• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.315-323
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• 2013

최근 건설 산업에서 FRP는 재료적 장점으로 RC 구조물의 보강 재료로서 많이 사용되어지고 있다. FRP 외부부착보강은 중량에 비하여 높은 강도 및 강성, 우수한 내구성과 시공성등 여러 가지 장점을 가지는 공법이다. 그러나 외부부착보강은 구조물이 투수성이 낮은 보강재로 밀폐되고 수분이 외부로 배출되지 못함으로 인하여, 장기적인 구조물의 손상을 발생시키는 문제점이 있다. 본 연구에서는 기존의 FRP (Fiber Reinforced Polymer)와 재료적성질은 동등하면서, 투수성을 지녀 콘크리트 구조물의 모체와 부착성 및 내구성능 및 내구성이 우수한 유리섬유 패널(Glass Fiber Composite Pannel )에 대해서 휨 실험을 수행하여 복합소재 스트립의 섬유함량의 변화에 따른 실험변수별 내력증진 및 연성 증진 효과를 비교 분석하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권6호
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• pp.617-627
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• 2018

After earthquakes FRP sheets are often used for the rehabilitation of damaged Reinforced Concrete (RC) beamcolumn connections. Connections with minor to moderate damage are often dealt with by applying FRP sheets after a superficial repair of the cracks using resin paste or high strength mortar but without infusion of thin resin solution under pressure into the cracking system. This technique is usually adopted in these cases due to the fast and easy-to-apply procedure. The experimental investigation reported herein aims at evaluating the effectiveness of repairing the damaged beam-column connections using FRP sheets after a meticulous but superficial repair of their cracking system using resin paste. The investigation comprises experimental results of 10 full scale beam-column joint specimens; five original joints and the corresponding retrofitted ones. The repair technique has been applied to RC joints with different joint reinforcement arrangements with minor to severe damage brought about by cyclic loading for the purposes of this work. Aiming at quantitative concluding remarks about the effectiveness of the repair technique, data concerning response loads, loading stiffness and energy absorption values have been acquired and commented upon. Furthermore, comparisons of damage index values and values of equivalent viscous damping, as obtained during the test of the original specimens, with the corresponding ones observed in the loading of the repaired ones have also been evaluated and commented. Based on these comparisons, it is deduced that the technique under investigation can be considered to be a rather satisfactory repair technique for joints with minor to moderate damage taking into account the rapid, convenient and easy-to-apply character of its application.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.65-71
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• 2005

최근 노후화된 철근콘크리트 구조물에 대한 FRP를 이용한 보강공법의 적용이 증가하고 있다. 하지만 휨 보강에 대해서는 연구로 인해 정량적인 평가로 인해 효율적인 설계가 가능하지만, 전단보강의 경우에는 파괴메카니즘을 완전히 규명하지 못하는 상태이다. 본 연구에서는 전단보강근이 있는 철근콘크리트보에 매립형 CFRP를 전단보강하여 보강효과를 파악하고자 실험을 수행한 후, 실험결과를 토대로 분석 및 고찰을 통해 정량적인 보강효과를 도출하고자 한다. 시험체 제작시 실험변수로는 전단보강근의 간격과 보강방향으로 하여 시험체를 10개 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 전단보강근 간격과 보강방향에 따라 CFRP의 보강효과는 다소 차이를 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.93-100
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• 2008

혹독한 자연환경하에서의 구조물의 내구성이 주요한 관심사도 대두되면서 건설분야에서 섬유강화폴리머의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 FRP bar를 휨부재의 휨보강근으로서의 적용가능성을 평가하기 위하여 휨실험을 수행하였다. 탄소섬유, 유리섬유 및 탄소와 유리섬유를 혼합한 hybrid 섬유 보강근을 사용하여 보강량을 변화시킨 12개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 그결과는 파괴형태, 모멘트-변위, 휨강도, 연성지수 및 단면에서의 변형율분포 등에 대하여 분석하였다. 실험결과는 ACI 기준에 제시된 모델과 비교하였으며, 전체적으로 보의 휨강도는 강도설계이론에 의한 결과와 거의 유사한 것으로 나타났다. 그러나 처짐의 경우에는 유리섬유의 경우는 이론이 과대평가 되었으며, 탄소섬유는 과소평가되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.3562-3569
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• 2013

콘크리트 구조물은 외부환경에 의하여 시간이 지남에 따라 그 성능이 지속적으로 감소되며 이를 보강하기 위하여 새로운 재료의 개발 및 적용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP복합재료의 경우, 높은 강도-중량비, 우수한 내식성과 시공성을 갖추고 있어 노후된 구조물의 보수 및 보강재료로 많은 관심을 받고 있으나 현장적용 시FRP 복합재료의 외부환경에 대한 신뢰성 및 설계기준 부족으로 재료의 장점에도 불구하고 그 활용도는 그리 증가하지 못하였다. 본 연구에서는 콘크리트 압축부재의 횡 구속용으로 적용 가능한 GFRP 보강재에 대하여 고온으로의 온도변화에 따른 재료적 특성과 구속효과에 대한 구조적 거동을 조사하였다. 이를 위하여 GFRP 보강재의 온도에 따른 인장 물성치와 콘크리트 부재의 구속 압축효과를 실험변수로 각각 선정하였으며 GFRP로 횡 구속된 콘크리트 시편을 설정온도별로 각각 3개씩 제작하여 실험연구를 수행하였다. 실험 시 온도변화의 경우 고온로를 사용하여 일정 시간동안 실험온도에 노출되도록 시편을 거치하였으며 압축성능평가의 경우 만능재료시험기(UTM)를 통하여 섬유의 횡 구속에 따른 보강효과 변화를 파악하였다. 최종적으로 온도변화에 따른 GFRP재료의 인장특성은 점진적으로 감소하는 것을 정량적으로 알 수 있었으며, 콘크리트 횡 구속 시 GFRP 보강재에 의한 구속능력은 $150^{\circ}C$까지 온도가 상승함에 따라 감소하는 것을 본 연구를 통하여 관찰하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.467-474
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• 2007

본 논문에서는 부착 유무, 정착장치 유무, 긴장량, 경간 길이 등을 실험 변수로 하여 총 13개의 시험체를 제작하여 휨 성능 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 1개의 표준시험체, 2개의 긴장력을 도입하지 않는 보강시험체, 4개의 긴장력을 도입한 비부착보강시험체, 4개의 긴장력을 도입한 부착시험체와 2개의 경간 길이가 다른 보강시험체를 제작하였다. 또한, 콘크리트의 비선형, 철근 및 탄소섬유와 콘크리트와의 계면 특성을 고려한 DIANA 프로그램을 이용하여 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 긴장력을 도입한 보강된 시험체는 박리 파괴가 아닌 FRP 파단에 의하여 최종파괴가 되었다. 특히, 긴장력을 도입한 부착시험체는 1차, 2차 박리가 발생 후, 정착장치의 고정으로 인하여 부착시스템에서 비부착시스템으로 전환되었다. 또한, 탄소섬유판으로 보강된 시험체의 해석 결과와 실험 결과를 비교 분석하였다. 긴장력을 도입한 탄소섬유판으로 보강된 모든 시험체는 연성지수가 3이상 나타나 어느 정도 이상의 연성을 확보하고 있는 것으로 알 수 있었다. 그리고 박리하중과 항복하중 및 극한하중에서 실험값과 해석값이 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.225-231
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• 2007

최근 건설 산업에서 FRP는 재료적 장점들 때문에 구조물의 보강재로서 높은 관심을 모으고 있다. 본 연구에서는 CFRP 보강량에 따른 철근콘크리트 보의 구조적 거동과 보강된 CFRP 종류에 따른 보의 연성에 대해 연구한 것이다. 실험에서 보강량을 증가시켜 실험했을 때 실험체를 겹 보강하는 것보다는 폭 보강하는 것이 더 효율적이었다. CFRP로 보강된 보의 파괴에서는 휨 파괴를 일으키면서 취성적인 양상을 보였다. 또한 에너지 비 측면에서 보의 대부분이 취성 파괴로 분류되었다. CFRP 플레이트에 비해 쉬트의 에너지 비가 전체적으로 50%를 넘고 겹 보강을 하지 않은 실험체는 약 70% 정도로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권2호
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• pp.179-196
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• 2021

Experimental investigations on the seismic behaviors of the PVC-FRP Confined Reinforced Concrete (PFCRC) columns under low cyclic loading are carried out and two variable parameters including CFRP strips spacing and axial compression ratio are considered. The PFCRC column finally fails by bending and is characterized by the crushing of concrete and yielding of the longitudinal reinforcement, and the column with a high axial compression ratio is also accompanied by the cracking of the PVC tube and the fracture of CFRP strips. The hysteretic curves and skeleton curves of the columns are obtained from the experimental data. With the increase of axial compression ratio, the stiffness degradation rate accelerates and the ductility decreases. With the decrease of CFRP strips spacing, the unloading sections of the skeleton curves become steep and the ductility reduces significantly. On the basis of fiber model method, a numerical analysis approach for predicting the skeleton curves of the PFCRC columns is developed. Additionally, a simplified skeleton curve including the elastic stage, strengthening stage and unloading stage is suggested depending on the geometric drawing method. Moreover, the loading and unloading rules of the PFCRC columns are revealed by analyzing the features of the skeleton curves. The quantitative expressions that are used to predict the unloading stiffness of the specimens in each stage are proposed. Eventually, an analytical model for the PFCRC columns under low cyclic loading is established and it agrees well with test data.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.190-198
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• 2002

본 연구에서는 폐 FRP(fiber reinforced plastics) 미분말을 잔골재 대용으로 치환한 폴리머 시멘트 모르타르의 물성을 조사하였다. 폴리머 혼화제로는 Styrene-Butadiene Rubber(SBR) 라텍스, Polyacrylic Ester(PAE) 에멀젼 및 Ethylene-Vinyl Acetate(EVA) 에멀젼을 사용하였다. 폐FRP 미분말의 치환율을 5~30 wt%, 폴리머 혼화제의 첨가량을 폴리머 시멘트비 5~20 wt%로 변화시켜 공시체를 제작하였다. 굳지 않은 폴리머 시멘트 모르타르의 물성, 경화 공시체의 흡수율, 내열수성 및 양생방법 에 따른 압축 및 휨강도를 측정하였다. 폐FRP 미분말을 치환ㆍ첨가한 폴리머 시멘트 모르타르의 압축 및 휨강도는 폐FRP 미분말의 치환량이 증가할수록 감소되었고, 폴리머 시멘트비가 증가할수록 증가되었다. 폴리머 혼화제로서 SBR 라텍스를 사용한 폴리머 시멘트 모르타르의 강도특성이 가장 우수하였고, 폴리머 시멘트 모르타르의 적정한 폴리머 시멘트비는 20wt%이었고, 폐FRP 미분말의 적정 치환량은 20wt%로 나타났다. 또한 폴리머 시멘트 모르타르는 가열양생에 의해 강도발현이 촉진되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권2호
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• pp.411-427
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• 2016

While the cyclic behaviour of fiber-reinforced polymer (FRP)-confined columns is studied rather extensively, the cyclic response especially the energy dissipation of FRP-confined damaged and undamaged square RC columns is not yet fully understood. In this paper, an experimental and numerical investigation was conducted to study the cyclic behavior of two different types of Carbon FRP (CFRP)-confined square RC columns: strengthened and repaired. The main variables investigated are initial damage, confinement of CFRP, longitudinal steel reinforcement ratio. The experimental results show that lower initial damage, added confinement with CFRP and longitudinal reinforcement enhance the ductility, energy dissipation capacity and strength of the columns, decrease the stiffness and strength degradation rates of all CFRP-confined square RC columns. Two hysteretic constitutive models were developed for confined damaged and undamaged concrete and cast into the non-linear beam-column fiber-based models in the software Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSees) to analyze the cyclic behavior of CFRP-confined damaged and undamaged columns. The results of the numerical models are in good agreement with the experiments.