• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.10-21
• /
• 2015

콘크리트 구조물의 내력성능을 향상시키기 위해 탄소섬유쉬트(Carbon Fiber-Reinforced Plastic Sheet, 이하 CFRP sheet)로 보강된 콘크리트에 대해 많은 연구가 수행되어 왔다. 본 연구는 CFRP sheet로 구속된 콘크리트에 대한 연구 중 미비한 부분을 보완하기 위하여 보강겹수, 시험체의 크기, 형상비, 겹이음길이를 변수로 하여 연구를 수행하였다. 각 시험체별 응력-변형률 곡선을 통해 콘크리트의 거동을 비교하였으며, 최대압축강도를 통하여 CFRP sheet의 보강효과를 확인하였다. 보강겹수의 증가에 따라 콘크리트의 압축성능은 크게 개선되었으며, 시험체의 크기와 형상비의 변화를 통해 이론적인 부분을 검증하였고, 겹이음길이는 둘레의 5%이상으로 해야만 보강효과에 영향이 없는 것으로 확인하였다. 또한 본 연구의 시험결과와 기존 시험결과를 정리하고 이를 기준으로 기존 강도추정모델을 통계 분석함으로 모델의 정확성과 신뢰성을 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.63-70
• /
• 2010

본 연구는 반복 횡하중 하에서 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer) Sheet로 보강된 철근콘크리트 프레임면내 조적벽체의 전단내력을 평가하여 국내 조적벽체 학교 건축물에 적합한 CFRP Sheet 보강 방안을 제안하는 것에 그 목적이 있다. 조적 허리벽이 있는 1층, 1경간, 1/2 스케일의 시험체를 4개 제작하여 CFRP Sheet의 보강량을 변수로 실험을 수행하였으며 이를 통하여 보강량에 따른 강도와 강성의 변화를 분석하였다. 실험 결과 CFRP Sheet는 시험체의 내력과 강성을 향상시켰으며 특히 기둥과 조적벽을 모두 보강하는 방법을 통한 보강방법에 있어 그 적용성을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제40권4호
• /
• pp.363-370
• /
• 2020

본 논문은 구조물 보강을 위해 부착된 CFRP 쉬트의 박락 위치를 탐색하기 위해 BOTDR 센서를 적용한 실험적 연구 결과를 보고한다. CFRP 쉬트를 부분적으로 비부착한 실험체가 본 연구를 위해 제작되었으며, 그 위에 BOTDR 센서를 나일론 망을 이용하여 부착되었다. 보강된 RC 보의 휨실험 동안 CFRP 쉬트의 변형률은 BOTDR 센서와 전기저항식 게이지를 통해 계측되었다. 연구결과로부터 BOTDR 센서를 통해서 획득된 변형률 분포는 CFRP 보강재의 탈락 구간을 시각화하고, 탐지하는데 효과적으로 이용될 수 있음이 확인되었다. 또한 BOTDR 센서를 통해 계측된 변형률은 국부적인 변형률이 얻어지는 전기저항식 게이지보다 구조물 전체의 거동을 분석하는데 효과적임이 확인되었다. 100 mm 이하의 계측장을 갖는 BOTDR 센서의 개발은 CFRP 쉬트의 국부적인 탈락의 위치의 정확한 탐지를 가능하게 할 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제19권2호
• /
• pp.441-465
• /
• 2015

This paper presents the experimental results of flexural and compression steel members strengthened with carbon fiber reinforced polymers (CFRP) sheets. In the flexural test, the five specimens were fabricated and the test parameters were the number of CFRP ply and the ratio of partial-length bonded CFRP sheets of specimen. The CFRP sheet strengthened steel beam had failure mode: CFRP sheet rupture at the mid span of steel beams. A maximum increase of 11.3% was achieved depending on the number of CFRP sheet ply and the length of CFRP sheet. In the compression test, the nine specimens were fabricated and the main parameters were: width-thickness ratio (b/t), the number of CFRP ply, and the length of the specimen. From the tests, for short columns it was observed that two sides would typically buckle outward and the other two sides would buckle inward. Also, for long columns, overall buckling was observed. A maximum increase of 57% was achieved in axial-load capacity when 3 layers of CFRP were used to wrap HSS columns of b/t = 60 transversely.

• Structural Monitoring and Maintenance
• /
• 제9권1호
• /
• pp.29-42
• /
• 2022

In mountainous areas of China, concrete poles with connectors are widely employed in power transmission due to its convenience of manufacture and transportation. The bearing capacity of the poles must have degenerated over time, and most of the steel connectors have been corroded. Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) offers a durable, light-weight alternative in strengthening those poles that have served for many years. In this paper, the bearing capacity and failure mechanism of CFRP sheet strengthened existing reinforced concrete poles with corrosion steel connectors were investigated. Four poles were selected to conduct flexural capacity test. Two poles were strengthened by single-layer longitudinal CFRP sheet, one pole was strengthened by double-layer longitudinal CFRP sheets and the last specimen was not strengthened. Results indicate that the failure is mainly bond failure between concrete and the external CFRP sheet, and the specimens fail in a brittle pattern. The cross-sectional strains of specimens approximately follow the plane section assumption in the early stage of loading, but the strain in the tensile zone no longer conforms to this assumption when the load approaches the failure load. Also, bearing capacity and stiffness of the strengthened specimens are much larger than those without CFRP sheet. The bearing capacity, initial stiffness and elastic-plastic stiffness of specimen strengthened by double-layer CFRP are larger than those strengthened by single-layer CFRP. Weighting the cost-effective effect, it is more economical and reasonable to strengthen with single-layer CFRP sheet. The results can provide a reference to the same type of poles for strengthening design.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.13-23
• /
• 2017

본 연구는 사각형 콘크리트 압축부재를 CFRP 쉬트로 감쌌을 때의 보강효과와 거동 특성에 대한 연구로, CFRP 쉬트로 보강한 경우 쉬트의 구속효과에 의하여 압축내력이 향상되었으나 사각형 단면이므로 원형단면보다 구속효과는 작게 나타났다. 보강효과와 거동특성을 확인하기 위하여 CFRP 쉬트의 보강겹수, 시험체의 크기, 형상비, 모따기, 및 단면 개량을 변수로 선정하여 실험을 계획하였다. 11개의 실험변수별로 각각 5개씩, 총 55개의 실험체를 제작하여 실험하였다. 압축시험결과 CFRP 쉬트의 구속에 의해 보강효과가 나타났으나 실험체의 크기가 증가함에 따라 구속효과는 떨어졌다. 반면에 CFRP 쉬트의 구속효과에 의하여 사각형 콘크리트 기둥의 연성은 매우 크게 증가되었다. 단면형상을 사각형에서 원형으로 변형한 경우 압축강도와 연성 모두 증가되었다. 또한 실험결과와 기존연구결과를 사용하여 CFRP로 구속된 사각형 콘크리트 부재에 대한 기존 강도추정식의 정확성과 신뢰성을 검증하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.39.1-39.1
• /
• 2010

본 연구에서는 정하중 및 충격하중 하에서 FRP(fiber reinforced polymer) sheet의 보강 성능을 평가하기 위해 섬유와 레진의 종류, sheet 종류, 보강 방법에 따른 휨 실험을 실시하였다. 이를 위해 GFRP와 CFRP, AFRP sheets로 보강된 $100{\times}100{\times}400mm$ 각주형 콘크리트 공시체의 하면 보강, 중앙 U형 스트립, 그라고 이 둘을 동시에 보강한 시험체를 제작하였고, 정하중 휨 실험과 낙하식 충격하중 실험을 실시하였다. 정하중 실험에서 중앙부 U형 스트립으로 보강한 시험체는 섬유의 방향과 균열의 진전 방향이 일치하여 보강효과가 거의 없었지만 CFRP와 AFRP로 하면 및 이중 보강한 시험체는 높은 휨성능을 보였다. 반면 충격하중 실험에서는 중앙부 U형 스트립 보강이 다소 성능을 향상 시켰고, 하면 및 이중 보강한 시험체는 큰 변형과 높은 에너지 소산 능력을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
• /
• pp.177-180
• /
• 2006

Experimental study has been performed in order to evaluate the effects of steel reinforcement ratio on the flexural behavior of RC beams strengthened with CFRP sheets. The steel reinforcement ratio of $0.78%({\rho}_s/{\rho}_b=24%)$ is selected to have balance failure when control RC beams were strengthened with 1 ply CFRP sheet. Total 6 half-scale specimens were manufactured including each unstrengthened specimens, which have 3 different reinforcement ratios. The specimens strengthened with CFRP sheet consist of under- or over-reinforced beams for the balanced failure condition. Moreover, the behavior of un strengthened or strengthened beams were compared to evaluate flexural performance. The results of this study show that the over-reinforced specimens were failed by concrete crushing prior to CFRP sheet failure by debonding or rupture. On the contrary, the under-reinforced specimen were failed by rupture of CFRP sheet.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.49-56
• /
• 2011

FRP Sheet와 비좌굴가새를 적용한 보-기둥 접합부의 보강효과를 평가하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체에 축력 및 반복 횡가력을 가하여 실험을 수행하였다. 동일한 크기의 6개의 실험체를 제작하였으며 FRP Sheet의 종류 및 비좌굴 가새의 유무를 변수로 하였다. 실험체의 파괴양상 및 최대하중, 연성지수, 에너지소산능력의 측면에서 실험결과를 분석하였다. 실험결과 CFRP Sheet와 비좌굴가새를 혼용한 보강방법이 가장 우수한 성능을 나타냈다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.41-49
• /
• 2014

본 연구에서는 기존 철근콘크리트 건축물의 구조성능 개선을 위하여 표면요철 매입형 FRP봉과 CFRP시트를 사용한 철근콘크리트 보의 구조성능을 평가하기 위하여 실험을 수행하였다. 표면요철 매입형 FRP봉의 사용량, CFRP시트 보강 유무에 따라 총 7개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 구조성능을 평가하였으며, 본 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 표면요철 매입형 FRP봉 보강 실험체 NER 시리즈의 경우, 표준실험체 NBS와 비교하여 12~46% 내력이 증가하였고, 표면요철 매입형 FRP봉과 CFRP시트를 복합 보강한 실험체 NERL 시리즈는 표준실험체 NBS보다 최대내력이 22~77% 증가하였다. 그리고 표면요철 매입형 FRP봉으로 보강된 실험체 NER 시리즈는 부착슬립, 피복분리 형태로 파괴되었으나, 표면요철 매입형 FRP봉과 CFRP시트을 복합 보강한 실험체 NERL 시리즈는 CFRP시트의 연속보강에 따른 콘크리트 구속효과 및 모재와 표면요철 매입형 FRP봉의 부착강도 증가로 인하여 부착슬립의 형태로 파괴되었다.