• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권4호
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• pp.551-561
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• 2022

In this paper, the effect of fire conditions according to ISO 834 standard on the behavior of carbon fibre-reinforced plastic (CFRP) reinforced steel beams coated with gypsum-based mortar has been investigated numerically. To study the efficiency of these beams, 3D coupled temperature-displacement finite element analyzes have been conducted. Mechanical and thermal characteristics of three different parts of composite beams, i.e., steel, CFRP plate, and fireproof coating, were considered as a function of temperature. The interaction between steel and CFRP plate has been simulated employing the adhesion model. The effect of temperature, CFRP plate reinforcement, and the fireproof coating thickness on the deformation of the beams have been analyzed. The results showed that within the first 120 min of fire exposure, increasing the thickness of the fireproof coating from 1 mm to 10 mm reduced the maximum temperature of the outer surface of the steel beam from 380℃ to 270℃. This increase in the thickness of the fireproof layer decreased the rate of growth in the temperature of the steel beam by approximately 30%. Besides excellent thermal resistance and gypsum-based mortar, the studied fireproof coating method could provide better fire resistance for steel structures and thus can be applied to building materials.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권4호
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• pp.360-365
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• 2009

In the manufacture of CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite) composite structures, various independent components join by bolts and pins. Holes for bolts and pins have an effect on the failure strength of such structures, because those act as notches in structures. The failure characteristic of such structures are different from those of plain plate subject to remote load. In this paper, tensile properties of woven CFRP composite plates with laminates of $0^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$ were obtained according to ASTM D 3039. By using obtained tensile failure strength and Tan-Cheng failure criterion, tensile failure strength of CFRP laminate with arbitrary fiber angle were evaluated. Also, the degradation of tensile properties by center hole(${\phi}10mm$) with a remote load was evaluated and the failure strengths were applied to Tan's failure criterion, similarly.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.95-102
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• 2007

교량의 노후화와 교통량의 증가로 성능개선이 요구되어 질 경우, 경제적인 측면에서 신축 보다는 보수 보강을 통한 성능개선이 보다 바람직한 유지관리이다. 많은 보강공법중 시공방법의 편리와 빠른 시공기간으로 교량의 성능향상을 위해 FRP 재료를 이용한 표면부착공법이 많이 이용되고 있다. 특히, FRP 재료는 철근보다 경량이고 인장강도는 약 10배정도 우수한 재료이다. 이를 이용한 보강성능을 평가하기 위하여 CFRP 쉬트와 GSP를 이용하여 실험을 수행하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.710-715
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• 1997

This paper deals with the analysis of the optimum value of honeycomb core considering variable design parameter. As thickness and height of core rises in design parameter, natural frequency of laminated composite plate increases. The angle-phy has the maximum value when the plate of honeycomb core join to opposite direction. This paper shows that the natural frequency of CFRP was higher than that of GFRP and mode shapes were various at angle-ply.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.727-732
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• 2000

Recently, Carbon Fiber Reinforced Plats are widely used to strength the RC beams. But the behaviour of the RC beams which is strengthened with the CFRP is not clearly defined yet. So, this experimental study was carried out for reinforced concrete beams with epoxy-bonded CFP plates. This study is selected experimental variables which are strengthening plate length, pre-loading before reinforcement and the method of anchoring the plate ends. This study investigates was strengthening effect of the RC beams by adhesion of the CFRP, and CFRP as to the respective variables.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.101-112
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• 2011

본 논문은 중간부 부착파괴된 CFRP 보강 RC 보의 휨강도 산정을 다루고 있다. CFRP 보강 RC 보의 중간부 부착파괴의 영향을 고려하기 위해 강도감소계수를 제안하였다. 제안된 계수는 CFRP의 유효응력(또는 유효변형률)과 극한응력(또는 극한변형률)비로 정의 되는 유효변률 모델을 이용하여 실험데이터로부터 유도하였다. 휨강도 산정식은 강도감소계수를 변수로 하여 함수를 구성하였다. 제안된 강도감소계수의 유효성, 정확성 및 타당성을 입증하기 위해서 각국의 설계기준 및 연구자들에 의해 제안된 계수 값과 실험값을 본 연구결과와 비교 및 검증했다. 본 논문에서 제시하는 해석 결과는 제안된 강도감소계수가 중간부 부착파괴된 CFRP 보강 RC 보의 휨강도를 매우 효율적으로 평가할 수 있음을 나타낸다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.763-768
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• 2000

The purpose of this paper is to predict the flexural strengthening of reinforced concrete beams by the external bonding of carbon fiber reinforced plate(CFRP) to the tension face of the beam. Used computational equation is derived by relation of stress an strain. This equation is applied to four-nondamage beam and tow-preloading beam. Six scale beams were tested to evaluate the strength enhancement provided by the CFRP. And describes the strength enhancement provided to the flexural capacity of reinforced concrete beam by the external bonding of CFRP. An inelastic section analysis procedure was developed that accurately predicts the load displacement response of the retrofitted beams.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권2호
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• pp.159-172
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• 2019

Strengthening of civil infrastructure with advanced composites have recently become one of the most popular methods. The use of Fiber Reinforced Polymer (FRP) strips plates and fabric for strengthening of reinforced concrete structures has well established design guidelines and standards. Research on the application of FRP composites to steel structures compared to concrete structures is limited, especially for shear strengthening applications. Whereas, there is a need for cost-effective system that could be used to strengthen steel high-way bridge girders to cope with losses due to corrosion in addition to continuous demands for increasing traffic loads. In this study, a parametric finite element study is performed to investigate the effect of applying thick CFRP strips diagonally on webs of plate girders on the shear strength of end-web panels. The study focuses on illustrating the effect of several geometric parameters on nominal shear strength. Hence, a formula is developed to determine the enhancement of shear strength gained upon the application of CFRP strips.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.212-217
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• 2004

이 연구는 같은 위치에 힘모멘트와 전단력이 최대가 되는 철근콘크리트 보에 대하여 휨모멘트 보강을 실시하는 경우, 탄소 섬유판의 두께와 하중점 부위 및 탄소섬유판의 끝부분을 감싸는 탄소섬유쉬트의 겹수를 변수로 하여 보의 구조적 거동을 실험하였다. 탄소섬유판의 두께의 증가에 따라 내력이 증가하였으나 선형적으로 비례하지 않았으며, 하중점에 감싼 탄소섬유쉬트의 영향은 뚜렷하게 나타나지 않았다 이 는 보강시험의 주된 파괴가 탄소섬유판의 파단이 아닌 하중점 주위에서의 휭-전단균열에서부터 층분리가 시작되었고 하중점을 탄소섬유쉬트로 감싼 경우 휭-전단균열 탄소섬유쉬트의 바깥 부분으로 이동하기 때문이다. 또한 탄소섬유판 단부에 정착용으로 시공한 탄소섬유쉬트는 하중점에서 발생한 취성파괴로 인하여 큰 효과를 나타내지 못하였다. 그러므로 재하상태에 따른 설계방법을 다르게 할 필요가 있으며, 특히 같은 위치에서 휨모멘트와 전단력이 최대가 되는 경우 탄소섬유판의 유효 두께는 최대 0.6mm로 하고 무보강보의 휨모멘트에 대한 보강된 보의 휨모멘트 비는 1.5-2.0으로 제한하는 것이 바람직하며, 0.6mm이상의 탄소섬유판을 사용하기 위하여 탄소섬유쉬트로 하중점을 보강하는 경우 무보강보 휨모멘트의 1.5 배가 되는 위치이상 탄소섬유쉬트를 연장하는 것이 바람직하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.126-132
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• 2018

본 연구는 순환골재를 사용한 콘크리트의 활용증대 방안으로 철근콘크리트 구조물의 노후화와 내구성 저하 시 보수 보강으로 사용되는 FRP (AFRP, CFRP) 판으로 보강된 순환골재 고강도콘크리트(40MPa, 60MPa) 보를 제작하여 순환골재 철근콘크리트 보의 휨 보강에 대한 적용성을 평가하고자 한다 기존의 표면매입보강에 따른 에폭시와 FRP 판의 부착력을 고려하지 않기 위해 콘크리트 타설 전 FRP 보강판을 거푸집에 미리 설치하였으며, 순환골재 치환율(30%), 콘크리트 강도(40MPa, 60MPa), 이형철근(D10, D13), FRP 판의 종류(AFRP 판, CFRP 판)를 변수로 12개 실험체를 제작하여, FRP 판과 순환골재 치환율에 따른 휨 성능을 분석하였다. 그 결과 FRP 판으로 보강한 실험체는 무보강 실험체에 비해 최대 17% 증가하는 경향을 나타내었으며 AFRP 판에 비해 CFRP 판의 보강 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 순환골재 치환율에 따른 보강 성능의 차이는 없는 것으로 나타났다. 실험에 의해 측정된 균열모멘트는 파괴계수를 이용한 결과 기준식과 비슷한 값을 나타났으며 휨 모멘트는 FRP 판을 보강한 일부 시험체가 KCI 2012와 ACI 440-2R에서 제시한 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다.