Hany, Marwa;Makhlouf, Mohamed H.;Ismail, Gamal;Debaiky, Ahmed S.
Structural Engineering and Mechanics
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제83권4호
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pp.415-433
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2022
Eighteen (18) (120×300×2200 mm) beams were prepared and tested to evaluate the shear strength of Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC) beams with no shear reinforcement, and evaluate the effectiveness of various innovative strengthening systems to increase the shear capacity of the GFRC beams. The test variables are the amount of discrete glass fiber (0.0, 0.6, and 1.2% by volume of concrete) and the type of longitudinal reinforcement bars (steel or GFRP), the strengthening systems (externally bonded (EB) sheet, side near-surface mounted (SNSM) bars, or the two together), strengthening material (GFRP or steel) links, different configurations of NSM GFRP bars (side bonded links, full wrapped stirrups, side C-shaped stirrups, and side bent bars), link spacing, link inclination angle, and the number of bent bars. The experimental results showed that adding the discrete glass fiber to the concrete by 0.6%, and 1.2% enhanced the shear strength by 18.5% and 28%, respectively in addition to enhancing the ductility. The results testified the efficiency of different strengthening systems, where it is enhanced the shear capacity by a ratio of 28.4% to 120%, and that is a significant improvement. Providing SNSM bent bars with strips as a new strengthening technique exhibited better shear performance in terms of crack propagation, and improved shear capacity and ductility compared to other strengthening techniques. Based on the experimental shear behavior, an analytical study, which allows the estimation of the shear capacity of the strengthened beams, was proposed, the results of the experimental and analytical study were comparable by a ratio of 0.91 to 1.15.
본 논문의 목적은 전단내력이 부족한 R/C보에 CFS(Carbon Fiber Sheets), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 이용해 전단보강을 할 경우에 보의 역학적 거동특성을 규명하기 위한 것이다. 본 논문의 목적을 달성하기 위하여 총 19개의 시험체가 제작되었으며, 실험변수로는 전단스팬비, 보강재료, 보강방법, 보강간격 및 방향을 산정하였다. 본 논문의 실험결과, FRP를 이용해 전단내력이 부족한 R/C보에 보강을 하였을 경우 약 50~70%정도의 보강효과를 나타내었다. 또한 소성이론에 근거한 철근콘크리트보의 전단강도 예측모델을 개발하였고 실험치와의 비교를 통해 개발된 모델의 적합성을 검증하였다.
The application as the parts of an automobile, using the property of GMT-Sheet, is increasing. In order to exchange the parts of an automobile for GMT-Sheet, at first, the establishment and joining problem of exact joining strength must be determined. We have studied it using composites which is not same each other fiber oriented condition so as to determine joining strength and joining condition of GMT-Sheet. h this study, the result of experiment of forming condition concerned joining problem of GMT-Sheet is this ; joining efficiency of of GMT-Sheet, increases as lap joint length L increases. Increase of compression ratio causes decrease of joining efficiency after of GMT-Sheet joining. In the viewpoint of recycling, randomly oriented composite of GMT-Sheet is desirable more than unidirectional oriented composite. We has better design the structure so as not to occur to stress centralizatien on the joining part.
The application as the parts of an automobile, using the property of GMT-Sheet, is increasing. In order to exchange the parts of an automobile for GMT-Sheet, at first, the establishment and problem of exact joining strength must be determined. We have studied it using composites which is not same each other fiber oriented condition so as to determine joining strength and joining condition of GMT-Sheet. In this study, the result of experiment of forming condition concerned joining problem of GMT-Sheet is this; joining efficiency of GMT-Sheet, increases as lap joint length L increases. Increase of compression ratio causes decrease of joining efficiency after of GMT-Sheet joining. In the viewpoint of recycling, randomly oriented composite of GMT-Sheet is desirable more than unidirectional oriented composite. We has better design the structure so as not to occur to stress centralization on the joining part.
본 논문은 분사식 FRP의 압축 구속효과와 휨 보강 효과 및 분사식 FRP의 반발률에 대한 실험적 연구이다. 분사식 FRP란 레진과 짧게 잘려진 섬유를 고압의 공기에 의해 적용면에 분사하여 보강하는 기법이다. 분사식 FRP의 구속 및 휨 보강 효과를 알아보기 위하여 원주형 공시체와 휨 공시체를 제작하여 FRP를 분사하여 보강하였고, 보강 재료로 유리섬유와 폴리에스테르 수지를 사용하였다. 최적의 보강 조건을 알기 위해 섬유 길이, 보강 두께, 섬유 혼입비, 콘크리트 강도에 따른 실험을 실시하였고, 분사식 FRP 보강법을 섬유 매트에 의한 보강법과 비교하였다. 또한, 분사식 FRP의 반발률 역시 평가하였다. 실험을 통하여 분사식 FRP의 최적 조건을 결정하였다. 본 연구의 분사식 FRP 보강은 유리 섬유 매트에 의한 보강법 이상의 성능을 발휘하였다.
The objective of this work was to characterize mechanical properties of thermoplastic composites with various forming conditions in compression molding. Randomly oriented long glass fiber reinforced polypropylene(PP) was used in this work. The composite materials contained 20%, 30%, and 40% glass fiber by weight. Compression molding was conducted at various mold temperatures and charge sizes. The temperatures on the mold surface and at the material in the mid-plain were monitored during the molding. Differential Scanning Calorimeter was used to measure crystallinity at both in-side and out-side of the sheet material. Crystallinity at each temperature was also measured by X-ray diffractometer. Dimensional stability was studied at various conditions with the spring forward angle. Among the processing parameters, the crystallization time at the temperature above 130$^{\circ}C$, was found to be the most effective. Spring-forward angle was reduced and the tensile modulus was increased as the mold temperature increased.
흡음재로 널리 사용되는 헤드라이너는 발포성 폴리우레탄(PU foam)과 유리섬유(Glass Fiber,GF) 로 구성된 복합재료로, 제품의 생산 공정을 거치는 동안 부산물 형태의 폐기물이 발생한다. 헤드라이너 폐기물에 대한 효과적인 재활용을 위해 헤드라이너 구성성분에 대한 분리공정이 중요한 문제점이다. 헤드라이너에 대한 열분석결과에 의하면 중량의 감량 비율은 $400^{\circ}C$까지의 온도범위에서는 발포성 폴리우레탄 > 비발포성 폴리우레탄 > 부직포 > 1st layer > 유리섬유의 순으로 감량이 증가하는 결과를 보이고 있다. HDPE, LLDPE, PP 그리고 Master Batch 에 첨가제 형태로 폐 스크랩 첨가하여 sheet를 제작한 후 DSC 특성을 분석한 결과 PP를 제외한 다른 물질들에서는 결정화에 따른 발열전이가 나타나지 않는 것을 확인 하였다.
유리섬유시트로 보강된 철근콘크리트 보의 휨 거동을 조사하기 위해, 하나의 기준보와 8개의 보강보(4개의 NU-보강보, 4개의 U-보강보)에 대한 보강보 휨 실험을 수행하였다. NU 보강보는 단부에 U 밴드를 적용하지 않은 보를, U-보강보는 U 밴드를 가진 보를 의미한다. 보강보 실험에서의 실험변수들은 유리섬유시트의 보강 양, U 밴드의 유무 등이 있다. 기준보와 비교하여 NU 보강보와 U 보강보의 최대하중은 각각 48%와 34% 증가하였으며, 휨 강성은 각각 920%와 880% 증가하였다. NU 보강보와 U 보강보에 대한 연성지수는 1.43에서 2.60 사이에 놓여있다. U 밴드를 가진 보강 시스템은 섬유시트의 계면박리 파괴를 지연시키고, U 밴드가 없는 보강시스템보다 나은 연성거동을 나타내 보였다. NU 보강보와 U 보강보 모두에서 섬유시트 겹수의 증가에 따라 최대하중과 휨 강성은 증가하였다. 실험결과들을 이론적인 비선형 휨 해석결과와 비교하였으며, 잘 일치함을 확인하였다.
High-strength concrete(HSC) is a new construction material with enormous potential. Structures using high-strength concrete are to be coming more and more popular. But high-strength reinforced concrete columns show brittle behavior. It, therefore, is necessary to improve the ductility of HSC members. The purpose of this study is to investigate the ductility and strength of high-strength columns with variable lateral confinement under concentric axial load. Five HSC columns with compressive strength 68㎫ are designed with variable lateral confinements such as carbon fiber sheet(CFS), glass fiber sheet(GFS), and metal lath. Test results indicate that specimen confined by CFS show 11% higher maximum strength, 2.74 times ductility than A specimen using hoop. On comparing with the specimen A and B confined metal lath instead of hoop, strength decrease of 3%, and ductility increase of 1.21 times were observed.
Recently, an improved capacity for RC bridges is required by their deterioration or necessary to carry traffic increase. Strengthening is known as a better way to improve capacity of bridges than reconstructing. Fiber Reinforced Plastics (FRP) is introduced as one of the best strengthening structures in this paper. It is also known as an economical improvement. Therefore, FRP sheet and Glass Fiber-Steel Composite Plate (GSP) in this research were used in strengthening slab of RC bridges. Experimental data from the strengthening will be helpful to better understand the slab behavior and an effect of the strengthening.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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