• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.40-40
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• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.163-163
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• 2011

풍력타워 기둥구조물에는 유지관리 등의 이유로 출입구 역할을 하는 개구부가 존재하게 된다. 다각형 타워구조물에 개구부형상이 존재하게 되면 압축좌굴 강도에 영향이 있을 것으로 예상되지만, 이를 정량적으로 평가하거나 예측하기는 용이하지 않고 간접적으로 판단할 만한 관련 기준이나 지침도 부족한 상태이다. 이에 최병호 등(2011)에서 다룬 다각형 단면 기둥구조물의 하단에 개구부를 형상화한 수치해석 모델을 수립하고 축방향 압축하중을 재하하는 탄성좌굴 해석 및 비선형비탄성해석을 수행하였다. 본 논문에서는 기존 다각형 단면 기둥모델 중에서 6각형 단면모델에 관해 중점적으로 다루고 있다. 다각형 단면 기둥 해석모델은 단순한 다각형 단면 타워구조에 대해서 뿐 만 아니라, 각 subpanel에 종방향 보강재를 둔 모델에 대해서도 추가적으로 검토하였다. 개구부의 형상은 높이 2000mm, 폭 800mm이며 상하부에 만곡부를 둔 형태이다. 수치해석은 3차원 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수행하였으며, 보강방안으로는 일정범위까지의 모듈 subpanel의 판두께를 보강하는 방안과 edge stiffener를 적용하는 방안에 대해서 검토하였다. 각각의 보강방식에 따른 효과를 비교해 보기 위해 개구부가 없는 모델, 단순히 개구부만 설정한 모델, 판두께를 보강한 모델, edge stiffener로 보강한 모델에 대해 비교해석을 수행하였다. 보강재 없는 단순 다각형 타워구조 모델에 대한 해석결과로부터 개구부로 인한 강도저하는 미미한 수준인 것으로 나타났다. 반면, 종방향 보강재가 적용된 6각형 단면 타워구조 모델에서는 개구부로 인한 강도저감이 22.9%로 높게 나타났으며 상당한 영향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 개구부 주변의 판두께 보강이나 edge stiffener보강 등으로 상당한 강도향상 효과가 확인되었으나, 개구부로 인해 손실된 강도 수준을 완전히 회복하는 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 다양한 보강방식에 대한 보다 포괄적인 변수연구를 통해 개구부의 영향 없이 온전한 다각형 단면 타워 구조의 극한강도에 도달되기 위한 보강 조건에 대해 검토될 필요가 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 1997.11a
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• pp.171-176
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• 1997

본 연구에서는 노후화 된 구조물을 효과적으로 보강할 수 있는 방법에 대해 휨 거동을 중심으로 그 성능을 규명하고자 하였다. 연구에 채택된 보강재료로는 현재 시공의 간편성과 보강된 부재 단면의 최소화로 최근에 각광을 받고 있는 섬유접착 보강재료 중에서 탄소섬유쉬트(CFS)와 아라미드섬유쉬트(AFS) 접착공법을 선택하였으며, 현재 상용중인 보강단면을 채택하여 보수ㆍ보강을 실시하였다. 그리고, 보강효과를 실험을 통하여 비교ㆍ분석함으로써 합리적인 보수ㆍ보강공법을 위한 선택의 폭을 넓히고, 현재 활발히 진행중인 국내 보수ㆍ보강의 체계화를 위한 기초적인 자료를 얻고자 한다. (중략)

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.23 no.3
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• pp.315-323
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• 2010

Five concrete compressive stress-strain models have been analyzed to check the validity of the strength method for determining the nominal moment of strengthened members using commercially available computer language. The results show that the concrete stress-strain models do not influence on the flexural analysis. The moment of a strengthened member obtained from the flexural analysis at concrete compressive strain reaching 0.003 is well agreed with nominal moment using the strength method. The flexural analysis results show that when the steel reinforcement, FRP ratio, FRP failure strain, and concrete failure compressive strain are relatively lower, the strength method overestimates the flexural capacity of the strengthened members.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.24 no.6
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• pp.153-160
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• 2020

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.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.23 no.6
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• pp.781-790
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• 2011

This paper contains the experimental results on strengthening effect of RC beams strengthened with NSM CFRP reinforcement and various strengthening details. A total of 14 beams have been tested to analyze strengthening effects of NSMR with various reinforcement details. Variables were cross-sectional shape of CFRP reinforcements, strengthening areas, grooves the number and location etc. Test results revealed that failure modes of NSMR showed two types. One was bond failure at interface between concrete and filler and the other was CFRP rupture. Also, failure mode of specimens with two grooves occurred premature bond failure because of superposition of failure surfaces at concrete around grooves. failure mode of MI specimens considered the equivalent section have changed bond failure to CFRP rupture and CFRP efficiency has improved 83% to 100%.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.111-115
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• 1994

본 연구에서는 보강 되지 않은 사각단면 박스 구조물, 보강된 사각 단면 박스 구조물, 그리고 보강된 요철형 단면 박스 구좀ㄹ에 대하여 양단 고정(clamped-clamped)과 일단 고정 타단 자유(clamped-free)의 경계 조건에 대해 실험적 진동 해석을 수행 하였으며, 유한요소 code인 ANSYS를 이용하여 유한 요소 해석을 수행하였다. 또한 유한 요소 해석과 실험을 통하여 신뢰성이 검증된 요소를 각 박스 구조물에 적용하여 각 경우에 대한 응력해석을 유한요소법을 이용하여 수행하였다. 또한 각각의 경우에 보강재의 개수 및 단면 형상 변화, 그리고 두께 변화가 진동과 응력에 미치는 민감도를 연구하였다.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.9 no.3
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• pp.93-100
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• 2009

As interest in latest cultural heritance is increased, an importance about conservation of dilapidated cultural building asset is risen. Most of cultural building asset used wood by main material and conservation repair about corrosion and damage by deterioration of these cultural building asset considers cultural value of member and the basis principle is the archetype maintenance. Accordingly, conservation processing method that use synthetic is embossed. This paper experimented with reinforcement sectional area ratio, direction of section, length, strength of synthetic resins as variable and manufactures total 14 specimens as experimental study about compression reinforcement performance of circular section wood that strengthen by synthetic resins. The result of this paper has shown that adequate strengthen is more efficient than new member and the most important authenticity in strengthen and repair of cultural heritance can be ensured.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.22 no.6
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• pp.81-88
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• 2018

The present study evaluated the effective arrangement approach of transverse reinforcement in the jacket section for seismic strengthening of reinforced concrete columns. To simulate the full-scale columns, the section dimensions were determined as $450{\times}450mm$ for non-seismic existing columns and $750{\times}750mm$ for section enlargement strengthening columns. Over-lapped channel-shape bars and prefabricated bar units were proposed for closed-hoops in the jacket section, and conventional cross-ties anchored into existing columns and V-ties were considered for the supplementary ties. Test results showed that the axial capacity of the existing column and section enlargement columns with over-lapped channel-shape hoops was similar to the nominal strength calculated using ACI 318-14 procedure whereas the section enlargement column with prefabricated bar units possessed 1.25 times higher axial capacity than the nominal prediction. Furthermore, the axial ductility ratio of the section enlargement column with prefabricated bar unit was 139% higher than that of the existing column despite the potential size effect on ductility of concrete. Thus, it can be concluded that the developed prefabricated bar unit technique is practically useful for preventing the premature buckling of longitudinal reinforcement and confining core concrete in the section enlargement strengthening columns.

• International Journal of Highway Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.9-15
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• 2009

This research presents the structural performance and an improving technique for flexural capacity of road safety facilities based on the damage cases by wind pressure. Among road safety facilities, a support frame of soundproofing walls is considered as a prototype structure and its corresponding structural behaviors and section design are performed mainly by analytical and experimental studies. On the basis of analytical results, glass fiber reinforced polymer(GFRP) with an epoxy matrix which is high stiffness-to-weight ratio was used for applied one of strengthening techniques and their results shows that support frame strengthened by GFRP is the most effective compared to other cases proposed in this research for advancing its flexural improvement, Finally, optimum section design was performed analytically to evaluate wind-resistance capacity and its result would be very useful for developing a practical design guideline for Road safety facilities under strong wind.