• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.204-211
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• 2022

본 연구에서는 복합말뚝의 장점을 활용하고 CFT말뚝의 단점인 부식에 대한 문제점을 해결할 수 있는 모델로 중공형 콘크리트 충전 FRP Tube 말뚝(Hollow Concrete Filled FRP Tube Pile, HCFFT말뚝)을 제시하였고, 수치해석 모델을 개발하여 거동을 분석하였다. 콘크리트가 손상 소성 거동, 강재가 항복 소성 거동, FRP가 탄성 거동을 한다는 것을 고려하여 변형률적합법을 적용하고, 중립축으로부터의 거리에 따른 FRP Tube 단면의 변화를 고려하여 HCFFT말뚝의 휨 강도 산정식을 제안하였다. 휨 강도 산정식과 수치해석 결과, 실험결과를 비교 분석하여 적정성을 검증하였다. 본 연구 결과는 FRP를 이용한 다양한 HCFFT말뚝의 최적설계에 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.135-144
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• 2009

본 연구에서는 현장타설과 프리캐스트 방식의 콘크리트 충진 FRP 교각의 성능평가 실험을 수행하였다. 8개의 축소모형 실험체에 대한 준정적 실험을 실시하였으며, 실험변수로는 FRP 두께, 콘크리트 강도, 횡방향 철근비, 직경을 선정하였다. 반복 횡하중에 대한 연성능력을 평가하고 각 시험체의 강성저하에 따른 감쇠비와 파괴양상 등을 비교하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.10-16
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• 2010

건설분야에서 환경적, 사회적 요구의 변화로 인해 기존의 건설재료와 괸련된 다양한 문제점들을 극복하기 위해 새로운 건설재료가 필요하게 되었다. 따라서, 토목분야에서 토목구조물을 설계할 때 만족시켜야 할 요구조건 또한 다양화 되고 있다. 토목분야의 새로운 건설재료로서 섬유보강플라스틱은 탁월한 부식저항성, 높은 비강도/비강성 등을 갖고 있다. 그러므로 그러한 성질은 기존 건설재료의 사용에 따른 문제점을 완화시키는데 사용할 수 있다. 최근 신규 건설현장에 적용하기 위해 신형식 교각이나 해상파일 등이 연구되고 있으며, 그것들은 보통 섬유보강플라스틱 튜브에 콘크리트를 채우는 형식이다. 이 연구에서 압축 및 휨 강도를 향상시키기 위해 섬유보강플라스틱 튜브에 철근콘크리트를 채운 합성파일을 제안하고 실험과 해석을 바탕으로 하중재하성능에 대하여 검토하였다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.24-30
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• 2008

건설분야에서 사용하고 있는 건설재료인 콘크리트는 대부분 외기에 직접 노출되어 있기 때문에 유해환경으로부터 열화되어 내구성이 저하될 수 있다. 특히, 교량의 교각 및 말뚝과 같은 부재들은 수분의 침투, 동결융해 등의 영향으로 내구성의 감소정도가 심각할 수 있다. 최근 이러한 문제점을 보완하고 효율적인 부재를 제작하기 위해 토목분야에서는 CFFT(Concrete Filled FRP Tube)가 제안되어 연구되고 있다. CFFT는 효율적으로 콘크리트를 구속하여 압축성능을 향상시키고, 화학적 저항성이 우수한 FRP가 외부에 노출되어 반영구적으로 사용될 수 있으며, 연성, 에너지 흡수능력 등을 향상시키는 것으로 평가되고 있다. 그러나 CFFT에 대한 설계규준이 마련되어 있지 않고, FRP-콘크리트 합성부재에 대한 구조거동이 불확실하여 현장에 적용하기 위해서는 다양한 연구가 선행되어야 한다. 이 연구에서는 CFFT에 대한 압축실험을 통해 구조적 거동을 조사하였으며, 실험결과와 기존 연구결과를 비교 분석하여 극한압축강도 및 변형률을 예측할 수 있는 식을 제안하였다. 또한, CFFT의 압축실험에서 고려되어야 할 사항들에 대해 간략히 설명하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.173-176
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• 2008

본 연구는 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 전단거동 특성을 규명함에 그 목적이 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 실험변수로는 전단 스팬비(a/d), 보강재 종류, 보강 방향, 보강 방법 등을 고려하여 실험을 수행하였다. 보강방법은 전단성능이 취약한 철근콘크리트 보 측면에 홈을 형성하고 에폭시를 충전한 이후 다방향 채널형 FRP판을 삽입하여 부착시켰다. 실험결과 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 대부분은 보강되지 않은 보에 비해 최대 전단강도가 최대 42%까지 증진 되었다. 또한 다방향 채널형 FRP판은 전단균열의 발생 및 진전을 억제하며, 휨파괴를 유도하는 연성구간의 증진 효과가 매우 좋은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.519-529
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• 2009

복합소재는 화학적, 역학적인 면에서 여러 장점을 가지고 있다. 피로 저항성과 화학적 저항성이 높을 뿐 아니라, 비강도, 비강성 등이 높아서 높은 감쇠 특성을 보인다. 항만 구조물에 사용되는 파일은 압축 뿐만 아니라 휨을 받기도 하므로 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 대구경을 포함하는 콘크리트 충전 유리섬유 복합소재 파일의 압축 거동 혹은 휨-압축 거동을 분석한다. 지름 및 길이가 서로 다른 25개의 실험 파일을 제작하는데, 시편의 복합소재 튜브 내경은 165 mm에서 600 mm에 이르고, 길이는 1,350 mm에서 8,000 mm에 이른다. 수적층 및 필라멘트 와인딩 성형 공법을 모두 사용하여 튜브를 제작하여 적층의 구조가 미치는 차이를 알아보았다. 충전 콘크리트의 강도로는 27 MPa과 40 MPa를 사용하였다. 축방향 및 원주방향의 섬유의 부피비에 변화를 주어 각각의 영향을 분석하였고, 일부 시편에는 나선형 홈을 튜브 안쪽에 성형하여 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 줄이는데 기여할 수 있는지 분석하였다. 실험결과를 보면, 직포만을 사용하여 수적층 성형 공법으로 파일을 제작하는 것보다 필라멘트 와인딩 성형 공법을 이용하여 제작하는 것이 휨강성을 높이는데 훨씬 유리하다. 나선형 홈을 성형해서 넣더라고 휨강성은 낮은 하중단계에서 부터 지속적으로 감소하는 경향을 보이는 것으로 보아, 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 완전히 억제하지는 못하는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.861-872
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• 2008

콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브는 좋은 내구성과 심한 부식환경에서 견딜 수 있는 높은 화학적인 저항성으로 인해서 해양구조물에서 종종 사용된다. 이 연구는 원형 콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브에 대한 다양한 실험을 수행하고 결과를 분석한다. 유리섬유 직포 수적층, 필라멘트 와인딩 적층을 압축을 받는 관의 바깥 튜브로 사용하는 경우에 고려해야 하는 몇 가지 측면을 실험 분석한다. 이 연구의 목적은 다음과 같다: (1) 유리섬유 층의 필라멘트 와인딩 각도의 효율성 검증 (2) GFRP 적층수가 강도 및 최고 변형률에 미치는 영향 평가 (3) 단부 재하조건이 구속효과 및 파괴양상에 미치는 영향 파악, 그리고 (4) 구속 상태에서 콘크리트의 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 제시이다. 세 가지 서로 다른 종류의 섬유 구성이 사용되었다: 직포층, ${\pm}45^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층, 그리고 ${\pm}85^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층. 각 층은 독립적으로 혹은 복합적으로 함께 사용되었다. 시편의 비 및 지름이 서로 다른 경우도 실험하였다. 총 27개의 GFRP 튜브 시편을 이용해서 인장 실험을 수행하였고, 66개의 콘크리트충전 GFRP튜브 시편을 이용해서 압축 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 구속상태의 콘크리트 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 및 영향계수를 제시하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.23-29
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• 2011

본 연구에서는 CFRP쉬트로 보강된 원형 CFT기둥의 압축거동을 관찰하고 설계식을 제안하였다. 원형 CFT기둥의 CFRP쉬트의 보강효과를 관찰하기 위해 10개의 실험체를 제작하여 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수로는 CFRP쉬트 보강겹수와 직경-두께비(D/t)이다. 실험결과 원형CFT기둥에 CFRP쉬트 보강을 통해 압축내력을 증가시킨 것으로 나타났다. 끝으로 ACI 440code를 응용하여 CFRP 보강된 원형 CFT기둥의 압축내력을 예측하기 위한 설계식을 제안한다. 제안식을 분석한 결과 실험결과와 비교적 일치한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.43-52
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• 2007

CFT(Concrete Filled Steel Tube, 콘크리트 충전 강관) 부재는 뛰어난 구조거동으로 인하여 그 사용 영역이 점차 확대되고 있는 추세이나, 대단면의 부재로 사용될 경우에는 자중과 경제성에서 불리할 수 있다. 본 연구에서는 CFT 부재의 단면을 중공으로 만듦으로써, 콘크리트 사용량을 절감하여 부재의 자중을 감소시키고, 중공면에 강관 또는 FRP 튜브를 삽입하여 성능을 향상시킨 내부 구속 중공 CFT 부재의 합리적인 해석을 위하여 비선형 콘크리트 모델을 개발하였다. 개발된 비선형 콘크리트 모델은 구속효과를 고려한 Mander의 일축 압축 콘크리트 모델을 기본으로 하였으며, 내부 구속 중공 CFT 부재 내 콘크리트의 응력-변형율 선도를 결정하기 위해서, 내부 구속 중공 CFT 부재의 발생 가능한 파괴 형상을 제시하고, 각각의 파괴 형상이 발생할 때의 구속응력을 평형방정식을 통하여 유도하였다. 유도된 식을 통하여, 컴퓨터를 이용한 해석 프로그램이 작성되었으며, 매개변수 연구가 수행되었다. 해석결과, 내부 구속된 콘크리트는 비구속 상태 또는 이축 구속 상태의 콘크리트에 비하여, 향상된 강도와 연성을 갖는다는 것을 확인하였다.