• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.75-83
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• 2013

본 연구에서는 탄소섬유판을 이용하여 표면매입 보강된 철근콘크리트 부재의 내화성능에 관한 연구로서 온도변화에 따른 탄소섬유 판의 인장시험, 에폭시의 상태변화 실험, 그리고 온도변화에 따른 부착성능에 관한 일련의 실험연구를 실시하였다. 실험연구로부터, 부착강도의 측면에서 콘크리트를 보강하기 위한 효율적인 보강방법은 표면매입 보강이며, 이 보강법은 상온에서는 그 효과가 매우 높지만, 비록 낮은 온도일지라도 주변온도가 높아질 경우에는 보강효과가 현저히 저하될 수 있음을 확인하였다. 특히, 주변 온도가 에폭시의 화학적 성질이 변화하기 시작하는 유리전이 온도에 근접할 경우, 부착기능이 상실되기 시작하므로 구조물의 안전한 내화설계를 위해서는 부착용으로 사용되는 에폭시의 성능을 개선시키고 또한 섬유보강재의 성능개선이 시급한 것으로 사료된다.

• Computers and Concrete
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• 제15권1호
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• pp.1-20
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• 2015

Many existing reinforced concrete (RC) columns in structures tend to become substandard RC ones due to updated standards or environmental changes. These substandard columns may alter the behaviors of the whole structure and therefore are in urgent need of seismic retrofitting. Owing to their superior advantages, carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites are widely used to retrofit RC columns. The applications mainly focus on various substandard RC columns, but few deals with substandard columns with deteriorated concrete, especially damaged by earthquake. The purpose of this paper is to investigate the seismic behaviors of CFRP reinforced partially deteriorated RC columns and to evaluate the effect of CFRP sheets on them. Six flexure-dominant columns were tested under a constant axial load and transverse cyclic displacements. It is found that the seismic behaviors of partially deteriorated columns can be recovered by wrapping CFRP sheets on them. Numerical analysis is then conducted using finite element methods and verified with experimental results. The effects of the axial load ratio, the ratio of the thickness of CFRP sheet to the column diameter, and the slenderness ratio on the seismic behaviors of CFRP reinforced RC columns are evaluated. Finally, a method is proposed to determine the required thickness of CFRP sheet.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.169-172
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• 2008

FPR(Fiber Reinforced Polymer)는 중량에 비해 높은 강도, 높은 내부식성 등 우수한 역학적 특성으로 인해 최근 건설분야에 적용되는 사례가 많아지고 있으며, 특히 콘크리트 구조물 보강에 가장 활발히 적용되고 있다. FRP를 이용한 전통적인 보강방법은 인장면에 FRP를 부착하는 부착공법이었으나, 부착공법은 FRP의 박리 또는 부착파괴와 같은 조기파괴 문제점과 고정하중과 분담과 사용성 개선이 어려운 단점을 갖고 있다. 이러한 FRP 부착공법의 문제점들을 해결하기 위한 노력으로 최근에는 CFRP 판에 프리스트레스를 도입하는 공법에 대한 연구들이 시작되었다. 판형태의 CFRP를 이용하여 구조물에 긴장력을 도입하면 주인장철근의 응력을 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조물의 균열폭과 휨변형도 감소시킬 수 있으며, 추가되는 활하중뿐만 아니라 고정하중도 일부 분담할 수 있게 되어 고가의 CFRP를 효율적으로 활용할 수 있는 방법이 된다. CFRP 판 긴장공법을 위해 최우선적으로 해결되어야 하는 것은 CFRP 긴장재를 정착하기 위한 적절한 정착장치의 개발이다. 본 연구에서는 CFRP 판 긴장재를 위한 정착장치를 개발하고자 CFRP 판의 정착단부 상세를 변수로 한 정착장치 인장실험을 수행하였으며, 기존 상용 정착구와 비교하여 저비용으로 제작 가능한 CFRP 판 긴장재용 몰드형 정착구의 성능을 검증하였다. 몰드형 정착장치에 대한 성능실험 결과 CFRP 판 긴장재의 표면이 거칠게 처리된 시편이 가장 정착성능이 우수한 것으로 나타났으며, 정착단부의 형상변화는 정착성능에 기여하지 못하는 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.

• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.106-109
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• 2006

It has been shown that many reinforced concrete(RC) structures designed without seismic details have experienced brittle shear failures in the beam-column joint area and may result in large permanent deformations and structural collapse. In this study, experimental investigations for RC beam-column joints strengthened with the carbon fiber-reinforced polymer(CFRP) under cyclic loadings were presented. The use of CFRP in the joint was varied to determine the effective way of improving the structural performances of RC joints. Ten RC beam-column joints were designed and tested with cyclic loadings. The experimental results showed that the use of CFRP in RC joints would be very effective solutions to improve the seismic performances of the non-seismic RC joints. All of the non-seismic design specimens strengthened with CFRP sheets showed the significant increase of strength and ductility.

• Computers and Concrete
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• 제19권1호
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• pp.41-49
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• 2017

The use of external carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) wraps is one of the most effective techniques existing for the confinement of the circular concrete columns. Currently, several researches have been made to develop models for predicting the behavior of this type of confinement. The disadvantage of the most models, is to not take into account the contribution of the transverse steel reinforcements (TSR) effect, However, very limited models have been recently developed that considers this combined effect and gives less accurate results. This paper presents the development of a new model for the axial behavior of circular concrete columns confined by combining external CFRP warps-and-internal TSR (hoops or spirals) based on the existing experimental data. The comparison between the proposed model and the experimental results showed good agreement comparing to the several existing models. Moreover, the expressions of estimating the ultimate strength and the corresponding strain are simple and precise, which make it easy to use in the design applications.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.85-90
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• 2013

본 논문에서는 탄소섬유강화플라스틱 면재와 알루미늄 샌드위치 심재를 가지는 복합재 샌드위치의 제조와 3절점 굽힘 실험에 대해 연구하였다. 시편은 3가지 하니컴 종류(3.18 mm, 4.76 mm, 6.35 mm의 셀 크기)와 3가지 곡률 반지름(평판, r = 1.6 m, r = 1.3 m)을 가지도록 제작하였다. 샌드위치 곡률의 기준은 W-방향을 기준으로 제작 하였다. CFRP $2{\times}2$ 트윌의 인장에서 기계적 물성치(탄성계수, 강도, 푸아송 비)를 측정하여 그 값들을 다른 CFRP 섬유 적층판의 값과 비교하였다. 실험결과 평판 샌드위치 패널의 3절점 굽힘 실험에서 심재의 전단강도는 공개된 데이터에 비해 11-30% 낮게 나왔다. 제한된 시편 크기에서 1.3미터 곡률을 가지는 패널은 평판 패널에 비해 심재의 극한 전단강도가 0.8-3.8% 감소한 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권5호
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• pp.557-566
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• 2017

Fiber reinforced polymer (FRP) sheets are the most efficient structural materials in terms of strength to weight ratio and its application in strengthening and retrofitting of a structure or structural elements are inevitable. The performance enhancement of structural elements without increasing the cross sectional area and flexible nature are the major advantages of FRP in retrofitting/strengthening work. This research article presents a detailed study on the inelastic response of conventional and retrofitted Reinforced Concrete (RC) frames using Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) and Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) subjected to quasi-static loading. The hysteretic behaviour, stiffness degradation, energy dissipation and damage index are the parameters employed to analyse the efficacy of FRP strengthening of brick in-filled RC frames. Repair and retrofitting of brick infilled RC frame shows an improved load carrying and damage tolerance capacity than control frame.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1533-1538
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• 2008

The development of new material systems like Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) places ever higher demands on the techniques for non-destructive material characterisation. Image-producing eddy current methods also need to satisfy these demands. Eddy-current imaging of FRP is based on the anisotropic electrical properties of the material investigated. Significant differences in conductivity between carbon fibres, polymer matrix and integrated functional components can be found. The availability of high-resolution sensors enables access to the local distribution of the electromagnetic properties. The static and dynamic procedures for isolating influential characteristics, already in use in eddy-current technology, can now be supplemented by topographical images. The precondition for a successful implementation of the eddy-current procedure is a deeper understanding of the image-generating process which allows correct interpretation of the images obtained.