셀프-프리스트레싱을 적용할 수 있는 철계-형상기억합금을 콘크리트 기둥에 적용하기 위한 연구가 일부 연구자들에 의해 수행되었으며, 이러한 철계-형상기억합금의 사용으로 셀프-프리스트레싱을 통 한 구속 효과가 입증되었다. 그러나 셀프-프리스트레싱을 통한 구속 효과를 정량적으로 규명하기 위 한 연구는 비교적 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 철계-형상기억합금으로 프리스트레싱된 콘 크리트의 일축압축 거동을 규명하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 철계-형상기억합금 나선철근으로 구속된 콘크리트의 일축압축 거동을 예측하기 위해 파괴에너지에 기반한 응력-변형률 모델이 제안되 었다. 파괴에너지는 콘크리트 내부 변형률 게이지가 부착된 아크릴 바를 통해 측정되었다. 실험 변수 로 철계-형상기억합금 나선철근의 간격, 활성화 온도, 콘크리트 압축강도가 고려되었다. 파괴에너지는 나선철근의 간격이 감소됨에 따라 증가하였으며, 활성화 온도가 증가됨에 따라 감소되는 것으로 확이 되었다. 또한, 파괴에너지에 기반한 응력-변형률 모델은 철계-형상기억합금 나선철근으로 구속된 콘크 리트의 일축압축 거동을 비교적 유사하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

This study investigates the stress-strain relations of internally confined hollow concrete filled tube pier reinforced with GFRP tube by uniaxial compression test. The confined concrete subjected multi-axial stresses have been known as the strength of concrete increases significantly. Many researchers have studied in confining effects of CFT which have only outer GFRP tube. In this study, specimens reinforced with outer and inner GFRP tube were tested by uniaxial compression test. To investigate the influence of concrete strength increase by confining conditions in GFRP tube, 13 specimens with different thickness of tube, hollowness ratio and nominal concrete strength were tested and compared with Steel tube.

Recently, there is to increase interest in seismic performance of piers. Hollow section is applied to increasing the seismic performance of piers. However, hollow RC pier becomes the biaixial confining state because hollow part is not confined. The pier is developed brittle failure from inner face in hollow part. A tube is inserted in hollow part to become the weakness. This is ICH RC(Internally Confined Hollow RC) pier. This pier is enhanced stiffness, strength, and ductility by core concrete has triaxial confining stress. In this paper is researched about parameters effect the seismic performance. Parameters are hollow ratio, transverse reinforcement, longitudinal reinforcement, and concrete strength.

Recently study of confining effect in column member is progressed. But these studies are limited to about RC column and external confining effect in hollow column. Internal confining effect in hollow column has not researched that generally assumed the same external confining effect. In this study there are to investigate the internal direction confining effect ICH RC columns. We performed parametric studies to find main parameters that affect the internal confining effect. Parametric study has performed using FEA program (ABAQUS) which parameters are hollow ratio, diameter of column.

대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워 제안되고 연구되고 있다. 이에 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 ICH RC 풍력타워 단면이 설계된바 있다. 하지만, 풍력발전 터빈은 큰 질량을 갖는데 비해 타워는 세장비가 매우 크기 때문에, 풍하중 등의 횡하중이 작용할 때 발생하는 변위가 증가함에 따라, 터빈의 자중에 의한 대변위 효과에 따라 실제 횡력에 저항할 수 있는 모멘트 저항성능은 감소한다. 따라서 안전한 풍력발전 타워의 설계를 위해서는 대변위 효과를 고려하여 실제 횡력에 저항할 수 있는 타워의 모멘트 성능을 계산하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 기존 설계된 단면에 대해 터빈 자중에 의한 대변위 효과를 고려하여 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석결과, 터빈 자중에 의한 대변위 효과로 인하여 풍력타워의 실 모멘트 저항 성능 감소분이 상당하며, 안전한 풍력타워의 설계를 위해서는 대변위 효과가 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다.

화석에너지의 고갈에 따라 신재생에너지에 대한 관심이 증대하고 있으며, 풍력발전에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 점차 대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워를 제안하고 설계하였다. 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 강재타워와 동일한 외경을 갖는 두 단면과, 두 단면 외경의 평균값을 갖는 외경에 대해 단면설계를 수행하였다. 각각의 단면에 대해 중공비를 50%~90%까지 변화시켜 단면을 설계하였다. 설계된 단면에 대해 재료비선형과 콘크리트의 구속효과를 고려하여 축력-모멘트 상관해석을 수행하고 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석 결과, ICH RC 풍력타워는 강재타워보다 작은 외경으로 요구되는 축강도와 모멘트 강도를 발휘함을 보여주었다.

교량 건설에 있어서 사용 재료의 품질 개발과 새로운 구조 형식을 개발하는 기술이 지속적으로 발달되어져 왔으며, 현재는 성능 향상 및 재료비 절감 등을 이유로 다양한 중공식 교각이 개발되고 있다. 이러한 중공식 교각은 단면 형상에 따라 사각단면, 원형단면 등으로 나눌 수 있으며, 제작 기술에 따라 중공 RC 교각, 중공 CFT 교각 등으로 세분화할 수 있다. 현재까지는 중공 사각형 RC 교각이 고교각 건설에 주로 이용되고 있는 실정이다. 중공 교각을 사용하는 주된 이유는 사용 재료의 절감을 통한 경제성 확보 및 같은 양의 재료로 유리한 단면상수를 가진 교각 단면을 만들 수 있으며, 교각의 중공부에 의한 교각의 자중을 감소로 인하여, 교각의 질량이 줄어듦으로써, 지진 하중에 대한 응답을 줄일 수 있기 때문이다. 이에 본 연구에서는 중공식 기둥의 한 종류로 선행 연구자들에 의해 개발된 내부 구속 중공 CFT 기둥을 교량의 하부 구조로 적용하여, 응답스펙트럼해석을 이용한 교각의 내진 성능을 평가를 수행하였다. 본 연구에서의 매개변수는 내부 구속 중공 CFT교각의 중공비이다. 기존 중실교각대비 질량저감 효과를 고려하기 위하여, 중공비는 0.7, 0.8, 0.9를 각각 선정하여, 중공비에 따른 단면을 설계하였다. 축강도 기준, 모멘트 성능 기준, 경제성 기준, 동일단면의 설계를 통하여, 교각의 중공비에 따른 내진 응답을 산출하였으며, 중실기둥대비 성능향상 효과를 도출하였다.

온도균열지수에 영향을 미치는 인자들은 무수히 많다. 그러나 본 연구에서는 온도균열지수에 영향을 크게 미치는 시멘트종류, 타설높이, 양생조건, 타설온도, 단위시멘트량, 재료물성치 등의 변수를 변화시키며 해석하였다. 매스콘크리트의 수화열 해석결과는 각 절점마다 나타나므로 모든 절점의 온도응력과 인장강도를 검토한 후 가장 불리한 위치에서의 온도균열지수를 찾아야 한다. 그러나 일반적으로 매스콘크리트 해석시 가장 불리하게 여겨지는 부분은 구조물의 중심부분과 구조물의 표면부분이다. 시멘트종류(대류계수)타설온도 MPC(8)MPC(14)OPC(6)OPC(8)10℃정밀식1.581.501.251.15간략식0.790.750.670.60(℃)18.919.922.524.920℃정밀식1.361.291.141.02간략식0.710.620.640.56(℃)2124.223.426.830℃정밀식1.141.061.080.95간략식0.600.550.650.58(℃)24.927.123.126따라서 본 논문에서는 Fig. 2와 같이 온도균열지수의 변동폭이 심하고 위험할 것으로 예상되는 5곳을 미리 정하고, 몇 번의 수치분석결과를 통해 각 위치별 대표절점을 상부외측표면부(A2), 기초중심부(B), 하부외측표면부(C2) 3곳으로 정하였다. 그리고 그 절점에서의 온도응력을 파악한 후 온도균열지수를 분석하였다. 상부중앙표면부(A1)는 A2 위치에서의 온도응력과 유사하지만 조금 작은 값을 가져 제외하였고, 하부중앙표면부(C1)는 다른 위치에 비해 온도균열지수가 높고, 변동폭이 작아 온도균열에 가장 유리 할 것으로 판단되어 제외하였다. 시멘트의 종류에 따라 보통포틀랜드시멘트(Ordinary Portland Cement)는 OPC로 표시하였고, 중용열포틀랜드시멘트(Moderate heat Portland Cement)는 MPC로 표시하였다. 또한, 단위시멘트량은 320,330,340kg/m3으로 나누어 각각 해석하였다. 콘크리트의 비열 및 열전도율은 일반적으로 Table2와 같이 일정한 범위를 가지므로 본 연구에서는 그 범위 중에서 MIN(열전도율2.6, 비열 1.05), MID(열전도율2.7, 비열1.15), MAX(열전도율2.8, 비열1.26)로 나누어 해석하였다.