• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권3호
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• pp.409-424
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• 2012

Since relatively low elasticity modulus of the FRP materials results in lower natural frequencies, it is necessary to study the free vibration of FRP transmission poles. In this paper, the free vibration of tapered FRP transmission poles with thin-walled circular cross-section is investigated by a tapered beam element. To model the flexible joints of the modular poles, a rotational spring model is used. Modal analysis is performed for typical FRP poles with/without joint and they are also modeled by ANSYS commercial finite element software. There is a good correlation between the results of the tapered beam finite element model and those obtained from ANSYS as well as the existing experimental results. The effects of different geometries, material lay-ups, concentrated masses at the pole tip, and joint flexibilities are evaluated. Moreover, it is concluded that using tougher fibres at the inner and outer layers of the cross-section, results in higher natural frequencies, significantly.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.451-458
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• 2004

본 연구는 재래 철근과 Fiber Reinforced Polymer 보강재를 사용한 Hybrid Reinforcement System의 기본 개념과 적용성에 대해 기술하고 있다. 콘크리트 교량상관은 보로서 지지되고 상하 두층의 보강재로 인장보강되어 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판에서는 보 지지점 부근의 부모멘트에 대한 상부 인장력은 FRP 봉으로 저항하고 보 지지점 중앙부근의 하부인장력은 재래의 철근으로 저항한다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 FRP 봉은 비 부식성이고, 부식되기 쉬운 철근은 교량상판 위로부터 가급적 멀리하여 부식물질의 침투를 막을 수 있는 장점이 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 또한 극한상태에서 충분한 연성을 가지고 있다. 그 이유는 1) FRP봉은 철근보다 탄성계수가 낮고 파단시의 최대 변형률이 크며, 2) 충분한 FRP 보강량을 사용하면 극한변형률을 낮출 수 있으며, 3) 부모멘트 구간의 일부를 비부착시켜 극한 변형률을 낮출 수 있다. 실험 연구 결과 보통의 FRP보강비의 범위에서는 FRP 및 HRS 콘크리트 슬래브는 FRP봉의 파단이 아니라 콘크리트의 압축에 의해 파피됨을 보여주고 있다. 그러므로 HRS를 이용한 연속 콘크리트 교량상관에서는 정모멘트부의 하부철근이 먼저 항복하여 소성힌지를 형성하고 나중에 부보멘트나 정모멘트부의 콘크리트가 압축파괴되어 FRP 콘크리트 슬래브에 비하여 상당한 소성에너지를 소모한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.135-144
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• 2007

최근에 노후화된 콘크리트 구조물의 보수 보강 방법으로 FRP를 이용한 보강이 효과적인 것으로 알려지고 있다. 본 연구의 목적은 FRP로 보강된 콘크리트 실린더의 거동을 실험적으로 조사하고자 하는 것이다. 실험 변수로는 콘크리트의 압축강도, FRP재료의 종류 및 구속비이다. 본 연구에서 아라미드, 탄소 및 유리섬유로 보강된 콘크리트의 성능을 압축강도 실험을 통한 연구 결과를 보이고 있다. 이를 위해 축방향 하중, 축방향 및 횡방향 변형률을 측정하였다. 본 연구를 통하여 콘크리트의 강도와 횡방향 변형률과 횡방향 구속응력의 비로 정의되는 구속비가 구속 콘크리트의 응력-변형률을 결정하는 주요 인자인 것으로 나타났다. FRP로 더 많은 보강을 한 실험체는 우수한 구속력으로 인한 강도의 증가를 야기하였다. 고강도 콘크리트의 경우 FRP에 의한 보강으로 구속력의 증가이 증가되더라도 실험체의 압축변형률이 감소하여 취성파괴의 경향을 보였다. 구속된 콘크리트의 파괴는 FRP 재료의 극한 변형률 보다 낮은 변형률에서 FRP의 파단으로 시작되어 콘크리트의 파괴에 도달하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-28
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• 2009

폐FRP 선박을 재활용하는 기술은 많은 발전을 이루어 왔으며 최근에는 가장 재활용도가 적은 부분인 유리섬유의 고부가치화 재활용이 특히 주목받고 있다. 폐FRP 선박의 재처리 과정에서 추출된 유리섬유는 피막된 수지 성분의 내화학성으로 인하여 섬유보강재로서 사용 가능하다는 것이 보고되었다. 그러나 섬유보강재(laminated glass fiber reinforced material)를 추출하는 공정의 효율성과 경제성의 재고는 개선되어여할 과제이다. 본 연구는 다층구조인 FRP로부터 면포층(roving cloth layer)을 보다 효과적으로 박리할 수 있는 방법을 제시하여 추출공정의 최적화를 도모하고자한다. 새로운 추출공정에서 생산된 섬유보강재를 활용한 섬유강화콘크리트(Fiber Reinforced Concrete, FRC)의 강성은 매우 우수한 것으로 관찰되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.13-16
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• 2008

철근으로 휨 보강된 일반적인 부재의 경우, 강도설계법으로 부재의 공칭 휨 강도를 계산할 때 모든 휨 인장 철근은 극한상태에서 항복한다고 가정한다. 따라서 인장력은 철근의 도심에 작용하고 인장 철근 단면적과 철근의 항복강도의 곱으로 표현될 수 있다. 그러나 FRP bar는 철근과 달리 항복거동을 보이지 않기 때문에 각 열 FRP bar에 작용하는 응력은 중립축에서 떨어진 거리에 따라 달라질 것이다. 게다가 서로 다른 종류의 FRP bar가 동시에 한 부재에 적용된다면, 각 FRP bar의 변형률에 따라 작용하는 응력 또한 다양하게 될 것이고, 거동 양상 역시 예상과 다르게 나타날 것이다. 이에 본 연구에서는 일반철근, CFRP bar, GFRP bar를 이용하여 하이브리드 휨 보강된 6개의 고강도 콘크리트 보를 제작하고 구조실험을 실시하였다. 실험 결과 하이브리드 보강된 부재는 FRP bar로 단순 보강된 부재의 낮은 강성, 큰 균열폭, 취성 문제를 상당히 보완시켜주는 것으로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.390-391
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• 2009

Recently, composite hollow bushings have been increasingly employed mainly from the various characteristics. Composite bushings are superior to porcelain bushings in several respects, including lighter weight, better anti-pollution and anti-explosion properties, and easer manufacturing. This paper deals with the optimal thermal fitting for improved tightness characteristics of composite bushing. Two types of composite bushings were fabricated. For optimal fitting process, it is necessary using adhesive and designed internal structure of flange and FRP tube. In this study, for improved tightness characteristics of composite bushing has prominence and interface tolerance of flange and FRP tube. From FE-SEM analysis the adhesive layers were different with interface tolerance, sample 1 and 2 which have respective about $120{\mu}m$ and $50{\mu}m$.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제46권1호
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• pp.111-135
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• 2013

An experimental study has been carried out on square plain concrete (PC) and reinforced concrete (RC) columns strengthened with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets. A total of 78 specimens were loaded to failure in axial compression and investigated in both axial and transverse directions. Slenderness of the columns, number of wrap layers and concrete strength were the test parameters. Compressive stress, axial and hoop strains were recorded to evaluate the stress-strain relationship, ultimate strength and ductility of the specimens. Results clearly demonstrate that composite wrapping can enhance the structural performance of square columns in terms of both maximum strength and ductility. On the basis of the effective lateral confining pressure of composite jacket and the effective FRP strain coefficient, new peak stress equations were proposed to predict the axial strength and corresponding strain of FRP-confined square concrete columns. This model incorporates the effect of the effective circumferential FRP failure strain and the effect of the effective lateral confining pressure. The results show that the predictions of the model agree well with the test data.

• 한국기계연구소 소보
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• 통권20호
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• pp.49-55
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• 1990

Filament-Wound composite pressure vessels offer significant weight saving over the conventional metal pressure vessels. S-2 glass/epoxy pressure vessel was designed, fabricated and tested. It was considered, in the analysis that the matrix and the metal liner of FRP pressure vessel shared the internal pressure. The thicknesses of hoop and helical layers were determinded by the computer program developed for the design of FRP/Metal structural pressure vessel. The computer program increased the structural efficiency about 14% comparing with the netting analysis. The experimental measurement on the deformation by internal pressure agrees with the theoretical analysis within the accuracy of 5%.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권1호
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• pp.42-45
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• 2014

폐 FRP의 처리는 매우 급박하나 뚜렷한 생산성 있는 방법이 많지 않다. 본 연구진은 FRP의 층간 구성에 초점을 맞춰 층으로 분리하였으며, 각 층의 구성 성분에 따라 물성이 다름을 확인한 바 있다. 그 중 유리섬유 다발이 바구니 조직으로 틀을 이루고 있는 로빙층에서 유리섬유("F섬유")를 제작하였다. 그 크기를 폭 1 mm와 3 mm로 달리하고 길이는 3 cm로 잘라 부피비로 0.5%, 0.7%, 1.0%, 1.5%를 포함하도록 섬유강화 콘크리트(fiber reinforced concrete, FRC)를 제작하였다. 압축강도, 인장강도, 휨강도를 비교하기 위해 강화재를 포함하지 않은 것과 합성수지(polypropylene, PP)를 0.1% 포함하는 비교 샘플도 제작하였다. 실험결과 인장강도와 휨강도는 PP를 포함하는 것과 유사하거나 버금가는 강도를 보인 반면, 압축강도는 강화재를 넣지 않은 것과 유사하거나(3 mm 폭), 약 20% 정도 감소하였다(1 mm 폭). 이 결과를 바탕으로 폐 FRP 소재를 건축자재로 쓸 경우에는 압축강도가 큰 영향을 주지 않는 부분에 사용할 것을 권한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.42-45
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• 2008

FRP 선박에서 발생하는 폐FRP를 처리하는 방법으로 분쇄하지 않고 판상으로 박리(剝離)하는 것을 제시한 바 있다. 폐 FRP에서 분리한 층상의 로빙층으로부터 얻은 F섬유는 FRP제조시 사용하였던 수지를 포함하여 원 유리섬유에 비해 그 인장강도가 우수하다(90% 이상). F섬유의 SEM 이미지로 많은 수지의 존재를 확인하였다. F섬유의 활용성을 건축자재에서의 대체물로 가정하고 염기성 용액(NaOH+KOH)에서의 강도를 측정하였다. 이 때 일어날 수 있는 반응 메카니즘은 유리섬유의 Si-O-Si결합 조직을 수산기 이온($OH^-$)이 공격하는 것으로 보았다. 측정된 인장강도 변화에 대해 $r^2$=96%로 맞추어 얻은 시뮬레이션 그래프로 반응 메카니즘을 추정할 수 있었다. 반응 초기에는 속도적인 반응에 의해 급격한 강도저하를 보이나 30일 이후에는 수산기 이온의 확산에 의존하는 패턴으로 강도가 저하되었다. 이는 앞서 보고된 AR유리에 대한 강도저하와 유사한 결과이며, 그래프를 외연하여 F섬유의 수명을 예측할 수 있다.