tubular stub column under eccentric compression calculated based on the limit analysis theory was in good agreement with the experimental values. Further, the finite element model of the eccentric compression of the BFRRAC-filled circular steel tubular stub column could effectively analyze the eccentric mechanical properties.

• Computers and Concrete
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• 제29권2호
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• pp.107-115
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• 2022

With the improvements in computer technologies, utilization of image processing techniques has increased in many areas (such as medicine, defence industry, other industries etc.) Many different image processing techniques are used for surface analysis, detection of manufacturing defects, and determination of physical and mechanical characteristics of composite materials. In this study, cementitious composites were obtained by addition of Grounded Granulated Blast-Furnace Slag (GGBFS), Styrene Butadiene polymer (SBR), and Grounded Granulated Blast-Furnace Slag and Styrene Butadiene polymer together (GGBFS+SBR). Expanded Polystyrene (EPS) beads were added to these cementitious composites in different ratios (20%, 40% and 60%). The mechanical and physical characteristics of the composites were determined, and homogeneity indexes of the composites were determined by image processing techniques to determine EPS distribution forms in them. Physical and mechanical characteristics of the produced samples were obtained by applying consistency, density, water absorption, compressive strength (7 and 28 days), flexural strength (7 and 28 days) and tensile splitting strength (7 and 28 days) tests on them. Also, visual examination by using digital microscope, and image analysis by using image processing techniques with open source coded ImageJ program were performed. As a result of the study, it is determined that GGBFS and SBR addition strengthens the adhesion sites formed as it increases the adhesion power of the mixture and helps to get rid of the segregation problem caused by EPS. As a result of the image processing analysis it is demonstrated that GGBFS and SBR addition has positive contribution on homogeneity index.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.820-828
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• 2003

최근의 연구를 통해서, ACI 전단 규준은 크기가 크고 인장철근비가 낮은 보에서 비보수적 예측을 보이는 반면 깊은 보에 대해서는 보수적 예측을 보임을 알 수 있다. 이러한 ACI 전단 규준이 가지고 있는 문제점을 수정하기 위해, 본 연구에서는 스터럽이 없는 고강도 철근 콘크리트 보의 전단강도 계산시 크기효과와 아치작용을 고려한 극한 전단강도 예측식을 제안하였다. ACI 전단 규준의 수정을 위해 포함될 항은 과학적 이론 및 분석에 근거한 $f_{sr}$ (dr), $f_{si}$ (${\rho}$)와 $f_{aa}$ (a/d)항이며, 선형 및 비선형 회귀분석을 통해 도출되었다. 기존의 실험 데이터 약 300여 개를 이용하여 각각의 변수에 대한 제안식의 검증 및 제안식과 ACI 318-99 code, CEB-FIP model code, Kim &Park 식 및 Zsutty 식과의 비교를 수행하였다. 제안식은 간단한 형태를 지니고 있지만, 경제적이면서도 합리적인 안전율을 확보할 수 있는 전단강도를 예측한다. 따라서 제안식은 실무에서 콘크리트 구조물의 전단설계에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.999-1010
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• 2016

최근 국내에서는 고강도 강연선이 실구조물에 적용되는 사례가 늘어나고 있다. 이 연구에서는 LNG 저장탱크에 통상적으로 적용되는 1,860 MPa급 강연선을 2,400 MPa급 고강도 강연선으로 대체할 때 쉬스 배치 간격 증가에 따른 구조적인 영향을 고찰해 보았다. 먼저, LNG 탱크의 원통형 벽체를 모사하는 유한요소모델에 원환텐던 및 수직텐던의 프리스트레싱 효과를 등가하중으로 가하되 프리스트레싱 효과의 총합은 일정한 상태에서 텐던의 간격 및 긴장력을 조절한 결과, 고강도 강연선을 적용해도 설계 시 요구되는 소정의 응력 분포를 구현할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, LNG 탱크 벽체 일부분을 모사하는 실대형 실험체를 제작하고 15.2 mm 직경 고강도 강연선이 31개 삽입된 쉬스를 2개 배치하여 매우 높은 수준의 프리스트레싱 힘이 콘크리트에 적절히 전달되는지 관찰하였다. 한편, 세계 최대 용량인 270,000 kl급 LNG 탱크의 유한요소모델을 구축하고 고강도 강연선을 적용했을 때의 프리스트레싱 효과를 일반 강연선의 경우와 비교하였으며, LNG 누출 사고 시에도 여유압축응력 및 여유압축구간과 같은 수밀성 규정을 만족함을 확인하였다. 이 연구결과는 2,400 MPa급 고강도 강연선이 실제 LNG 탱크에 적용될 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Korean Dental Science
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• 제12권1호
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• pp.13-19
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• 2019

Purpose: The aim of this study was to compare the flexural strength of provisional fixed dental prostheses which was three-dimensional (3D) printed by several build directions. Materials and Methods: A metal jig with two abutment teeth and pontic space in the middle was fabricated. This jig was scanned with a desktop scanner and provisional restoration was designed on dental computer-aided design program. On the preprocessing software, the build angles of the restorations were arranged at $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, and $90^{\circ}$ and support was added and resultant structure was sliced to a thickness of $100{\mu}m$. Processed restorations were printed with digital light processing type 3D printer using poly methyl meta acrylate-based resin. After washing and post-curing, compressive loading was applied at a speed of 1 mm/min on a metal jig fixed to a universal testing machine. The maximum pressure at which fracture occurred was measured. For the statistical analysis, build direction was set as the independent variable and fracture strength as the dependent variable. One-way analysis of variance and Tukey's post hoc analysis was conducted to compare fracture strength among groups (${\alpha}=0.05$). Result: The mean flexural strength of provisional restoration 3D printed with the build direction of $0^{\circ}$ was $1,053{\pm}168N$; it was $1,183{\pm}188N$ at $30^{\circ}$, $1,178{\pm}81N$ at $45^{\circ}$, $1,166{\pm}133N$ at $60^{\circ}$, and $949{\pm}170N$ at $90^{\circ}$. The group with a build direction of $90^{\circ}$ showed significantly lower flexural strength than other groups (P<0.05). The flexural strength was significantly higher when the build direction was $30^{\circ}$ than when it was $90^{\circ}$ (P<0.01). Conclusion: Among the build directions $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, and $90^{\circ}$ set for 3D printing of fixed dental prosthesis, an orientation of $30^{\circ}$ is recommended as an effective build direction for 3D printing.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.617-624
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• 2021

각형강관 기둥에 콘크리트를 충전하여 사용하는 콘크리트충전 강관구조가 구조부재로 사용되면 기둥 부재의 내력과 변형 능력이 증가되어 높은 효율성을 가진 구조물 구현이 가능해 진다. 콘크리트충전 강관구조에 대한 국내의 설계 기준은 대한건축학회에서 2005년에 제정한 후, 2009년과 2016년에 각각 개정되었다. 연구 목적은 콘크리트충전 각형강관 단주를 대상으로 일축 압축실험을 실시하여 압축내력 및 변형능력에 주는 영향을 파악하고, 국내의 건축구조기준의 기준식을 검증하여 차후 수정 및 보완에 필요한 자료를 제공하는데 있다. 실험에서 강관은 냉간가공으로 제작된 각형강관을 사용하였고, 시험체는 강관의 폭두께비를 변수로 총 26개를 제작하여 중심 압축실험을 실시하였다. 실험결과 콘크리트충전 각형강관 단주의 압축내력과 변위관계 및 파괴모드를 얻었고, 실험결과를 분석하여 콘크리트의 충전효과와 폭두께비의 영향을 파악하였다. 충전된 콘크리트의 압축내력은 일축응력 상태보다 9%정도 증가하였는데, 이것은 차후 건축구조기준에 반영할 필요가 있다. 실험결과를 건축구조기준과 비교한 결과, 냉간가공된 각형강관의 경우 건축구조기준의 콤팩트단면 한계폭두께비 2.26은 다소 과대 평가하고 있기 때문에 수정이 필요하며, 보수적으로 보완한 계수 1.35로 제한하여 보다 더 안정적인 설계식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.94-101
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• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트(RC) 및 강섬유보강콘크리트(SFRC) 외부 보-기둥 접합부에서 SD700인 확대머리철근의 정착성능을 실험적으로 평가하였다. 실험체는 총 10개로 제작되었으며 강섬유 보강 유무, 정착길이, 보의 유효춤, 스터럽 배근상세 등을 변수로 계획하였다. 실험결과, 실험체는 실험변수에 따라 측면파열파괴, 콘크리트 브레이크아웃파괴, 전단파괴 등이 나타났다. 정착길이를 변수로 한 RC 계열실험체에서 정착길이가 25~80% 증가함에 따라 정착강도는 26.5~42.2% 증가하여 정착길이에 비례하지 않음을 확인하였다. 보의 유효춤이 2배인 JD 계열 실험체는 콘크리트 브레이크아웃파괴가 나타나 기준 실험체에 비하여 31.5~62% 최대내력이 감소하였다. 확대머리철근 주위의 전단보강근 간격이 기준실험체에 비하여 1/2배인 S 계열 실험체는 8.4~ 9.7% 최대내력이 증가하였다. SFRC 실험체 콘크리트 압축강도가 RC 실험체 콘크리트 압축강도에 비하여 29.3% 작게 평가되었지만, 정착강도는 7.3~12.2% 더 크게 증가하였다. 이에 강섬유 보강에 따른 확대머리 철근의 정착성능이 크게 향상됨을 확인하였다. KDS 기준의 정착길이 92%, 110%로 배근된 실험체의 실험 최대내력이 이론내력에 비하여 92%, 99%인 결과를 고려하면 안전율을 더욱 크게 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다. 또한 정착길이 대비 보의 유효춤을 고려한 설계식 제시가 요구된다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제7권3호
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• pp.183-191
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• 2013

Prestress losses assumed for bridge girder design and deflection analyses are dependent on the concrete modulus of elasticity (MOE). Most design specifications, such as the American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO) bridge specifications, contain a constant value for the MOE based on the unit weight of concrete and the concrete compressive strength at 28 days. It has been shown in the past that that the concrete MOE varies with the age of concrete. The purpose of this study was to evaluate the effect of a time-dependent and variable MOE on the prestress losses assumed for bridge girder design. For this purpose, three different variable MOE models from the literature were investigated: Dischinger (Der Bauingenieur 47/48(20):563-572, 1939a; Der Bauingenieur 5/6(20):53-63, 1939b; Der Bauingenieur, 21/22(20):286-437, 1939c), American Concrete Institute (ACI) 209 (Tech. Rep. ACI 209R-92, 1992) and CEB-FIP (CEB-FIP Model Code, 2010). A typical bridge layout for the Dallas, Texas, USA, area was assumed herein. A prestressed concrete beam design and analysis program from the Texas Department of Transportation (TxDOT) was utilized to determine the prestress losses. The values of the time dependent MOE and also specific prestress losses from each model were compared. The MOE predictions based on the ACI and the CEB-FIP models were close to each other; in long-term, they approach the constant AASHTO value. Dischinger's model provides for higher MOE values. The elastic shortening and the long term losses from the variable MOE models are lower than that using a constant MOE up to deck casting time. In long term, the variable MOE-based losses approach that from the constant MOE predictions. The Dischinger model would result in more conservative girder design while the ACI and the CEB-FIP models would result in designs more consistent with the AASHTO approach.

• 터널과지하공간
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• 제17권4호
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• pp.266-284
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• 2007

최근 국내 터널 분야에서는 현장타설 콘크리트 라이닝을 생략한, 이른바 무라이닝 터널을 적용하려는 시도가 수차례 있었으나 숏크리트가 영구 지보재로서의 성능을 확보하고 있는지에 대한 의구심으로 인해 시공으로는 이어지지 못하고 있다. 숏크리트는 시공 상 문제뿐만 아니라 강도기준이 유럽에 비해 현저히 낮고 내구성에서도 많은 문제를 내포하고 있는 것으로 파악되고 있다. 본 연구에서는 효율적인 배합개선을 통하여 압축강도 40 MPa, 휨강도 4.5 MPa 이상의 고강도 숏크리트를 개발하였으며 급결제 종류와 실리카퓸 첨가량을 주 변수로 하여 최대 2년까지의 성능변화 추이를 분석하였다. 또한 단기 내구성 평가를 위해서는 동결융해, 중성화, 염해에 따른 실험실 촉진 실험과 투수시험을 실시하였으며 장기 내구성 검증을 위해서는 실제 운영 중인 고속도로 터널 내에 시편을 적치하여 복합 환경에 대한 영향을 조사하였다. 분석결과 알칼리프리계만이 유일하게 고강도 목표기준을 만족하였으며, 또한 개발된 고성능 숏크리트가 내구성에 있어서도 매우 우수한 것을 확인하였다.