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노후도를 고려한 실크기 원형단면 교각의 내진성능 휨실험
이승건 ( Seung-geon Lee ),이수형 ( Soo-hyung Lee ),이혜린 ( Hyerin Lee ),홍기증 ( Kee-jeung Hong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.6
노후 교각은 내진설계가 적용되지 않아 소성힌지구역에 겹침이음이 대다수 존재한다. 철근부식은 철근 단면적 감소 및 겹침이음부의 거동저하를 유발하여 교각의 내진성능을 저하시킨다. 본 연구에서는 이러한 노후교각의 특성에 따라 철근부식, 겹침이음, 내진설계 및 내진보강 여부를 고려하여 실험체를 설계 및 제작하고 실험을 통해 그 영향을 조사하였다. 실험결과, 겹침이음 또는 철근부식은 변위연성도를 감소시킨다. 내진설계 상세 또는 강판 내진보강을 적용하면 충분한 변위연성도가 확보됨을 확인하였다. 모든 비내진실험체는 소성힌지구역 내의 횡철근 겹침이음부의 풀림으로 인해 주철근 좌굴과 심부콘크리트 압축파쇄가 발생하였다. 내진설계된 실험체는 철근부식에 의한 소성힌지구역 내 횡철근의 단면감소와 갈고리 풀림에 의해 주철근 좌굴 및 심부콘크리트 압축파쇄가 발생하였다. For old piers constructed when seismic design code had not been developed, lap splices usually exist in plastic hinge region. Corrosion of rebars causes decreasement in cross-sectional area of rebar and deterioration of lap-splice behaviour, thereby reducing the seismic performance of the old piers. In this research, according to these characteristics of old piers, test specimens are designed and manufactured considering rebar corrosion, lap splice, seismic design details, and seismic reinforcement. These effects are investigated through experiments. As a result of these experiment, rebar corrosion as well as lap splice reduces displacement ductility. When seismic design details or steel-plate reinforcement are applied, sufficient displacement ductility is expressed. For non-seismically designed specimens, loosening of the lap splice of transverse rebars caused buckling of longitudinal rebars and crushing of core concrete in plastic hinge region . For seismically designed specimen, area-reducing and untying of transverse rebars due to corrosion of rebars caused buckling of longitudinal rebars and crushing of core concrete.
이기성,이승건,김도경,Lee, Gi-Seong,Lee, Seung-Geon,Kim-kim, Do-Gyeong 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.3
질화규소-질화붕소 복합재료의 접촉하중에 의한 손상거동을 질화붕소 첨가량의 함수로 고찰하였다. Indentation응력-변형율 곡선은 선형성을 벗어나 소성 특성을 갖는 재료임이 밝혀졌으며, 재료 표면으로 부터의 ring이나 cone형상의 균열 대신 표면하부에 전단응력에 의한 마이크로 크기의 준소성 변형 영역이 넓게 형성되어 손상저항성이 높은 재료로의 활용이 기대되었다. 이 때 마이크로 파괴와 연관된 shear faults가 이 재료의 소성을 갖도록 하는데 중요한 역할을 하였다. 질화붕소의 첨가량이 증가함에 따라 질화규소-질화붕소 재료는 보다 soft해지고 준소성의 특성을 나타내었다. The nature, degree, and evolution of contact damage from Hertzian contacts in silicon nitride-boron nitride composites($Si_3N_4-BN$) are investigated as a function of boron nitride content. The strong deviations of indentation stress-strain from elastic response indicate exceptional plasticity in $Si_3N_4-BN$. The absence of ring cracks or cone cracks on the surfaces is observed, indicating a high damage tolerance. Subsurface quasi- plastic deformation by shear stress is considerable and microdamage is widely distributed within the region below the contact. Shear faults associated with local microfailures play a precursor role in plasticity of this material. When boron nitride content increases, $Si_3N_4-BN$ becomes softer and more quasi-plastic.
BFRP 보강이 직사각형 단면 철근콘크리트 기둥의 지진거동에 미치는 영향
이혜린 ( Hyerin Lee ),조정현 ( Junghyun Cho ),이승건 ( Seung-geon Lee ),이수형 ( Su-hyung Lee ),홍기증 ( Kee-jeung Hong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.24 No.6
지진동 하의 구조 시스템에서 기둥은 가장 중요한 구조 요소 중 하나이다. 이러한 관계로, 철근콘크리트(RC) 기둥의 내진 성능에 FRP 보강이 미치는 영행을 평가하기 위하여 광범위한 실험 연구가 이루어졌다. 이 중 상당수는 CFRP 또는 GFRP로 보강된 원형 단면 또는 정사각형 단면의 RC 기둥의 지진 거동에 집중하였다. 단면의 형태가 FRP 보강으로 인한 구속 효과에 영향을 미치기 때문에, 보강 효과와 최종 파괴 패턴이 형상에 따라 상이할 수 있다. 본 연구에서는 현무암 섬유를 함유한 BFRP 시트와 복합섬유 패널로 보강한 직사각형 단면을 가진 RC기둥의 지진 거동을 살펴보기 위하여 반복하중 실험을 수행하였다. 실험 결과는 보강 효과가 크지 않았음을 보여주는데, BFRP 시트와 복합섬유 패널에 의한 구속 효과의 증가가 미미했음을 의미하며, 이는 기둥 단면 형상에 일부 기인하는 것으로 판단된다. Columns are one of the most critical parts of a structural system subjected to earthquake excitations. In this regard, extensive experimental studies have been conducted to evaluate the effect of fiber reinforced polymer (FRP) wrapping on the seismic performance of reinforced concrete (RC) columns. Among them, many studies focused on the behavior of circular or square RC columns strengthened with CFRP or GFRP sheets. Since the cross-sectional shape affects confinement by FRP wrapping, its strengthening effect and final damage pattern may differ with shapes. In this study, a series of cyclic tests was conducted to investigate the seismic behavior of rectangular reinforced concrete columns strengthened with basalt-based fiber reinforced polymer (BFRP) sheets and composite fiber panels. The result shows that the effect of strengthening is not significant, and it implies a little increase of confinement by BFRP sheets and composite fiber panels, which is considered partly due to the cross-sectional shape of the columns.
철근부식, 겹침이음 및 축하중의 영향을 고려한 원형 전단 교각의 내진성능실험
이수형 ( Soo-hyung Lee ),이승건 ( Seung-geon Lee ),이혜린 ( Hyerin Lee ),홍기증 ( Kee-jeung Hong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.6
노화된 교각의 횡철근, 주철근, 겹침이음의 철근부식은 교각의 내진성능에 직접적인 영향을 끼친다. 횡철근 및 주철근의 철근부식은 교각의 전단강도 및 휨강도를 각각 직접적으로 감소시킨다. 겹침이음에 철근부식이 생긴다면, 특히 내진설계되지 않은 기존 노후 교각의 휨강도 및 휨연성을 상당히 감소시킨다. 더불어, 교각에 작용하는 축하중이 증가하면 교각의 전단강도가 증가하게 된다. 이러한 영향들을 고려하여, 본 연구에서는 노화를 고려한 합리적인 내진성능평가를 위해, 앞서 언급한 철근부식, 겹침이음, 축하중이 형상비 2이하인 교각의 전단거동과 휨거동에 어떠한 영향을 미치는지 실험을 통해 확인한다. 철근부식으로 인해 전단파괴가 일어날 것으로 예상되는 교각에서 오히려 휨파괴가 발생하는 것을 확인한다. 이러한 파괴모드와 그 원인을 분석하고 내진보강 시 필요한 고려사항을 제시하였다. The corroded pier that has corrosion of the tranverse steel, main steel and lapsplice directly affects the seismic performance. The corrosion of the tranvese and main steel directly reduce the shear strength and bendig strength. If steel corrosion occurs in lap splice, the flexural strength and flexibility of existing corroded pier that are not seismic design are significantly reduced. In addition, as the axial force acting on the pier increase the shear strength. Considering these effects. In this stuydy, we cosidered steel corrosion, lap splice and axial force, for a reasonable evaluation of seismic-performance. It is confirmed that flexular failure occurs at pies where shear failure is expected to occur due to corrosion of reinforcement. These failure modes and their reason are analyzed, and necessary considerations are presented for seismic reinforcement.