• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1081-1094
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• 2014

스트럿-타이 모델 방법은 철근콘크리트 코벨의 극한강도 해석 및 설계에 매우 효과적이다. 그러나 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 철근콘크리트 코벨의 정확한 해석 및 안전한 설계를 위해서는 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이 연구에서는 여러 연구문헌에서 제안된 철근콘크리트 코벨의 대표적인 세 종류의 스트럿-타이 모델을 활용하기 위하여 철근콘크리트 코벨의 기하학적 형상, 수직 및 수평 하중의 조합 비, 그리고 휨철근 및 수평전단철근 비 등 주요 설계변수들의 영향을 정확하게 반영할 수 있는 스트럿 유효강도 식을 개발, 제안하였다. 현행 여러 설계기준서의 스트럿 유효강도 식과 이 연구에서 제안한 유효강도 식을 이용하여 파괴실험이 수행된 243개 철근콘크리트 코벨의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 이 연구에서 제안한 스트럿 유효강도 식의 적합성을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.289-296
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• 2009

건축구조물의 고유진동수는 지진하중 혹은 풍하중의 크기를 결정하고 바람에 의한 진동을 예측하여 사용성조건을 검토하기 위해 반드시 필요하다. 본 논문에서는 철근콘크리트조 주상복합건물을 대상으로 현장계측을 통해 얻은 데이터와 시스템 식별기법을 사용하여 얻은 고유진동수와 모드형상을 해석모델에 의한 결과와 비교하였다. 해석모델은 실무에 일반적으로 사용되어지는 PC기반의 유한요소해석 프로그램을 사용하여 작성하였으며, 골조만을 모델링한 기본모델로부터 계측당시 구조물의 강성에 영향을 미칠 것으로 판단되는 요소들을 단계적으로 포함시켜 가면서 그 결과를 계측치에서 얻은 값과 비교하였다. 기본모델로부터 수정된 사항은 1) 콘크리트 배합강도를 고려한 탄성계수의 보정, 2) 바닥 슬래브의 휨강성, 3) 비구조벽이다. 이와 같은 요소를 모두 포함한 해석모델은 실제 계측치로부터 얻은 고유진동수, 모드형상과 가장 유사한 결과를 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권1호
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• pp.1-18
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• 2006

Strengthening of existing old structures has traditionally been accomplished by using conventional materials and techniques, viz., externally bonded steel plates, steel or concrete jackets, etc. Alternatively, fibre reinforced polymer composite (FRPC) products started being used to overcome problems associated with conventional materials in the mid 1950s because of their favourable engineering properties. Effectiveness of FRPC materials has been demonstrated through extensive experimental research throughout the world in the last two decades. However there is a need to use refined analytical tools to simulate response of strengthened system. In this paper, an attempt has been made to develop a numerical model of strengthened reinforced concrete (RC) beams with FRPC laminates. Material models for RC beams strengthened with FRPC laminates are described and verified through a nonlinear finite element (FE) commercial code, with the help of available experimental data. Three dimensional (3D) FE analysis has been performed by assuming perfect bonding between concrete and FRPC laminate. A parametric study has also been performed to examine effects of various parameters like fibre type, stirrup's spacing, etc. on the strengthening system. Through numerical simulation, it has been shown that it is possible to predict accurately the flexural response of RC beams strengthened with FRPC laminates by selecting an appropriate material constitutive model. Comparisons are made between the available experimental results in literature and FE analysis results obtained by the present investigators using load-deflection and load-strain plots as well as ultimate load of the strengthened beams. Furthermore, evaluation of crack patterns from FE analysis and experimental failure modes are discussed at the end.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.279-288
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• 2008

본 논문에서는 압축력을 받는 고장력 볼트 마찰이음부의 미끄러짐 거동을 3차원 유한요소 해석 및 실험을 통하여 규명하였다. 모재의 두께가 고장력 불트이음부에 끼치는 영향을 미끄러짐 하중, 볼트의 변형 및 파괴하중과의 관계와 함께 파악하였다. 초기 미끄러짐 하중 이후의 볼트의 강성을 고려한 이음부의 거동 모델을 제시하고 유한요소해석 및 실험을 통하여 비교, 분석하였다. 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 지원되는 고체요소를 사용하여 해석모델을 작성하였고 모재 사이의 마찰 및 미끄러짐이 발생한 이후 볼트와 모재 사이의 마찰 등을 고려하였다. 기존의 문헌에 제시된 여러 가지 강재의 응력-변형도 관계를 적용하였으며 미끄러짐 변위와 볼트 주변의 축응력들을 비교하였다. 모재의 두께가 볼트의 직경보다 작은 경우에는 압축력에 의한 휨좌굴에 시험체에 발생하였고 모재의 두께가 볼트 직경보다 두꺼운 경우에는 볼트의 전단파괴가 이음부의 극한강도를 나타냄을 파악하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.403-414
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• 2016

최근 강재가격 하락과 인건비 상승으로 강구조 및 합성구조의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 보 춤이 큰 고성능 하이브리드 합성보에 대해 10개의 실험체를 제작하여 휨성능을 평가하였다. 휨 실험 결과 공칭하중에 대한 최대하중의 비($P_u/P_n$)는 평균 1.19배로 안정적인 내력을 확보하였으며, 변형능력(${\delta}_{0.8P_u}/{\delta}_y$)은 약 3.9~4.5배의 범위로 확인되었다. 또한 하이브리드 합성보의 내력평가는 현행 건축구조기준(KBC 2009)을 적용하여 평가하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.18-26
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• 2004

지하공사비는 전체공사비를 결정짓는 중요한 요소로서 일반적으로 동일한 층고의 지상공사비의 2${\~}$2.5배에 해당한다. 본 연구에서 지하주차장 층고를 대폭적으로 감소할 수 있는 일방향 슬래브 구조도와 최소깊이 U형보를 제안하였다. 최적설계에 의해 제안된 U형보는 기존의 직사각형 단면보다 보깊이를 최소 12${\~}$34cm 까지 감축이 가능할 것으로 예상된다. 본 연구에서 두 개의 대표적인 실물크기 U형보를 실험하였다. 이 실험에서 U형보는 설계하중과 공칭강도를 상회하는 휨강도에서 최종 파괴되었다. 그러나 토핑콘크리트가 굳기전 단순지지 상태에서 시공 하중에 의한 휨균열이 발생할 가능성이 있는 것으로 판단되었으므로 보중앙에 가설 시공지주를 사용하는 것이 요구된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.649-656
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• 2006

본 연구에서는 재생 골재 콘크리트의 현장적용성을 높이기 위해 보통 콘크리트에 비해 큰 슬럼프 손실을 개선할 수 있는 분말형 감수제(PSP제)를 개발하였다. 이 PSP제가 혼입된 콘크리트의 유동성 및 역학적 성질들을 평가하기 위하여 재생 굵은골재와 재생 잔골재 혼입조건에 24배합이 실험되었다. 액상형 고성능 감수제를 투입한 콘크리트의 슬럼프는 시간경과와 함께 급격히 감소하며 120분 후에는 초기 슬럼프의 50% 이하로 떨어졌다. 하지만 PSP 제를 혼입한 콘크리트의 슬럼프는 배합 후 30분 까지는 거의 변화가 없으며 1시간 경과 후에도 초기 슬럼프의 85% 이상을 유지하였다. 뿐만 아니라 PSP제는 콘크리트의 압축강도, 할렬인장강도, 휨강도 및 탄성계수들도 향상시켰으며 건조수축 변형률을 감소시켰다. 콘크리트의 성능향상을 고려하였을 때 PSP제의 최적 혼입률은 시멘트 양 대비 5%이었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.141-148
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• 2016

본 논문은 구형 비상체에 의한 충격하중을 받는 강섬유보강 콘크리트 패널의 거동에 대해 유한요소법을 사용하여 연구를 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 재료 물성치와 비선형구간에 대한 응력-변형 관계는 압축시험과 휨시험을 통해 구하였다. 여러가지 변수 중, 강섬유 체적비와 패널의 두께에 따른 해석을 수행하였고 실험결과와 비교하였다. 강섬유를 혼입함으로써 콘크리트 패널의 방호성능이 향상됨을 확인하였다. 강섬유를 혼입하면 중량 및 면적손실률이 감소하는 효과가 있다. 또한, 유한요소법을 이용하여 파단모드에 대해 예상하였으며 그 결과는 실험과 유사한 경향을 보였다. 이 결과들은 방호 목적의 군용 건물과 기타 건축물의 고속 비상체에 대한 보호를 위한 설계에 대해 적용될 수 있음을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.761-768
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• 2010

철근콘크리트 구조물에 균열이 발생하면 균열과 균열 사이 단면의 콘크리트는 부착에 의해 인장력을 전달하게 되고 이에 따라 철근의 변형은 줄어든다. 이러한 현상을 인장증강효과라 하고, 처짐 및 균열폭과 같은 사용한계상태의 검증에 중요한 역할을 한다. 그러나 균열 사이의 복잡한 변형률 분포 때문에 사용성한계상태의 검증에 어려움이 따르므로 일반적으로 평균 변형률을 사용하여 처짐과 균열폭을 산정하고 있다. EC2에서는 1차식 및 2차식 형태의 인장 증강효과를 사용하여 평균 곡률을 산정하고 이로부터 처짐량을 산정하고 있다. 이 연구에서는 휨부재에 대하여 인장증강효과에 대한 다양한 모델을 적용하여 처짐과 균열폭을 산정하고 EC2와 콘크리트구조설계기준에 의한 결과와 비교하였다. 해석 결과 2차식 형태의 인장증강효과를 일관되게 적용함으로써 실험 결과에 더 부합된 결과를 얻을 수 있었고 해석의 일관성도 도모할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.805-816
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• 2010

축소모델의 지진모의실험을 위해서는 실물 실험체의 구조거동을 축소모델 실험체가 잘 모사하는지 상사성 확인이 필수적이다. 본 논문에서는 2층 RC 벽식구조 실험체의 반복 횡가력 실험을 통해 강도, 연성과 같은 전체거동과 휨, 전단, 들뜸과 같은 국부거동의 결과를 나타내었다. 인방보의 유무에 따른 3 : 5 실물 실험체와 1 : 7 축소모델 실험체를 비교 분석 하였으며, 1 : 7 축소모델 실험체가 실물 실험체의 전체거동과 국부거동에 대해서 대체로 잘 모사하고 있음을 확인하였다.