• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.120-123
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• 2004

The lap splice lengths of deformed steel reinforcing bars and GFRP bars were experimentally compared using beam specimens. The purpose was to evaluate the length required of the GFRP bar to develop strength at least equivalent to the conventional steel reinforcing bar. The main test variable was the lap splice length: 10, 20, 30 $d_b$ for the deformed steel bars and 20, 30, 40 $d_b$ for the GFRP bars. Two different types of GFRP bars were tested: (1) one with spiral-type deformation and (2) plain round bars. Elastic modulus was about 1/5 of the steel bars while the tensile strength was about 690 MPa for the GFRP bars. Nominal diameter of the GFRP bars and steel bars was 12.7 and 13 mm, respectively. Normal strength concrete (28-day $f_{cu}$ = 30 MPa) was used. For the conventional steel bars (SD400 grade), strength over 400 MPa in tension was developed using the lap splice length of 20 and 30 $f_{cu}$. Only $87\%$ of the nominal yield strength was reached with the lap splice length of 10 $d_b$. For the spiral-type deformed GFRP bars with $40-d_b$ lap splice length, 440 MPa in tension was determined. The maximum tensile strength developed of the GFRP bars with smaller lap splice lengths decreased. The plain GFRP bar was not effective in developing the tensile strength even with $40-d_b$ lap splice length. Development of the cracks on beam surface was clearly visible for the beams reinforced with the GFRP bars. Mid-span deflections, however, were significantly smaller than the comparable beams with conventional steel bars indicating potential ductility problem.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.65-74
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• 2009

이형철근의 부식이 우려되는 경우, GFRP 보강근의 사용이 사용될 수 있다. 이 연구에서는 GFRP 보강근으로 보강된 총 36개 보 및 일방향 슬래브의 휨 실험을 수행하였다. 4종의 GFRP 보강근을 실험에 사용하였고, 보강근 직경은 13 mm이었다. 대부분의 실험체의 보강근은 중앙부에서 겹침이음되었다. 모든 보 및 슬래브는 4점재하 되었으므로, 이음부는 균일한 모멘트를 받도록 계획하였다. 실험변수는 이음길이, 피복두께 및 보강근 간격이었다. 보수적으로 부착강도를 평가하기 위하여 이음부에는 스터럽을 사용하지 않았다. 실험결과 보강근과 콘크리트 간 발생한 부착응력을 비선형 단면해석을 통하여 결정하였다. 2변수 선형 회귀분석을 사용하여 평균부착강도의 예측식을 유도하였다. 5% 분위수 개념을 사용하여 이음길이 설계식을 제안하였다. 이 연구의 결과로 이론적인 이음길이 설계식이 제안되었으며 결과를 ACI 440 정착설계식과 비교하였다.

• Computers and Concrete
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• 제18권6호
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• pp.1083-1096
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• 2016

Beam-column joints are recognized as the weak points of reinforcement concrete frames. The ductility of reinforced concrete (RC) frames during severe earthquakes can be measured through the dissipation of large energy in beam-column joint. Retrofitting and rehabilitating structures through proper methods, such as carbon fiber reinforced polymer (CFRP), are required to prevent casualties that result from the collapse of earthquake-damaged structures. The main challenge of this issue is identifying the effect of CFRP on the occurrence of failure in the joint of a cross section with normal ductility. The present study evaluates the retrofitting method for a normal ductile beam-column joint using CFRP under monotonic and cyclic loads. Thus, the finite element model of a cross section with normal ductility and made of RC is developed, and CFRP is used to retrofit the joints. This study considers three beam-column joints: one with partial CFRP wrapping, one with full CFRP wrapping, and one with normal ductility. The two cases with partial and full CFRP wrapping in the beam-column joints are used to determine the effect of retrofitting with CFRP wrapping sheets on the behavior of the beam-column joint confined by such sheets. All the models are subjected to monotonic and cyclic loading. The final capacity and hysteretic results of the dynamic analysis are investigated. A comparison of the dissipation energy graphs of the three connections shows significant enhancement in the models with partial and full CFRP wrapping. An analysis of the load-displacement curves indicates that the stiffness of the specimens is enhanced by CFRP sheets. However, the models with both partial and full CFRP wrapping exhibited no considerable improvement in terms of energy dissipation and stiffness.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.447-455
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• 2006

순수변위 비선형 4절점 쉘요소의 정식화를 제안하여 철근 콘크리트, 강재및 복합재료등 범용 목적의 구조물의 해석에 적합하도록 하였다. 기하강성의 정식은 2차 운동역학적 관계를 이용하여 쉘이 중립면에서 정의되었고 이러한 기하강성은 면내응력, 휨 모멘트와 수직 전단력의 형태로 구성되어 두꺼운 판 및 쉘의 해석에 효과적이다. 가정된 자연 변형률 방법을 사용하여 전단잠김 문제를 제거한 복합 쉘 요소는 얇은 판및 쉘의 경우에도 정확한 해를 구할 수 있다. 콘크리트 경우 소성이론 및 탄소성 파괴역학에 근거한 비탄성 해석이 가능하며 강재경우 폰미스의 항복이론과 이바노브의 항복이론을 이용한 소성해석이 가능하다. 복합 재료의 수직전단 강성 행렬은 평형방정식으로부터 유도하여 구성하였다. 본 연구에서 제안한 쉘 요소는 해석 예제들이 참고문헌과 잘 일치하여 정확성이 입증되었으며 범용목적의 박판구조 해석에 적합한 것으로 사료 되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.175-186
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• 2006

FRP 시스템으로 보강된 철근콘크리트 단면 대부분이 철근콘크리트로 구성되어 있어 휨해석 및 휨설계를 직사각응력블록을 이용한 강도설계법에 의존하는 경향이 있다. 그러나, 보강단면의 인장철근 및 FRP시스템에 의한 인장력이 부족한 단면의 FRP 시스템의 변형률이 인장파단변형률을 초과하면 강도설계법을 적용할 수 없는 해석상 모순에 빠져든다. 인장철근과 탄소섬유시트에 의한 인장력이 낮은 탄소섬유시트 보강보 실험에서 콘크리트 최대압축변형률이 0.003보다 낮은 것으로 측정되었을 뿐 아니라 최대휨모멘트는 강도설계법으로 산정된 공칭휨모멘트보다 작은 것으로 측정되어, FRP 시스템 보강단면의 공칭휨모멘트 산정에 강도설계법의 적용한계가 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.110-118
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• 2010

본 연구에서는 초고성능 시멘트 복합체(Ultra High Performance Cementitious Composites, UHPCC)의 압축강도에 미치는 강섬유 보강효과에 관한 연구를 수행하였으며, 일반 강섬유보강 콘크리트에서의 경향과 비교 검토를 실시하였다. 다양한 크기의 압축강도에 대해 UHPCC에서의 섬유보강효과에 관한 실험을 수행한 결과, 일반 섬유보강 콘크리트에서처럼 섬유보강에 따른 압축강도의 향상을 확인할 수 있었다. 실험결과는 압축강도 100MPa 이하를 대상으로 하는 일반 강섬유보강 콘크리트에 관한 기존 연구결과들과 비교분석을 실시하였다. 그 결과 모든 범위의 압축강도에 대해 압축강도에 관계없이 $f'_{cf}-f'_c$와 RI 이 일정한 선형관계를 가지는 것을 규명하였으며, UHPCC를 포함하는 광범위한 압축강도의 강섬유보강 콘크리트에 대해 적용이 가능한 포괄적 섬유보강효과의 관계식을 도출하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.183-193
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• 2006

본 연구는 탄소섬유시트로 보강된 철근콘크리트 보에 정적하중과 반복하중이 작용할 때의 거동을 다루고 있다. 탄소섬유시트로 보강된 RC보의 정적실험 결과를 기준으로 반복하중 실험을 수행하였다. 반복하중 실험의 변수는 탄소섬유시트 겹수, 단부 U밴드 유무, 반복하중 재하속도 등이 있다. 실험결과를 통해 단조증가하중과 반복하중 하에서의 에너지 소산량과 휨 강성의 변화, 연성특성, 강도특성, 휨 거동 등을 고찰하며, 또한 탄소섬유시트의 파단변형률을 평가하였다. 본 연구에서는 반복하중 실험 결과를 바탕으로 탄소섬유시트로 보강된 RC보의 정적 및 동적 휨 보강 해석 및 설계에 필요한 기초자료를 제시하고자 한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제25권1호
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• pp.39-52
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• 2007

This paper describes an experimental study on structural health monitoring of a 1:3-scaled one-story concrete frame subjected to seismic damage and retrofit. The structure is tested on a shaking table by exerting successively enhanced earthquake excitations until severe damage, and then retrofitted using fiber-reinforced polymers (FRP). The modal properties of the tested structure at trifling, moderate, severe damage and strengthening stages are measured by subjecting it to a small-amplitude white-noise excitation after each earthquake attack. Making use of the measured global modal frequencies and a validated finite element model of the tested structure, a neural network method is developed to quantitatively identify the stiffness reduction due to damage and the stiffness enhancement due to strengthening. The identification results are compared with 'true' damage severities that are defined and determined based on visual inspection and local impact testing. It is shown that by the use of FRP retrofit, the stiffness of the severely damaged structure can be recovered to the level as in the trifling damage stage.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권1호
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• pp.19-32
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• 2020

Due to repetitive traffic loadings and environmental attacks, reinforced concrete (RC) bridge deck slabs are suffering from severe degradation, which makes structural repairing an urgency. In this study, the fatigue performance of an RC bridge deck repairing technique using ultra-high performance fiber reinforcement concrete (UHPFRC) overlay is assessed experimentally with a wheel-type loading set-up as well as analytically based on finite element method (FEM) using a crack bridging degradation concept. In both approaches, an original RC slab is firstly preloaded to achieve a partly damaged RC slab which is then repaired with UHPFRC overlay and reloaded. The results indicate that the developed analytical method can predict the experimental fatigue behaviors including displacement evolutions and crack patterns reasonably well. In addition, as the shear stress in the concrete/UHPFRC interface stays relatively low over the calculations, this interface can be simply simulated as perfect. Moreover, superior to the experiments, the numerical method provides fatigue behaviors of not only the repaired but also the unrepaired RC slabs. Due to the high strengths and cracking resistance of UHPFRC, the repaired slab exhibited a decelerated deterioration rate and an extended fatigue life compared with the unrepaired slab. Therefore, the proposed repairing scheme can afford significant strengthen effects and act as a reference for future practices and engineering applications.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.228-229
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• 2018

In the construction industry, we have set goals such as reduction of greenhouse gas emissions and reduction of energy use. In particular, reduction of CO₂ emissions in the concrete manufacturing process, reduction of industrial waste and industrial wastes into concrete The zero-emission level of reuse as a resource is under review. On the other hand, the cost of stone is expensive due to small quantity production of domestic stone production in order, it is difficult to carry and construct with heavy material, and it takes long time to construct. In order to solve the shortage of supply and demand of natural stone, various kinds of stone powder, artificial stone made by putting stone texture on the surface of mortar or concrete, fiber reinforced plate, tiles and the like are increasingly used. In this study, the artificial stone using slag and recycled aggregate instead of natural stone was fabricated and the strength characteristics were evaluated for its applicability and feasibility.