• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.253-256
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• 2008

복합섬유(Fiber Reinforced Polymers)가 외부 부착된 철근콘크리트 보에 관한 연구는 국내 및 세계 여러나라에서 활발히 진행되고 있으나 장기 거동에 관한 연구는 많이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 많이 사용되고 있는 탄소섬유(Carbon Fiber Reinforced Polymers)와 유리섬유(Glass Fiber Reinforced Polymers)를 철근 콘크리트 보에 외부 부착시킨 후 300일간 지속하중하에서 철근의 변형률, FRP의 변형률을 측정함으로써 FRP 보강 실험체의 시간의존적 거동을 파악하였다. 또한, Adjusted Effective Modulus Method, (AEMM)과 Ghali and Farve의 방법을 사용하여 시간경과에 따른 크리프와 건조수축에 의한 응력과 변형률의 변화를 예측하였다. 실험결과, RC보의 휨 보강 측면으로 보았을 때, CFRP가 GFRP보다 장기거동에 있어 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났으며, 이론 식으로 산정된 값은 무보강 실험체의 철근 변형률의 경우 비교적 유사하게 예측하고 있으나 FRP로 보강된 실험체들의 인장철근은 다소 과대평가하는 결과를, 압축철근은 과소평가하는 결과를 나타냈다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.93-100
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• 2008

혹독한 자연환경하에서의 구조물의 내구성이 주요한 관심사도 대두되면서 건설분야에서 섬유강화폴리머의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 FRP bar를 휨부재의 휨보강근으로서의 적용가능성을 평가하기 위하여 휨실험을 수행하였다. 탄소섬유, 유리섬유 및 탄소와 유리섬유를 혼합한 hybrid 섬유 보강근을 사용하여 보강량을 변화시킨 12개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 그결과는 파괴형태, 모멘트-변위, 휨강도, 연성지수 및 단면에서의 변형율분포 등에 대하여 분석하였다. 실험결과는 ACI 기준에 제시된 모델과 비교하였으며, 전체적으로 보의 휨강도는 강도설계이론에 의한 결과와 거의 유사한 것으로 나타났다. 그러나 처짐의 경우에는 유리섬유의 경우는 이론이 과대평가 되었으며, 탄소섬유는 과소평가되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.785-793
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• 2007

본 연구는 정전류 펄스법을 이용하여 콘크리트 내 보강철근의 부식률을 정량적으로 평가한 실험 결과를 나타낸 것이다. 콘크리트와 보강철근의 부식 경계면에서 미소전류의 인가에 의해 변화되는 부식전위 $({\Delta}E)$를 분석함으로써 보강철근의 분극저항 $R_{ct}$는 저항/커패시턴스 (resistance/capacitance)모델에 기초하여 개별 성분으로 분리되었다. 분리된 각 성분에는 부식 과정과 관련된 저항뿐 아니라 콘크리트 내 이온의 확산저항 등과 같은 부식에 관계없는 저항 성분들도 포함되어 있었다. 참조 전극과 보강철근의 측면 이격 거리에 따른 일련의 실험 결과는 부식 과정에 관계없는 저항 성분들로부터 부식에 관련된 저항 성분을 명확히 구별할 수 있음을 잘 보여주고 있다. 만일 보강철근의 부식률이 부식에 관계없는 저항 성분들까지 포함된 분극저항에 의해 평가된다면, 보강철근의 부식률은 실제의 부식 상태보다 최대 2.3배까지 과소평가될 수 있는 것으로 조사되었다. 측정 시간이 부식률 평가에 미치는 영향은 부식 철근의 경우 크지 않았지만, 측정 시간이 길어짐에 따라 부식에 관계없는 저항성분이 포함될 수 있음을 보였고, 비교적 늦은 시상수 (time constant)를 갖는 부동태 철근의 경우 측정 시간에 큰 영향을 받는 것으로 조사되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.415-422
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• 2012

이 연구에서는 FRP 부재를 이용한 표면매입 보강에서, FRP의 부착강도를 평가하기 위하여 총 78개의 기존실험 결과를 분석하고, 기존 연구자들에 의해 제안된 식들을 평가하였다. 그 결과 FRP부재의 형상계수(폭-두께비)와 강성을 반영한 Seracino의 식이 부착내력을 가장 근사하게 예측하는 것으로 나타났다. 그러나 Seracino의 식은 실험 결과를 다소 과소평가하는 양상을 보이고 특히 부착길이가 작을수록 그 경향이 두드러진 것으로 나타났다. 이는 부착길이 증가에 따른 영향이 Seracino의 식에는 전혀 반영되어있지 않기 때문으로 볼 수 있다. 기존 실험 결과의 분석을 통하여 부착길이와 강도와의 상관관계를 찾고 또한 여러 개의 FRP부재를 인접하여 배치시 발생하는 무리효과를 고려하여 Seracino 식을 수정 제안하였다. 이 제시된 식을 이용하여 기존 실험체에 대한 내력을 계산하고 평가한 결과, 제안된 식으로서 표면매입 보강된 FRP의 부착강도를 매우 근사하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.95-104
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• 2016

강섬유가 보강된 콘크리트의 지반 바닥슬래브는 소성해석법인 항복선 이론을 바탕으로 평균강도 개념인 등가 휨 강도비로서 설계 휨강도를 평가하였다. 최근 유럽의 설계기준에서는 강섬유에 의한 인장성능을 균열이후의 잔류 휨강도를 직접 평가하도록 하였다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 등가 휨강도비와 잔류 휨강도에 따른 인장성능을 실험적으로 평가하고, 하중의 등가 접촉반경과 상대강성반경 비에 의해 하중 위치별 휨 내력을 평가하였다. 설계 휨 내력은 ACI 360R-10 기준이 TR 34 (2003 & 2013)에 비해 과소 평가하였다. 또한, 잔류 휨강도로서 평가하는 TR 34 (2013)은 등가 휨강도비로 계산되어진 TR 34 (2003)의 휨 내력에 비해 다소 작게 평가하고 있지만, 그 차이는 크지 않았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.317-328
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• 2010

이 연구에서는 강섬유보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 산정하기 위한 실제적인 기법을 제시하였다. 14개의 보 부재에 대해 휨실험을 수행하여 휨거동 특성을 분석하였으며, 실험결과를 기존의 설계기준 및 제안기법에 의한 예측결과와 비교 분석하였다. ACI 544 위원회의 휨강도 제안식에 의한 예측값은 실험값을 과소평가하고 있으며, 이는 인장응력블록을 너무 작게 산정하기 때문이다. 인장응력블록을 정밀하게 모델링하기 위하여 노치를 갖는 프리즘 시편의 3점 휨인장실험자료의 역해석을 수행하였으며, 역해석을 통해 산정한 인장연화곡선을 인장응력블록 모델링에 적용하였다. 휨강도 실험값에 대한 제안기법에 의한 예측값의 비는 0.98~1.14를 나타내고 있다. 따라서, 이 연구에서의 제안기법은 강섬유보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 더욱 정확하게 예측할 수 있다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.119-132
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• 2014

본 연구에서는 수평보강재가 설치된 세장한 복부판을 갖는 플레이트 거더의 휨강도 평가를 위한 해석적 연구를 수행하였다. SM490강재를 대상으로 해석에서 구해진 휨강도를 AASHTO LRFD 기준 및 Eurocode 3 기준과 비교한 결과, 특히 AASHTO LRFD 기준은 수평보강재로 보강된 복부판의 세장비가 감소함에 따라 휨강도를 크게 과소평가하는 것으로 나타났다. 그 원인은 현재 AASHTO LRFD 기준은 수평보강재 보강에 따른 복부판의 비조밀 및 조밀 한계세장비 증가를 고려하지 않은 점과 보강 복부판이 압축플랜지의 회전을 구속하는 효과가 증가하는 것을 적절히 고려하지 않기 때문으로 분석되었다. 이에 본 연구에서는 보강 시 복부판과 플랜지의 한계세장비를 제안하였으며, 이를 AASHTO LRFD 기준에 적용함으로써 휨강도를 비교적 합리적으로 평가할 수 있음을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.339-347
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• 2002

보강토 옹벽에 체인을 보강재로 사용한 경우의 인발저항력 평가를 위한 현장실험을 실시하였다. 실험에서는 횡방향 부재로 강봉이나 L-형 강재앵글을 고려하였으며, 체인의 길이(20m, 2.5m 그리고 3.0m), 보강재의 조합(체인단독, 체인＋강봉 그리고 체인＋앵글) 그리고 설치위치 등을 다르게 하여 총 80개소에 대해서 인발실험을 실시하였다. 체인 또는 체인＋강봉의 경우, 최대 변위는 평균 150mm였으며, 인발하중은 지속적으로 증가하다가 체인의 극한강도에 도달하면 파단(인장파괴)되는 것으로 나타났다. 그러나 체인에 L-형 앵글을 조합한 경우에는 최대변위가 평균 100mm정도로서 변위 억제에 큰 효과가 있는 것으로 나타났다. 현장에서 측정된 항복 인발하중값을 이론값과 비교했을 때는 보강 방법 또는 연직응력에 따라서 현장 측정값이 이론값 보다 약 1.2~3배정도 큰 것으로 나타났으며, 체인의 길이, 연직하중의 크기, 횡방향 부재의 조합에 따라서 항복 인발하중의 크기는 변화하는 것으로 나타났다. 그러나 강봉과 L-형 앵글사이에 차이는 현저하지 않았다. 체인을 보강재로 사용하는 경우 기존의 이론식을 적용한 설계나 시공은 안전측으로 나타났으나, 체인의 인발 저항력이 너무 과소 평가되어 있다고 판단되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.185-191
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• 2008

최근 콘크리트 열화와 같은 문제를 근본적으로 해결하기 위해 고내구성을 보유한 콘크리트구조물의 장수명화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 신설 구조물로의 철근대체 FRP rebar를 적용한 고내구성 콘크리트구조물에 대한 연구 개발 및 활용이 점차 증가되는 추세이다. 이에 대해 콘크리트구조물의 경제적인 측면에서 적용 가능한 FRP rebar로서는 GFRP rebar가 주목을 받고 있으며 그 사용성 또한 증대되고 있다. 하지만 GFRP rebar로 보강된 콘크리트구조물에 대한 휨모멘트 성능은 이미 그 우수성이 구명되어 있으나 GFRP의 단점 중 하나인 처짐에 대한 사용성 측면은 개선되어야 할 점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 개발된 이형 GFRP rebar로 보강 콘크리트 보 구조물의 처짐 거동 예측을 위해 기존의 유효단면이차모멘트 제안식들과 비교 분석을 실시하였으며, 그 결과 기존의 유효단면이차모멘트 산정식은 균열모멘트 이후 극한모멘트의 50% 수준까지의 유효단면이차모멘트는 비교적 정확히 예상할 수 있었으나 이후에는 실제 유효단면이차모멘트보다 다소 높은 값을 나타냄으로써 최종 파괴시까지의 처짐량을 과소평가하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 탄성계수 환산비를 적용한 보강비를 사용한 Toutanji et al. (2000)의 유효단면이차모멘트 제안식을 바탕으로 이형 GFRP rebar로 보강된 콘크리트보에 대한 유효단면이차모멘트 제안식을 도출하였으며, 그 결과 제안된 식을 적용하여 각 시험체의 시험데이터와 비교 분석을 통하여 최종 파괴시까지의 하중-처짐 관계를 비교적 정확히 예측할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제29권5호
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• pp.346-355
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• 2019

근접병설터널에서 필라의 안정성을 평가할 때, 필라 폭이 최소가 되는 지점에서의 국부안전율(강도/응력비)을 조사하는 방법이 널리 사용된다. FEM 응력해석결과를 바탕으로 국부안전율이 1.0 이하인 경우는 필라의 안정성이 확보되지 못 하는 것으로 판단하고 인장볼트 등의 보강공법을 적용하고 있다. 그러나 국부안전율은 필라폭/터널반경(PW/D)의 변화와 무관하게 일정한 값을 보이고 있으며 인장볼트의 프리스트레싱 도입 시에도 축차응력의 변화가 크지 않아 상대적으로 필라의 안전율을 과소평가 할 수 있는 것으로 분석되었다. 아울러 Hoek and Brown(1980)이 제안한 평균안전율을 검토하였으나 상대적으로 필라폭의 크기가 커질 경우 필라의 안전율을 과대평가하는 현상을 관찰할 수 있었다. 이에 대한 대안으로 강도 감소법을 이용한 SRM 안전율을 도입하여 필라의 안정성을 평가한 결과 필라폭/터널반경 변화에 따른 무보강 및 인장볼트 보강효과가 잘 반영됨을 알 수 있었으며 파괴형상 또한 기존 극한 이론의 검토결과와 유사함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 인장볼트의 보강효과를 구별하기 위해 록볼트 및 숏크리트를 고려하지 않고 안전율을 평가하였다.