• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제84권1호
• /
• pp.101-111
• /
• 2022

It is widely known that axially loaded fiber-reinforced polymer (FRP) confined concrete presents significant and enhanced mechanical properties with reference to the unconfined concrete. Therefore, to predict the mechanical behavior of FRP-confined concrete two quantities-peak strength and ultimate strain are required. Despite the significant advances, the determination of the ultimate strain of FRP-confined concrete is one of the most challenging problems to be resolved. This is often attributed to our persistence in desiring the conventional methods as the sole technique to examine this phenomenon and the complex nature of the ultimate strain of FRP-confined concrete. To bridge the research gap, this study adopted two machine learning (ML) techniques-artificial neural network (ANN) and Gaussian process regression (GPR)-to analyze observations obtained from 627 datasets of FRP-confined concrete circular and non-circular sections under axial loading test. Besides, the techniques are also used to predict the ultimate strain of FRP-confined concrete. Seven parameters namely width/diameter of the specimens, corner radius ratio, the strength of concrete, FRP elastic modulus, FRP thickness, FRP tensile rupture strain, and the axial strain of unconfined concrete-are the input parameters used to predict the ultimate strain of FRP-confined concrete. The results of the current study highlight the merit of using AI techniques in structural engineering applications given their extraordinary ability to comprehend multidimensional phenomena of FRP-confined concrete structures with ease, low computational cost, and high performance over the existing empirical models.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
• /
• pp.297-300
• /
• 2006

One of main issues of the FRP-concrete composite member is shear connection between FRP and concrete in order to secure composite behavior of FRP and concrete. To solve this problem, perfobond rib FRP shear connector is introduced for the mechanical shear connection. In this study, experimental study was carried out on the perfobond rib FRP shear connectors in order to develop the effective details of perfobond rib FRP shear connectors. Pull-out test specimens were manufactured with FRP plate with holes embedded in concrete block. Main parameters considered in this study were diameter of holes, ratio of spacing between the centres of holes to the diameter of holes, and thickness of FRP plates. Test results are discussed according to above parameters compared with other empirical expressions for steel perfobond rib connector.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
• /
• pp.309-312
• /
• 2006

An experimental study for bond slip behavior of concrete and a FRP plank was used as the both formwork and the tensile reinforcement for a concrete structural member is described. For the FRP plank and the concrete to act as a composite structural member a satisfactory bond at the interface between the smooth surface of the FRP and the concrete must be developed. This study focuses on investigation of the bond slip behavior of sand coated interface between FRP and cast-in-place concrete experimentally.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.579-584
• /
• 2003

For strengthening deteriorated concrete structures, externally bonded FRP sheets or plates using epoxy resins are widely used. For the external FRP composites to be effective in improving the performance of the structure, bond between FRP composites and concrete is required. In general, the most frequently observed failure mode in FRP strengthened concrete structures is debonding failure at the interfacial section between FRP and concrete. Therefore, it is very important to find out the interfacial behavior properties. This paper presents experimental results of the relationship of concrete and FRP sheet for some conditions including concrete compressive strength, concrete surface preparation to observe the bond behavior between concrete and FRP sheet and various anchorage types to increase the bond capacity of FRP sheet.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.501-509
• /
• 2004

제안된 모델은 FRP 구속 콘크리트에 대한 압축거동 예측을 위한 것이다. FRP로 구속된 콘크리트의 모델링을 위하여, 3축 응력상태의 콘크리트 아탄성 구성관계를 제시하였다. FRP 구속에 따른 콘크리트 강도 증진은 3축 응력공간의 파괴기준에 따라 결정되며, 이에 대응하는 최대 압축변형률은 본 연구에서 제안된 변형률 증진계수로부터 결정된다. 따라서, 기존의 모델들이 하중단계에 관계없이 구속조건이 초기부터 파괴까지 일정하게 고려되는 반면에, 제안된 모델은 FRP로 구속된 콘크리트의 구속현상을 하중단계에 의존적인 비선형 관계로 제시하였다. FRP 층은 2차원의 적층된 복합재료의 해석에 기초하여 모델링되었다. 개발된 해석모델은 증분법에 의한 압축거동실험에 대한 해석을 수행할 수 있도록 하였다. FRP로 구속된 콘크리트 실린더의 대한 여러 연구자들의 실험 결과와 본 예측모델을 비교한 결과, 제안된 모델은 축방향 변형 뿐만 아니라 횡방향 변형을 포함하여 FRP 층으로 인한 콘크리트의 구속효과의 증진에 관한 거동 특성들을 잘 예측해 주었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.67-74
• /
• 2007

FRP 판을 콘크리트 구조물의 거푸집 및 보강재로 이용하기 위한 기본적인 실험을 수행하였다. FRP 판과 콘크리트가 합성 효과를 발휘하기 위해서는 두 재료간의 부착이 중요한 요인 중의 하나이다. 이러한 부착을 확보하기 위하여 FRP 판에 두 가지 크기의 골재를 일반적으로 건설 현장에서 많이 사용하는 에폭시를 이용하여 부착 하였다. 콘크리트 보는 FRP 판만으로 인장 보강하였고 추가적인 휨 및 전단 보강은 하지 않았다. 비교를 위해 한 비교 실험 시편은 FRP 판에 골재를 부착하지 않고, 다른 한 비교 실험 시편은 FRP 판 대신에 종래의 철근으로 보강하여 실험하였다. 모든 콘크리트 보의 실험은 보의 중앙에 집중하중을 파괴까지 재하하였다. 실험 결과는 현행 ACI 318(2005)과 ACI 440(2006)과 비교 분석하였다. 본 연구 결과 FRP 판을 콘크리트 구조물의 거푸집 대용 및 인장 보강재로 충분히 활용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.1765-1775
• /
• 2013

콘크리트 공시체의 압축강도와 연성성능을 향상시키기 위하여 FRP 와이어의 적용을 실험적으로 연구하였다. 와이어 보강겹수와 콘크리트 압축강도의 변화가 고려된 와이어 보강 공시체의 압축실험을 실시하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 측정된 축방향변형률, 원주방향변형률, 체적변형률에 의한 와이어 내부 콘크리트의 손상상태를 분석하여 와이어 보강효과를 평가하였다. FRP 와이어 보강 공시체의 응력-변형률 선도는 두 개의 직선구간과 변환구간으로 구성된 것으로 측정되었으며, 균열이후구간에서 응력상승거동하였다. 와이어 보강 공시체의 균열강도와 최대강도는 와이어 보강겹수에 비례하여 증가하는 것으로 평가되었다. 와이어가 3겹 보강된 35 MPa 공시체의 최대강도는 무보강 공시체의 압축강도보다 286% 높게 측정되었다. FRP 와이어 보강 공시체의 내부 콘크리트 파괴형태는 i) 수직균열 또는 경사균열파괴; ii) 수평균열파괴로 구분되었다. 특히, 수평균열파괴는 와이어에 의한 구속약화로 인하여 갑자기 내부 콘크리트가 팽창하는 부분과 와이어가 아직 내부 콘크리트를 효과적으로 구속하는 부분의 전단효과로 발생하였으며, 수평균열은 공시체의 중앙부를 기준으로 여러 면으로 발생하였으며, 와이어에 의한 구속효과가 우수한 공시체에 발생하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 와이어 최대파단변형률에 대한 인장파단변형률의 비가 55-90%로 측정되었으며, 평균 69.5%로 나타났다. 이는 일반 FRP 시트 보강 공시체 실험에서 측정된 시트 파단변형률보다 다소 높은 값으로 FRP 와이어 보강 공법의 우수성을 입증한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.595-606
• /
• 2012

강재의 강지적인 사용으로 인한 부식 등과 같은 문제점을 보완할 수 있는 대체 재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 본 연구에서는 FRP 복합부재의 거동특성 파악을 위해 FRP와 콘크리트 합성부재에 대한 하중재하 실험을 수행하였다. 또한 역학적 거동분석을 위하여 동일 조건에 대한 수치해석을 수행하였다. 하중재하 실험 및 수치해석결과, FRP와 콘크리트 계면특성을 고려하는 것이 보다 합리적인 해석방법인 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
• /
• pp.746-749
• /
• 2004

A new-type of FRP-concrete composite bridge deck system is proposed and its behaviors are experimentally studied. The new-typedeck consists of FRP as a permanent form and main tension resisting member and concrete as a compression resisting member. A suitable bonding method such as silica coating is applied to the interface between FRP and concrete to ensure composite behavior. The proposed deck system uses the box-shape FRP member, while a typical FRP-concrete composite deck uses the I-shape FRP member. Theproposed deck system has inherent advantages of a FRP-concrete composite deck like corrosion free and easy construction. The new-type deck shows the equal performances compared to a previous one, and has the advantage of reducing self-weight. In this study, the static tests on 3-span FRP-concrete decks in full scale are carried out, so that load-displacement relation, stress distribution, failure mode and design criteria are analyzed. The test results show that the deflection design criterion (L/800, L: span length) is satisfied at the service load state. No concrete tensile crack occurs in the negative moment region above the main girder, regardless of no tensile reinforcement at upper concrete portion.

• Advances in concrete construction
• /
• 제9권2호
• /
• pp.125-137
• /
• 2020

As confining materials for concrete, steel and fibre-reinforced polymer (FRP) composites have important applications in both the seismic retrofit of existing reinforced concrete columns and in the new construction of composite structures. We present a comprehensive review of the axial stress-strain behaviour of the FRP-confined concrete column. Next, the mechanical performance of the hybrid FRP-confined concrete-steel composite columns are comprehensively reviewed. Furthermore, the results of FRP-confined concrete column experiments and FRP-confined circular concrete-filled steel tube experiments are presented to study the interaction relationship between various material sections. Finally, the combinations of material sections are discussed. Based on these observations, recommendations regarding future research directions for composite columns are also outlined.