정적 반복하중을 받는 노후된 철근콘크리트 T형교의 파괴해석

송하원,송하원,변근주 한국콘크리트학회 1998 콘크리트학회지 Vol.10 No.6

In this paper, two dimensional and three dimentional modeling techniques are proposed for the failure analysis of deteriorated reinforced concrete T-girder bridge subjected to cyclic loading up to failure. For the nonlinear failure anaysis, a tension stiffening model which can consider degradation of bond between reinforcement and surrounding concrete due to corrision of rebars in old bridge is proposed and a modeling technique for the supports conditions of the bridges which can consider degradation of bearing at supports in old bridge is also proposed, The analysis results along with comparisons with full-scale failure-test results confirm that finite element modeling techniques in this paper can be well applied to the failure analyses of in-situ old reinforced concrete T-girder bridges subjected to cyclic loading and the support condition modeling especially affects the bridge strength significantly. 본 논문은 공용년수가 오래되어 노후화된 철근콘크리트 교량의 파괴가지의 거동에 예측하기 위한 비선형 파괴해석 모델링 기법이 개발에 관한 연구이다. 본 논문에서는 비선형파괴해석을 위해철근부식으로 인하여 철근주변 콘크리트의 열화를 고려한 인장경화모델을 제안하였으며 교량의 노후화된 지점조건을 고려할 수 있는 지점 모델링 기법을 제안하였다. 제안된 모델을 사용하여 반복하중을 받는 노후화된 철근콘크리트 T형 교량이 파괴될 때까지의 2차원 및 3차원 파괴해석을 수행하였으며 파괴시험으로부터 분석된 교량의 파괴거동과 비교하였다. 해석결과와 실험결과의 비교로부터 본 논문의 모델링기법이 노후화된 교량의 파괴해석에 유용하게 사용될 수 있으며 노후화된 지점조건의 모델링이 교량의 강도평가에 매우 큰 영향을 주는 것을 규명하였다.

초기재령에서 각종 혼합콘크리트의 염소이온 고정화능력에 관한 연구

송하원,이창홍,이근주 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.12 No.5

본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC: ordinary Portland cement), 플라이애쉬(PFA: pulverised fly ash), 고로슬래그미분말(GGBFS: ground granulated blast furnace slag), 실리카퓸(SF: Silica fume)등의 각종 결합재를 적용한 시멘트 페이스트의 염소이온 고정화능력에 관하여 연구하였다. 각각의 사용 시멘트 페이스트는 40%의 물/결합재로 PFA, GGBFS 및 SF 혼화제의 각기 다른 치환률을 갖도록 하였으며 미리 혼합수내에 결합재 중량당 0.1~0.3%의 염소이온을 배합수내에 혼입 포함시켜 배합되어 제조되었다. 염소이온의 측정은 7일간 양생 후 수분 추출 방법을 이용하여 측정하였다. 실험을 통해 염소이온 고정화 능력이 결합재 종류 및 치환률에 의존하고 있음을 확인하였고, 총 염소이온량의 증가는 염소이온 고정화능력을 제한하여 결론적으로 염소이온 고정화를 감소시키고 있음을 보였다. 본 연구에서 최대 30%의 치환율을 가진 PFA와 60%의 치환률을 가진 GGBFS의 경우는 OPC보다 염소이온고정화 능력이 작았으며, SF의 치환률의 증가는 고정화를 감소시키고 있음을 확인하였으며, 이는 포졸란계 재료의 잠재 수화반응 혹은 공극수의 pH 저하등의 이유로 판단된다. 재령 7일에서의 염소이온의 고정화능력은 염해부식에 대한 저항성으로 나타내어지며, 염분을 혼입한 경우의 고정화능력의 순서는 30%PFA > 10%SF > 60%GGBFS > OPC로 나타났다. 더욱이 염소이온의 고정화 거동은 Langmuir isotherm 및 Freundlich isotherm으로 잘 표현될 수 있음을 보였다. This paper studies the early-aged chloride binding capacity of various blended concretes including OPC(ordinary Portland cement), PFA(pulversied fly ash), GGBFS(ground granulated blast furnace slag) and SF(silica fume) cement paste. Cement pastes with 0.4 of a free water/binder ratio were cast with chloride admixed in mixing water, which ranged from 0.1 to 3.0% by weight of cement and different replacement ratios for the PFA, GGBFS and SF were used. The content of chloride in each paste was measured using water extraction method after 7 days curing. It was found that the chloride binding capacity strongly depends on binder type, replacement ratio and total chloride content. An increase in total chloride results in a decrease in the chloride binding, because of the restriction of the binding capacity of cement matrix. For the pastes containing maximum level of PFA(30%) and GGBFS(60%) replacement in this study, the chloride binding capacity was lower than those of OPC paste, and an increase in SF resulted in decreased chloride binding, which are ascribed to a latent hydration of pozzolanic materials and a fall in the pH of the pore solution, respectively. The chloride binding capacity at 7 days shows that the order of the resistance to chloride-induced corrosion is 30%PFA > 10%SF > 60%GGBFS > OPC, when chlorides are internally intruded in concrete. In addition, it is found that the binding behaviour of all binders are well described by both the Langmuir and Freundlich isotherms.

부식 저항성 평가에 따른 균열 콘크리트 보의 부식전위 연구

송하원,이창홍,이근주 한국구조물진단유지관리공학회 2009 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.13 No.1

건설산업에서 혼합콘크리트의 개발 및 사용은 내구성 측면에서의 공극구조개선 및 투수성 감소등의 확장 연구를 통해 나날이 증가하고 있는 실정이다. 한편, 콘크리트내의 균열은 투수성, 염해 침투속도 및 압축강도등을 결정하는 중요한 인자이며, 이는 철근의 부식과도 밀접한 관련을 가지는 것으로 알려져 있다. 더욱이 콘크리트 구조물의 피복두께에 균열이 발생한 경우, 이를 통해 철근 부식이 가속화됨은 주지의 사실이다. 최근에 콘크리트내의 침투를 고려한 균열효과와 관련하여 다수의 연구가 수행되어져 온 것이 사실이며, 그에 따라 내구성을 고려한 균열 혼합콘크리트의 사용수명 평가에 관한 연구도 필요한 것이 사실이다. 본 연구에서는 0.3mm의 균열을 변수로 두고, OPC, 30% PFA, 60% GGBS 및 10% SF의 결합재를 혼입하여 사용한 혼합콘크리트보의 부식평가를 자연 및 인공 환경조건에 맞추어 반전지전위측정시험, 갈바닉전류측정시험, 무게감량법등으로 측정 및 비교분석하였다. Development and use of blended cement concrete is gaining more importance in the construction industry with reference to durability mainly due to the pore refinement and reduction in permeability. Cracks play a major role on important parameters like permeability, rate of chloride ingress, compressive strength and thus affect the reinforcement corrosion protection. Furthermore, when a crack occurs in the cover concrete, the corrosion of the steel reinforcement may be accelerated because the deterioration causing factors can pass through the crack. In recent years the effect of cracking on the penetration of concrete has been the subject of numerous investigations. Therefore assessing the service life using blended concrete becomes obviously in considering the durability. In the present study, the corrosion assessment of composite concrete beams with and without crack with of 0.3mm using OPC, 30% PFA, 60% GGBS, 10% SF was performed using half cell potential measurement, galvanic potential measurement, mass loss of steel over a period of 60days under marine environmental conditions and the results were discussed in detail.

만화와 문화 사이, 상상과 휴식 사이

송하원 샘터사 2021 월간 샘터 Vol.618 No.-

PSC 박스 거더 철도교량의 해석 및 스트럿-타이 모델에 의한 격벽부 설계

송하원,김형운,김영훈,변근주,Song, Ha-Won,Kim, Hyoung-Woon,Kim, Young-Hoon,Byun, Keun-Joo 한국철도학회 1998 한국철도학회논문집 Vol.1 No.1

The functions of diaphragms at abutments and piers of PSC box girder railway bridge are to transfer forces from the superstructure onto bearings or columns and to stiffen the superstructure cross-section against in -plane deformation. Due to stress disturbance at diaphragm, the design for the diaphragm using conventional design method is relatively irrational than those for other structural members. And, due to contribution to boundary condition of deck slab by the diaphragm, the behavior of deck slab near the diaphragm is different from that of the deck slab obtained from two dimensional analysis of the bridge, which is basis for the design of deck slab. In this paper, three dimensional behavior of deck slab near the diaphragm of prestressed concrete (PSC) box girder railway bridge constructed by the precast span method are analyzed by using three dimensional finite element modeling and using the strut-and-tie model design of the diaphragm are presented. The modeling techniques used in this paper can be applied effectively to examine the causes of cracks at deck slab near diaphragm and to design diaphragm rationally.

콘크리트 내구성 관련 제 기준

송하원 한국콘크리트학회 2001 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2001 No.11

건설분야에서의 나노기술의 응용

송하원,남상혁 한국전산구조공학회 2005 전산구조공학 Vol.18 No.2

활성화된 플라이애쉬 혼입콘크리트의 철근부식거동에 관한 전기화학적 연구

송하원,이창홍,이근주,벨루사라스와티 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.12 No.6

시멘트 대체 재료로서 플라이애쉬의 사용은 시멘트 생산비용을 절감시키는 효과를 창출하였다. 반면에 플라이애쉬 혼입콘크리트는 OPC에 비해 상대적으로 긴 양생시간과 초기강도의 발현 저하를 들 수 있어 이의 해결을 위해 물리적 방법, 온도 및 화학적 방법 등과 같은 다양한 활성화 기술의 적용을 통하여 플라이애쉬 혼입 콘크리트의 수화를 가속시킬 수 있고, 콘크리트의 부식 저항성을 향상시킬 수가 있다. 본 연구에서는 10~40%의 치환률을 가진 활성화된 플라이애쉬 시편을 통해 개방 회로형 전위측정(Open circuit potential measurement)을 수행하였고, 투수시험, 급속염화물침투시험 및 SEM(Scanning electron microscopy)촬영을 통해 OPC 콘크리트와 비교․분석 하였다. 또한, 치환률의 임계범위 20~30%의 경우에 있어서 활성화된 플라이애쉬를 사용한 콘크리트가 열화저항성에 있어서 개선효과가 나타나고 있음을 확인하였다. 또한 플라이애쉬를 화학적으로 활성화시킨 경우가 본 연구에서 수행된 다른 활성화 방법들에 비해 더욱 좋은 결과를 나타나고 있음도 확인하였다. The use of fly ash to replace a portion of cement has resulted significant savings in the cost of cement production. Fly ash blended cement concretes require a longer curing time and their early strength is low when compared to ordinary Portland cement(OPC) concrete. By adopting various activation techniques such as physical, thermal and chemical method, hydration of fly ash blended cement concrete was accelerated and thereby improved the corrosion-resistance of concrete. Concrete specimens prepared with 10-40% of activated fly ash replacement were evaluated for their open circuit potential measurements, weight loss measurements, impedance measurements, linear polarization measurements, water absorption test, rapid chloride ion penetration test and scanning electron microscopy (SEM) test and the results were compared with those for OPC concrete without fly ash. All the studies confirmed that up to a critical level of 20-30% replacement; activated fly ash cement improved the corrosion-resistance properties of concrete. It was also confirmed that the chemical activation of fly ash better results than the other methods of activation investigated in this study.

스터럽이 없는 철근콘크리트 보의 전단강도에서의 크기효과

송하원,하주형,변근주 한국콘크리트학회 1998 콘크리트학회지 Vol.10 No.6

철근콘크리트보의 전단파괴는 급작스런 취성파괴 때문에 중요한 문제이며, 많은 실험결과들에 의하면 철근콘크리트 보의 전단강도에서의 크기효과는 철근콘크리트 부재의 중요한 특징임이 밝혀졌다. 철근콘크리트보의 크기가 점점 커짐에 따라 실험이 매우 어려워져 전단강도에대한 실험데이타나 경험공식을 얻기가 힘들어지며 이에 다른 철근콘크리트 보의전단강도의 크기효과에 대한 수치해석적 방법이 매우 중요하게 되었다. 본 연구에서는 스터럽이 없는 철근콘크리트보의 전단해석에 유한요소해석기법을 적용하였고 전단강도에대한 크기효과를 해석적으로 분석하였다. 또한 철근콘크리트 보의 전단강도에대한 크기효과에 영향을 주는 인자를 분석하였으며 영향인자를 몇몇 표준시방서를 포함한 주요 전단강도식과 비교하였다. Shear failure of reinforced concrete (RC) beams is serious problem due to sudden brittle failure and many experimental results proved that size effect in shear strength of RC beams is an important feature of reinforced concrete members. As the sizes of RC beams very large, experiments sometimes become very difficult so that empirical design formula or the experimental data on shear strength of RC beams could not be obtained. Then the numerical analyses for size effect on shear strength of RC beams become very important. In this study, finite-element technique of reinforced concrete is employed of shear analysis of RC beams without web reinforcement and the size effects in shear strength are numerically analyzed. The influencing factors to the size effect in the shear strength of RC beams are extensively analyzed and compared with those by major shear strength equations including several standard specifications.

철근 콘크리트 구조물의 지진응답해석

송하원,前川宏一 한국콘크리트학회 1997 콘크리트학회지 Vol.9 No.1