• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.216-222
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• 2002

현재 국내에서는 급속한 근대화 과정 중에서 시공시부터 부실하게 건설된 콘크리트 구조물의 사용기간이 짧아짐에 따라 구조물의 노후화가 심각하게 진행되고 있는 실정이다. 특히, 교량의 경우에는 교통량과 교통하중의 증가 등으로 인한 손상이 가속화되어 교량의 안전성에 심각한 문제가 발생되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트의 부재가 균열에 의해 박리ㆍ탈락되었다고 가정한 후, 인장하단에서 8cm까지 폴리머 시멘트 페이스트로 보수한 후 강연선을 이용하여 보강한 시험체, 에폭시 주입공법으로 균열을 보수한 후, 탄소섬유쉬트를 사용하여 보강한 시험체와 표준시험체 등 8개의 보를 제작하였다. 시험체의 제원은 단면 15$\times$25 cm 지간길이 200cm, 총길이 220cm이고, 강연선의 긴장량과 탄소섬유쉬트의 보강겹수을 실험변수를 선택하여 휨 실험을 실시하였다. 실험결과 폴리머 시멘트 페이스트와 포스트 강연선을 이용한 시험체와 탄소섬유쉬트 보강시험체는 표준시험체보다 상당히 큰 보강효과를 보였다. 탄소섬유쉬트 보강시험체는 1겹으로 보강할 경우에 보강재의 지간 중앙의 인장파단이 발생되어 보강효율이 가장 높았으며 보강겹수가 감소할수록 취성적인 파괴가 발생되어 보강성능이 저하되었다. 그러나, 강연선을 이용한 시험체는 긴장량이 증가할수록 보강효과가 선형적으로 증가하여 어느 정도까지는 상당히 큰 보강효과를 나타내었다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.151-158
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• 1998

최근 들어 구조물을 보강하는 방법으로 강판 또는 섬유쉬트를 외부에 부착시키는 공법이 많이 사용되고 있다. 섬유쉬트 중에서 가장 널리 사용되는 것은 탄소섬유쉬트이지만, 성능면에서 뒤지지 않고 가격면에서는 오히려 유리한 아라미드섬유쉬트에 관한 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 아라미드섬유쉬트로 휨보강한 RC보의 파괴양상 및 강도성능, 변형성능을조사하고, 여섯 개의 보강변수에 대한 보강효과를 조사하였다. 인장철근비, 보강길이, 보강겹수, 앵커볼트 정착 유무가 각각 다른 16개의 실험체와 밑면 마감처리 및 부재손상 여부가 다른 2개의 실험체, 그리고 이들 보강 실험체의 비교 근거가 되는 비보강 실험체 2개를 실험하여 그 특성을 연구하였다. 실험결과, 보강성능과 파괴양상에 가장 큰 영향을 미치는 변수는 보강길이로 나타났다. 보강겹수도 어느 정도의 영향을 미치는 것으로 나타났으나 그외 다른 변수들의 영향은 미비한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.169-176
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• 2014

본 연구에서는 콘크리트 충전 각형강관 (CFTP) 단주기둥에 CFRP 쉬트를 횡방향으로 보강하고 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수는 b/t, CFRP쉬트 보강겹수이며, 총 6개의 실험체가 제작되었다. 실험변수로 사용된 판폭두께비는 b/t는 60, 80, 100이고 CFRP쉬트는 3겹 보강하였다. 실험결과 판폭두께비 100 실험체에서 CFRP쉬트 3겹 보강을 통해 내력을 16% 상승시켜 보강효과를 검증하였다. 내력 저하율을 검토한 결과 국부좌굴이 발생하지 않는 단면강도를 기준으로 최대 41%정도 내력이 저하되었으나, CFRP보강을 통해 32% 정도의 내력이 저하되어 보강효과를 검증할 수 있었다. 하중-변형를 관계를 보면 강재는 항복강도 이전에 국부좌굴이 발생하였으며, CFRP쉬트의 보강을 통해 국부좌굴을 지연시킴을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.549-555
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• 2002

탄소섬유쉬트는 철근의 약 10배에 달하는 인장강도를 지니고 있으나, 보강 특성상 접착제를 사용한 일체화가 선행되어져야하기 때문에 부착으로 인한 강도저감요인을 배제할 수가 없다. 결국 탄소섬유쉬트의 인장강도를 최대한 발휘하기 위해서는 부착파괴를 방지할 수 있는 합리적 설계가 이루어져야 한다. 현재까지 부착성능과 관련한 많은 연구가 진행되었지만 부착길이 결정하는 부착강도에 대한 연구는 미흡하였으며, 설계에 반영할 수 있는 기준 역시 미진한 상태이다. 본 연구에서는 일본 규준 안 및 국내 제조사가 제시하고 있는 설계용 부착강도를 기준으로 부착길이를 검토하였으며, 부착성능에 영향을 미칠 젓으로 판단되는 프라이머 도포량 및 에폭시 강도를 변수로 실험을 실시하였다. 본 실험결과에 의하면, 현재 적용 강도는 모두 안전측으로 나타났으며, 설계용 부착강도는 최대 $\tau$a =8 kgf/$\textrm{cm}^2$ 까지 가능할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1997년도 추계 학술논문발표회 논문집
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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)

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.213-220
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• 2005

탄소섬유쉬트를 이용한 철근콘크리트 교량의 보강은 재료의 높은 중량-강도비, 중량-강성비, 내부식성 및 시공의 편리성 등과 같은 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급증하고 있다. 본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 휨보강된 철근콘크리트보의 보강성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하기 위함이다. 철근비 및 보강비에 따른 철근콘크리트보의 보강성능을 검토하기 위하여 3m 경간의 단순보에 대한 실험을 수행하였으며, 파괴모드, 최대하중 및 단면 내에서의 변형률분포에 비중을 두고 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보강된 보는 단면 내에서의 변형률이 선형으로 분포하지 않는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 이러한 실험결과를 바탕으로 보강설계식을 제안하고 국내외 여러 실험결과들과의 비교를 통해 제안된 보강설계식이 타당함을 나타내었다.

• 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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• 제24권6호
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• pp.735-742
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• 2012

본 연구에서는 세장판으로 구성된 중공강관(SHS)기둥에 CFRP쉬트로 보강하여 중심축하중 실험을 수행하였다. 총 6개의 실험체를 제작하였으며, 실험변수는 판폭두께비, 보강유무이다. 실험결과 사각단면의 두면은 안쪽으로 국부좌굴이 발생하였으며, 나머지 두 면은 바깥쪽으로 국부좌굴이 발생하였다. CFRP쉬트의 보강을 통해 최대 33%의 내력상승효과를 얻었으며, 초기강성과 연성능력을 비교하였다. 끝으로, 압축극한 내력을 산정식을 제안하여 실험값과 비교하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권2호
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• pp.177-186
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• 1999

본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 보강된 시험체의 주요 파괴모드인 계면모드인 계면박리 모드에 의한 부재의 파괴를 규명하는 것이다. 탄소섬유쉬트로 보강된 손상된 보시험체의 계면박리 모드를 해석하기 위하여 선형탄성 파괴역학(LEFM)의 컴플라이언스법과 유한요소법을 사용하여 계면파괴 역학변수인 에너지해방율(strain energy release rate, G)을 고찰하였다. 손상된 단순 보시험체의 해석결과, 최대 에너지해방율($G_{max}$)은 에폭시 접착두께에 관계없이 바깥 휨균열에서 시작된 계면 전단 균열 길이가 18mm 부근에서 발생하였다. 보강보의 강도 해석결과, 극한강도 설계법에 따른 단면의 공칭 휨 강도에 대한 계면박리에 의해 부재가 파괴되는 것으로 해석되었다. 또한 적용된 접착두께 1mm~3mm는 에너지해방율에 거의 영향을 미치지 않아 계면박리의 주요 인자가 아닌 것으로 나타났다.