• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제16권2호
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• pp.74-86
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• 2012

이태리를 비롯한 대부분의 유럽 국가들에 건설된 많은 기존 도로 및 철도 교량들 중에는 현재의 구조설계기준이나 교통시스템, 유지관리비용 절감 등을 고려한 요구조건과 비교했을 때 구조적 안전성과 기능성을 만족시키지 못하는 경우가 종종 있다. 따라서 어떤 형식의 교량이든 특정 취약성을 평가할 수 있는 신속하고 신뢰성 있는 방법론이 필요하다. 이 논문의 앞부분은 이태리 내 도로 및 철도 구조물에 대해 그런 형태의 방법론의 적용에 대해 기술하였으며, 그 결과를 보면, 한 예로 조적조 아치 교량이 일반적으로 상당히 건전한 구조 시스템으로 나타났으며 RC 교량은 일반적으로 내구성 문제를 드러내며 지진하중에 대해서도 취약한 것으로 나타났다. 강교량은 내구성 문제 외에 피로에 특히 취약한 것으로 나타났다. 그리고 이 논문에서 고려한 전형적인 보강기법들에 대해 간략히 소개하였다. 뒷부분에서는 네 개의 기존 RC교량을 중심으로 주요 교량보강 사례연구들에 대해 좀 더 자세히 기술하였다. 이 교량들은 2차 세계대전 이후에 가장 일반적으로 채택되던 형식들 중의 한 예로 보강기법의 일반적 성질을 고찰하는데 있어 적합하다. 교량의 성능개선에 대해서는 방법론적 접근에 대해 개략적으로 나타내었으며, 여기에는 구조물의 유형적 특성, 유지관리 현황, 기능적 요구조건 및 보수 보강 시스템과 연계된 환경적인 면을 고려하고 있다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.109-115
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• 1998

철근콘크리트 구조물이 과소설계되어 있거나 과다 하중이 작용하게 되면 그 구조물의 구조성능을 파악하여 보수.보강을 시행하게 된다. 최근에 가장 맣이 사용되는 보수.보강 재료로는 특히 휨내력을 보강하는데 탄소섬유를 들 수 있다. 탄소섬유쉬트는 내열성과 내호염성에 있어서 회재가 발생할 경우 보강재료로서 충분한 성능을 가지고 있다. 그러나 이를 접착시키는데 사용되는 에폭시는 유기계 물질로서 화재시 유독가스가 발생하고 내열성능도 30$0^{\circ}C$정도에도 지탱하기 어려워 화재 발생이 가능한 구조물에 사용하기 어렵다. 이 연구에서는 무기계 폴리머 복합재료로 접착된 탄소섬유를 고온(약 800~100$0^{\circ}C$, 1시간)으로 가열한 후 가열된 섬유판의 인장, 휨 전단내력을 검토하여 내열성능을 파악하고 이 섬유쉬트로 보강한 철근콘크리트 부재의 휨 성능을 실험적으로 규명하여 화재의 위험이 있는 구조물에 구조적인 보강재료로 사용이 가능한가를 검토하였다. 연구 결과, 개발된 무기계 폴리머 복합체는 인장강도, 휨강도 및 접착강도가 유기계 접착제와 유사하게 나타났고 800~100$0^{\circ}C$ 정도로 1시간 가열한 이후에도 상온 시험체 휨내력과 전단내력의 63%, 33% 정도를 유지하여 화재의 위험이 있는 부위에도 사용이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.65-71
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• 2005

최근 노후화된 철근콘크리트 구조물에 대한 FRP를 이용한 보강공법의 적용이 증가하고 있다. 하지만 휨 보강에 대해서는 연구로 인해 정량적인 평가로 인해 효율적인 설계가 가능하지만, 전단보강의 경우에는 파괴메카니즘을 완전히 규명하지 못하는 상태이다. 본 연구에서는 전단보강근이 있는 철근콘크리트보에 매립형 CFRP를 전단보강하여 보강효과를 파악하고자 실험을 수행한 후, 실험결과를 토대로 분석 및 고찰을 통해 정량적인 보강효과를 도출하고자 한다. 시험체 제작시 실험변수로는 전단보강근의 간격과 보강방향으로 하여 시험체를 10개 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 전단보강근 간격과 보강방향에 따라 CFRP의 보강효과는 다소 차이를 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.451-458
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• 2008

본 논문에서는 중 약진 지역에서 중력 저항시스템인 중간 모멘트골조로 설계된 3층, 6층 RE 플랫플레이트 구조물을 KBC 2005를 만족하도록 RC구조물에 강판과 가새/ BRB 등의 보강방법을 적용하여 보강하고, 내진성능을 평가하여 보강 효과를 검증하였다. 비탄성 정적해석과 동적해석 결과에 따르면 내진 보강된 구조물은 강도와 강성이 크게 향상된 것으로 나타났다 특히 기둥을 철판으로 보강한 경우 슬래브를 철판으로 보강하여 조기 뚫림 전단파괴를 방지함으로써 강도를 크게 향상할 수 있다. BRB로 보강된 구조물은 Brace로 보강된 구조물보다 다소 연성적 거동을 보였으며, 그 효과는 3층 모델에서 현저하게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.671-679
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• 2008

최근 fiber reinforced polymer (FRP)를 적용한 near surface mounted (NSM) 보강공법은 열화된 콘크리트구조물에 대해 유지관리 측면에서 활발하게 적용되고 있다. 그러나, 기존 NSM 보강공법은 보강깊이가 부족한 콘크리트구조물에 대해서는 그 적용함에 있어 다소 제약이 있어왔으며 또한 비교적 얇게 보강된 특성으로 인하여 공용 시 부착특성에 대한 우려도 함께 부각되어 왔다. 이 문제점을 해결하고자, 본 연구에서는 스터럽 부분절단형 NSM 공법 (이하 SCNSM 공법)을 개발하여 노후화된 콘크리트구조물의 보강성능을 향상시키고자 한다. 본 공법은 기존 NSM 보강공법 적용 시 보강깊이 확보가 어려운 노후화된 콘크리트구조물의 성능향상에 적합한 공법이다. 본 연구에서는 새로 개발된 SCNSM 보강공법의 휨 성능을 검증하고자 휨 실험을 수행하였으며, 이를 기존 NSM 보강공법이 적용된 휨구조물과 비교분석하였다. 시험변수로는 보강길이 (순지간의 32%, 48%, 70%, 80%, 96%)를 적용하였으며, 하중-변위관계, 변형률관계 등이 분석되었다. 시험 결과, SCNSM 보강시험체는 기존 NSM 보강시험체와 유사한 극한하중 및 구조거동을 나타내었으며, 특히, 하부 스터럽 부분절단에 따른 구조적 취약성은 확인되지 않았다. 따라서, SCNSM 보강공법은 노후화된 콘크리트구조물의 내하력 증진을 위한 보강 시 피복두께가 확보됨의 유무에 따른 제약을 받지 않는 효과적인 보강공법이 될 수 있을 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.295-302
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• 2008

콘크리트 현장타설 개착식 터널구조물의 문제점을 해결하기 위하여, 시공성 및 품질관리 등 측면에서 유리한 프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 시공이 가장 효과적인 대안이라 할 수 있다. 그러나 프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 설계 및 시공은 고성토 또는 광폭터널 조건에서는 시공성 및 구조적 안정성 등과 같은 단점 때문에 그 활용이 제한적이다. 따라서, 본 연구에서는 프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 구조적 안정성 및 시공성 향상을 위하여, 리브 보강 프리캐스트 아치를 이용한 개착시 터널구조물을 개발하였으며, 대형 정적하중재하 실험을 통하여 리브보강에 의한 프리캐스트 아치 터널구조물의 역학적 거동 특성을 분석하였다 프리캐스트 세그먼트의 리브 보강 효과로 천단부에 균열이 발생하는 하중은 약 1.7배, 구조물의 극한하중은 약 3.3배 증가하는 등 리브 보강효과를 통하여 프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 구조적 안정성을 크게 향상시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.845-852
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• 2015

본 연구에서는 합리적인 보강설계를 위하여 기존 철근콘크리트 보에 탄소섬유시트 보강시 하중이력에 따른 휨보강 효과를 분석하였다. 실구조물에서는 다양한 하중이력을 겪은 철근콘크리트보에 보강을 하게 되나 보강시기에 따른 구조물과 보강재료의 초기상태가 고려되지 않으므로 구조물의 안전적 측면과 경제적 측면으로 문제점을 발생시킬 수 있는 요인이 된다. 다양한 하중이력을 거친 RC 보의 변형률 상태를 고려하여 탄소섬유시트 보강에 따른 거동변화를 분석하였다. 휨보강후 거동에 영향을 미치는 변수들에 대하여 보강대상 부재의 하중이력의 영향을 고려한 비선형 단면해석결과 탄소섬유 휨보강보의 보강 후 구조적 성능은 하중이력에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 탄소섬유 휨보강보의 휨강도는 하중이력에 크게 영향을 받으므로 설계시 반드시 고려하여야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.117-127
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• 2012

최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 내진성능 향상을 목적으로 FRP 복합재료의 사용성에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 복합재료를 사용한 내진보강재는 강성과 연성을 가진 재료이어야 하므로 복합재료 보강재 설계 시 강성재와 섬유의 선택이 중요한 변수이다. 내진성능 향상을 위한 섬유보강 복합재료의 최적조합을 인장 테스트를 통하여 선정하였다. 선정된 섬유보강 복합재료 보강재를 실제 구조물에 적용하기 위하여 실제 기둥부재에 보강하는 것을 가정하여 유한요소 해석하였다. 유한요소 해석을 통하여 구조물의 내진성능 향상효과를 변위-하중 관계를 통하여 평가하였다. 섬유보강 복합재료 보강재를 사용할 경우 구조물의 내진성능이 증가한다는 해석적인 연구 결과를 도출하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.19-27
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• 2010

건축물이나 교량과 같은 RC 구조물의 경우, 다양한 유해 환경하의 재료적인 열화나 구조적 문제로 콘크리트의 노후화 및 손상이 발생하게 된다. 콘크리트의 균열이나 철근의 부식, 구조 단면의 변형 등은 구조적 안전성 저하 및 구조물 거동 특성 변화의 주요 원인이 되기도 한다. 따라서 이와 같은 콘크리트 구조물의 보수 보강을 위하여, 효과적이고 적용이 간편한 공법의 개발이 콘크리트 분야의 중요한 연구 과제 중의 하나로 인식되어 왔다. 다양한 보수 보강 기법들이 과거 수십 년 동안 개발되어 적용되고 있으며, 이중에서도 최근 FRP 복합 재료를 구조물의 외부에 접착시키는 방법을 통한 보강 방식이 많이 사용되고 있다. 이 연구는 인공 지능(AI)의 일종인 뉴로퍼지모델(ANFIS) 을 이용하여, FRP로 보강된 원주형 콘크리트 부재의 보강 효과를 분석하는데 그 목적이 있다. ANFIS 모델을 이 연구에 적용하기 위하여, 기존 연구 자료 및 실험에서 얻은 결과를 통해 학습 데이터와 시험 데이터 세트를 구축하였다. 이 연구에서 구축된 ANFIS 모델은 기존 피보강 콘크리트의 압축강도, 보강재의 두께, 보강재의 보강 겹수, 보강재의 탄성계수, 보강재의 파단강도 및 보강재와 피보강재의 체적비, 피보강재의 부재크기를 입력 자료의 파라미터로 사용하여, 압축강도, 변형률, 2차탄성계수 등을 예측하는 방식으로 활용될 수 있으며, ANFIS 모델을 통하여 예측된 결과를 기존 연구자들이 제안한 FRP 보강 콘크리트 부재의 구성 방정식과 비교할 때 더 높은 정확도로 예측이 가능함을 확인할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.83-93
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• 2013

일반적으로 송전철탑 부재들의 보강은 적절한 그라우팅재를 활용한 인젝션과 구조 보강재 부착을 이용한 단면 확장에 따른 강성보강 방식을 주로 사용한다. 이와 같은 그라우팅 인젝션 및 단면보완은 주로 축력능력을 확장시키는 데에 의미를 갖는다. 그렇지만 보다 안정적 상태를 유지케 할 수 있는 보강방안이 적극 요구되는데 그 방법은 좌굴에 의해 손상을 받은 부재를 원상태의 길이로 환원시키고, 또한 내부적 보강효과를 동시에 갖는 새로운 부재로 교체하는 것이다. 본 연구에서는 기초침하로 구조적 손상을 받은 송전철탑의 손상회복을 위한 실증적 과정으로 우선 현장에서의 손상도 확인점검과 손상상태 및 회복상태에 대한 수치 해석적 결과를 도출하였고, 새롭게 고안한 잭킹시스템을 이용하여 보강된 부재를 교체하는 과업을 수행하였다. 이 결과는 송전철탑 유지관리의 차원상승 효과를 갖게 한다.