• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.65-73
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• 2013

최근 콘크리트 구조물의 보강방법으로 FRP (Fiber Reinforced Polymer)를 이용한 외부부착보강공법이 많이 활용되고 있다. FRP 외부 부착보강은 중량에 비하여 높은 강도 및 강성, 우수한 내구성과 시공성 등 여러 가지 장점을 가지는 공법이다. 그러나 외부부착보강은 구조물이 투수성이 낮은 보강재로 밀폐되고 수분이 외부로 배출되지 못함으로 인하여, 장기적인 구조물의 손상을 발생시키는 문제점이 있다. 본 연구에서는 계면의 수분을 적절하게 배출할 수 있는 GFRP 보강재를 개발하고 투수성능을 측정하는데 주목적을 두고 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존에 많이 사용되고 있는 보강공법을 투수가능한 구조로 변형하고 GFRP 함량을 변수로 보강재의 투수과정을 모사하는 실내 투수시험을 수행하여 보강재의 투수계수를 측정하였다. 또한 보강재의 투수과정에 대한 수치해석을 수행하여 측정된 투수계수 값을 이론적으로 검증하고자 하였다. 그 결과 섬유 함량중 75%의 섬유 함량에서 가장 많은 0.5129 $g/h\;m^2$의 수분이 배출되었으며, 인장강도 역시 75%였을 때 최대인장강도인 4,76.6MPa를 나타내어 75% 유리섬유 함량의 COSREM GP패널이 통기성 및 구조적으로 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.21-30
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• 2013

최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진설계가 반영되지 않은 기둥의 경우 지진에 의한 횡하중을 저항하지 못하고, 취성적인 파괴가 유발되어 구조물 전체적 붕괴를 유발할 수 있다. 따라서 빠른 시간내에 보강이 가능하면서 기둥에 손상을 주지 않는 기존의 보강법과 구별되는 응급 보강법이 필요하다. 과거에는 기둥 보강법으로 단면 증설법과 강판보강법 등이 개발되어 현장에 적용되었지만, 최근에는 FRP (Fiber Reinforced Polymer)의 장점을 활용한 탄소섬유시트공법이 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 긴급시공이 가능한 체결식 FRP 내진보강재를 사용한 구조물의 내진성능보강효과를 검토하고자 하였다. 검토를 위하여 실제 구조물의 축소모델의 철근콘크리트 시험체를 제작하고 횡방향 변위하중을 가력하였다. FRP 내진보강재를 이용한 내진보강시공 후 실내시험을 통하여 내진성능을 평가하였다. 그 결과 개발된 보강재의 철근콘크리트 구조물에 보강 시, 내진성능이 향상됨을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.843-851
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• 2008

본 연구에서는 현행 설계기준상의 강관말뚝머리 연결부 결합방법이 갖고 있는 전단키 용접, 철근 배근 및 정착길이 확보 등의 문제점을 개선하고자 결합용 구조 요소로 유공강판 전단연결재(Perforated Flat Shear Connector)를 활용한 새로운 보강방법을 고안하고 이에 대한 구조적 거동 특성을 실험적으로 규명하였다. 실험 결과, 유공강판 전단연결재를 활용한 보강방법은 기존 방법을 대체할 만한 동등 수준 이상의 구조 안전성은 물론 시공성 및 경제성 측면에서도 우수한 성능을 갖는 구조 시스템인 것으로 나타났으며, 이에 따라 효율적인 강관말뚝머리 연결부 보강방법의 하나로 자리매김할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.304-307
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• 2009

본 논문에서는 3차원 모델링을 이용하여 원공을 갖는 알루미늄 판의 패치 보강효과에 대해 알아보고자 한다. 구조물의 노후화로 인해 높은 응력을 받는 부재의 응력 특이점에서 내구력이 급격하게 저하되거나 때로는 부재의 정적파괴를 유발시키는 원인을 제공한다. 이로 인해 과거에는 손상된 모재에 보강 재료를 연결시키기 위하여 리벳 또는 볼트와 같은 기계적 연결을 통해 보강하였으나 최근에는 접착패치보강 기법이 그 주류를 이루고 있다. 패치 보강시 일면 패치 보강으로 인하여 면외 휨 효과가 발생된다. 판의 두께 방향에 따른 응력집중계수를 별도로 분석하였다. 기존의 3차원 솔리드 요소는 해의 정확성은 뛰어난 반면에 상당한 컴퓨터 시간을 요구하는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 본 논문에서는 각 층의 변위장을 2차원 형상함수와 1차원 형상함수의 조합으로 구성하여, 면내거동에 대한 p-세분화와 면외거동에 대한 p-세분화를 분리시키는 방식을 취한다. 또한, 에너지 함수의 적분시 Gauss-Lobatto 적분법을 사용하여 절점의 위치에서의 응력점을 구하는 경우, 외삽과정을 계산하는 단계를 생략하면서도, 해의 정확성 측면에서는 거의 차이가 없기 때문에 좀 더 효율적인 수치적분이 될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권2호통권54호
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• pp.206-214
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• 2009

FRP는 재료가 가지고 있는 특성 때문에 최근 들어 미국, 일본 등에서 보강 재료로 널리 쓰이고 있으며 우리나라에서도 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 EBR, NSMR 보강공법을 사용하는 동시에 AFRP의 종류와 보강면적을 다르게 보강하여 각 실험체의 거동과 연성을 평가하였다. 보강면적을 증가시킨 경우가장 큰 하중증가를 보였으나 취성적인 파괴 양상을 띠었으며 미성숙파괴가 일어났다. 공법면에서는 NSMR공법으로 보강하는 것이 더 효율적인 것으로 나타났으며 보강재료 표면의 요철이 연성파괴를 유도하는 것으로 나타났다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.41-48
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• 2010

본 논문에서는 폭발하중으로 발생하는 폭풍파의 충격하중과 폭풍파로 초래된 파편의 충돌하중을 동시에 받는 철근 콘크리트 벽체 구조물의 비선형 충돌 손상거동 해석이 수행된다. 이를 위해 먼저 가상 폭발사고 시나리오로부터 철근 콘크리트 구조물에 충격과 충돌 하중이 복합적으로 작용하는 경우를 선정한다. 폭발하중으로 인한 구조물의 저항성능을 확보하기 방안으로는 복합신소재를 보강하는 경우가 고려되고, 복합신소재를 보강하지 않은 철근 콘크리트 벽체 구조물과 보강성능을 비교하여 제시한다. 또한, 막대한 시설과 비용 투자가 요구되는 폭발실험과 근접한 해석을 도출하기 위하여 실제 충격과 충돌 현상을 정확하게 묘사한 구성방정식과 상태방정식을 포함시킨 정교한 해석을 수행한다. 폭발하중과 같은 순간적인 동적 문제를 해석하기 위하여 외연적 고속충돌 해석 프로그램인 AUTODYN-3D을 활용하여 두 가지 대상구조물에 대한 수치 모의실험을 수행하고 복합신소재로 보강된 철근 콘크리트 벽체 구조물의 보강성능을 입증한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.1-8
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• 2017

전 세계적으로 지진발생이 빈번하고 많은 인명피해와 사회기반시설물의 피해가 발생하고 있다. 지진에 대한 보수, 보강기법에 대한 연구가 많이 있었지만 대부분은 강성보강형태로 반복적인 하중이 구조물에 작용하면 2차적 피해가 발생할 수 있다. 따라서 강성보강이 아닌 연성보강형태의 보수, 보강기법이 필요하다. 본 연구에서는 철근 콘크리트 기둥 부재에 적용할 수 있는 보강 공법으로써 폴리머계의 고인성과 고연성 효과를 나타내는 경질형 폴리우레아를 내진보강용 재료로 선택하였고 재료의 열화 및 내화학적 특성에 대한 내구 성능을 평가하였다. 내구 성능 평가는 폴리우레아의 산 환경 및 자외선 노출 시험을 실시하였고, 폴리우레아를 도포한 콘크리트의 탄산화 노출 및 동결융해 시험을 실시하였다. 내진보강용 폴리우레아는 모든 시험을 통하여 내구성능과 저항능력이 우수한 것으로 판단되며 추후 내진 보강 재료로써 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권6호
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• pp.243-254
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• 1997

최근들어 구조물의 노후화와 차량하중 등의 증가로 구조물의 손상이 커지고 있으며 보강의 필요성이 절실히 대두되고 있다. 강판보강공법은 강성의 확실한 증가와 내구성 등으로 인하여 그 동안 폭넓게 사용되어 오고 있으나 효율적 보강을 위한 공법과 이론이 아직까지도 정립되지 않은 상태이다. 따라서 본 연구의 목적은 그 동안의 실험결과를 중심으로 보강도니 철근콘크리트보의 파괴기구와 박리거동을 분석하고 이로부터 합리적인 박리하중 산정이론을 제한하는데 그 목적을 두고 있다. 보강된 강판의 길이와 두께 등의 영향을 고찰하고,기존의 이론을 분석하여 기존이론의 불합리한 점을 밝혔으며, 이들을 보완한 수정이론을 제시하엿다. Roberts의 이론은 강판의 두께가 증가함에 따라 오히려 박리하중이 약간 증가하고 있어 실제적인 실험거동과 차이가 나고 있다. 본 연구의 제안식은 실제 거동을 합리적으로 표현하고 있으며, 앞으로 보강설계에 유용한 자료가 될 것으로 기대되고 있다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권5호
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• pp.165-175
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• 1997

실제구조물의 균열을 노치를 삽입하는 방법으로 시뮬레이션하고 콘크리트 강도와 철근비를 변수로하는 실험적 연구를 통하여 철근콘크리트 보의 강판접착에 의한 보강효과를 규명하였다. 보강철근비와 보강된 보의 최대내력과의 관계를 회귀식을 통하여 제안하고 강판보강도니 보의 최대내력과 연성측면에서 구조적 거동을 고찰하였으며 최대내력시까지 외부강판과 철근콘크리트 보의 합성작용이 유지되는 것을 확인하였다. 또한 노치에 의하여 시뮬레이션된 균열의 영향을 고려하여 강판보강된 철근콘크리트 보의 휨강성을 평가하도록 실험결과를 회귀분석하여 실험식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.30-36
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• 2018

기존 콘크리트 구조물의 노후화 또는 지진과 같은 외부 하중에 의하여 구조물의 구조 성능이 저하되기 때문에, 기존 건물의 보수 및 보강 연구는 중요하다. 외부부착 탄소섬유 보강 공법과 같은 효율적인 보수 공법을 사용하면 경제적으로 콘크리트 구조물의 구조 성능을 높일 수 있다. 따라서 외부부착 탄소섬유를 사용한 콘크리트 부재의 실험 연구는 많이 진행되었다. 특히, 콘크리트 보를 사용한 전단 보강에 관한 연구는 탄소섬유의 양, 부착 각도, 스트립의 폭, 그리고 재료간의 상호작용에 관한 것이었다. 하지만 선행된 연구에 비하여 탄소섬유의 이 방향 레이아웃에 관한 다양한 변수 연구는 부족한 상황이다. 따라서 이 연구에서는 이 방향 레이아웃 외부부착 탄소섬유 공법을 사용하여 콘크리트 보의 전단보강 효과를 검증하였다. 이 방향 레이아웃의 보강 효과는 스터럽과의 전단 기여도, 실험체의 전단 거동과 보강 시점에 따른 최대 내력의 비교를 통하여 이루어졌다.