• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권1호
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• pp.3-10
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• 2019

The purpose of this paper is to find the fire-protection method for keeping on the bond capacity of Near-Surface-Mounted (NSM) FRP under high temperature. Experiments have been carried out to evaluate the bond capacity of NSM FRP by using CFRP-plates and to confirm the heat transfer to the concrete block when the refractory insulation is attached to the surface of NSM FRP. Bond test of NSM FRP under room temperature was conducted to obtain the maximum bond strength. And then a heating tests were carried out with keeping the bond stress of 30% of the maximum bond strength. As a result, the bond capacity of NSM FRP was disappeared when the temperature at epoxy reached to its glass transition temperature (GTT). In order to secure the bond capacity of the NSM FRP, it is necessary to protect the front as well as side by using insulation materials.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.143-153
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• 2003

철근콘크리트를 FRP 복합재로 보강할 경우, 취성파괴를 방지하고 연성파괴를 확보할 수 있는 새로운 기법을 표면매립공법(Near Surface Mounted technique: 이하 NSM 공법)에 근거하여 제시하였다. 제안된 기법은 Hybrid FRP rebar를 부분적으로 비부착 시킴으로서 보강된 보의 연성을 확보한다. Hybrid FRP rebar의 일부를 비부착으로 한 경우와 전부를 부착으로 한 경우의 NSM 공법에 의한 FRP 보강된 철근 콘크리트보의 거동을 비교하기 위한 실험을 실시하였다. 실험 결과, 부분 비부착 NSM 공법으로 보강된 철근 콘크리트보만이 연성거동을 함이 관찰되었다. 부분 비부착 보강된 보의 극한 시 내력을 확보하기 위한 최소한의 FRP의 부분 비부착길이를 이론적으로 산정하여 제시하였다. 제시된 부분 비부착 NSM 공법은 FRP 복합재로 보강된 철근 콘크리트 부재의 구조적 거동을 크게 향상시킬 수 있으리라 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.79-86
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• 2014

이 연구는 표면매입 보강된 FRP 판과 콘크리트사이의 응력전달기구를 이론적으로 연구한 것으로서 이선형 부착모델을 이용하여 부착거동을 묘사하고 이를 실험 결과와 비교하여 신뢰성있는 해석방법을 제시하였다. 연구로부터, 표면매입된 FRP 판과 콘크리트사이의 계면특성을 고려한 미분방정식에 이선형 부착-미끄러짐 관계곡선을 사용하여 해석할 경우, 모델의 임계값인 최대전단강도와 미끄러짐 변위, 그리고 박락에 의한 연화거동이 시작될 때의 변위값 선정과정이 제시되었다. 또한 제안된 모델을 사용하여 부착길이가 다르게 보강된 표면매입 FRP 판의 미끄러짐 거동을 해석한 결과 실제 거동을 매우 근사하게 묘사할 수 있는 것으로 나타났다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권2호
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• pp.149-161
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• 2016

This paper presents an experimental work to study the flexural strength of reinforced concrete (RC) beams strengthened by partially de-bonded near surface-mounted (NSM) fiber reinforced polymer (FRP) strip with various de-bonded length. Especially, considering high anchorage capacity at end of a FRP strip, the effect of de-bonded region at a central part was investigated. In order to check the improvement of strength or deformation capacity when the bonded surface area only increased without changing the FRP area, single and triple lines of FRP were planned. In addition, the flexural strength of the RC member strengthened by a partially de-bonded NSM FRP strip was evaluated by using the existing researchers' strength equation to predict the flexural strength after retrofit. From the study, it was found that where de-bonded region exists in the central part of a flexural member, the deformation capacity of the member is expected to be improved, because FRP strain is not to be concentrated on the center but to be extended uniformly in the de-bonded region. Where NSM FRP strips are distributed in triple lines, a relatively high strength can be exerted due to the increase of bond strength in the anchorage.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.256-262
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• 2022

본 연구의 목적은 실험을 통하여 FRP를 이용한 철근콘크리트 부재의 표면매립 전단보강 효과를 규명하는 것이다. 연구목적을 달성하기 위하여, 3개의 철근콘크리트 T형 보를 제작하고 이중 두 개의 보에 대해서 표면매립 보강방법으로 FRP를 전단보강한 뒤 실험을 통하여 보강효과를 규명하였다. 실험에서 두 가지의 전단보강방법을 고려하였는데, 첫째 충분한 매립길이를 가진 표면매립 (NSM) 보강, 둘째 다소 짧은 표면매립길이를 가지지만 추가의 표면부착 (EB) 보강을 한 경우이다. 연구결과, FRP strip을 이용한 표면매립길이를 플랜지 하부까지 길게 확보할 경우에는 충분한 전단보강효과가 발휘되는 것으로 나타났다. 반면에 충분한 매립길이가 확보되지 않은 경우에는 FRP sheet로 추가 보강하더라도 전단보강효과가 나타나지 않는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제34권4호
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• pp.393-408
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• 2024

In recent decades the strengthening of reinforced concrete (RC) structural elements using Fiber-reinforced polymer (FRP) has received much attention. The behavior of RC elements can vary from axial compression to pure bending, depending on their loading. When the compressive behavior is dominant, the FRP jacket application is common, but when the flexural behavior is prevalent, the codes consider the FRP jacket ineffective. Codes suggest applying FRP bars or strips as Near-surface Mounted (NSM) or Externally Bonded (EB) in the tensile face to strengthen the beams under flexure. To strengthen the columns in tension-control mode, some researchers have suggested NSM FRP bars in both tension and compression faces alone or with the FRP jacket (hybrid). However, the number of tests that evaluate the pure bending of the strengthened columns as one of the pivotal points of the axial force-moment interaction curve is limited. In this paper, 11 RC elements strengthened using the NSM (in both tension and compression faces) or hybrid method were subjected to bending to assess the effect of the amount and material type of the FRP bar and jacket and the dimensions of the groove. The test results revealed that the NSM method increased the flexural capacity of the members between 10% to 50%. Furthermore, using the hybrid method increased the capacity between 51% to 91%. Finally, an analytical model was presented considering the effect of the NSM FRP bond in different circumstances, and its results were in good agreement with the experimental results.

• Advances in concrete construction
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• 제16권4호
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• pp.205-216
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• 2023

Concrete structures may become vulnerable during their lifetime due to several reasons such as degradation of their material properties; design or construction errors; and environmental damage due to earthquake. These structures should be repaired or strengthened to ensure proper performance for the current service load demands. Several methods have been investigated and applied for the strengthening of reinforced concrete (RC) structures using various materials. Fiber reinforced polymer (FRP) reinforcement is one of the most recent type of material for the strengthening purpose of RC structures. The main objective of the present research is to identify the behavior of reinforced concrete slabs strengthened with FRP bars by using near surface mounted (NSM) technique. Validation study is conducted based on the experimental test available in the literature to investigate the accuracy of finite element models using LS-DYNA to present the behavior of the models. A parametric analysis is conducted on the effect of FRP bar diameters, number of grooves, groove intervals as well as width and height of the grooves on the flexural behavior of strengthened reinforced slabs. Performance of strengthening RC slabs with NSM FRP bars was confirmed by comparing the results of strengthening reinforced slabs with control slab. The numerical results of mid-span deflection and stress time histories were reported. According to the numerical analysis results, the model with three grooves, FRP bar diameter of 10 mm and grooves distances of 100 mm is the most ideal and desirable model in this research. The results demonstrated that strengthening of reinforced concrete slabs using FRP by NSM method will have a significant effect on the performance of the slabs.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.145-148
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• 2006

Near surface mounted (NSM) is a recent strengthening technique based on bonding fiber reinforced polymer (CFRP) bars (rods and laminate strips), the use of NSM FRP bars is Emerging as a promising technology for increasing flexural strength of deficient concrete. In order for this technique to perform effectively, the structural behaviour of RC element strengthened with NSM FRP bars to be fully characterized. Totally, 10 beams were tested using symmetrical two-point loads test. The parameters examined under the beam test were a diffrent type of strengthening length.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.51-58
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• 2014

본 연구에서는 철근콘크리트 구조의 FRP를 이용한 보강에서 낮은 내화성능을 개선하기 위한 방안을 찾기 위하여, 보강된 FRP의 외부를 내화보강하는 방법에 대한 내화실험을 실시하였다. 특히 철근콘크리트 부재의 피복에 홈을 형성하여 FRP를 매입하는 보강 즉, NSM 보강을 대상으로 하였다. 실험에서의 주요 변수는 보강방법과 사용 내화재료로서, Perlite계 재료를 표면에 분사하여 보강하는 방법, Calcium silicate계 보드로 표면에 부착하는 방법, 그리고 추가로 홈내부에 Polymer mortar 또는 Calcium silicate조각을 삽입하여 보강하는 방법으로 보강한 뒤 가열로 내부의 온도변화에 따른 열전달을 관찰하였다. 실험결과, Perlite계 내화뿜칠로 표면을 보강하는 경우보다 Calcium Silicate계 내화보드로 표면을 보강하는 방법이 효과적인 것으로 나타났다. 홈 내부의 에폭시가 유리전이온도에 도달할 때의 외부 표면온도 $820^{\circ}C$까지 내화단열성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.37-43
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• 2013

최근 FRP 판을 이용한 표면매입 보강공법에서 FRP와 콘크리트 사이의 계면파괴를 연구하기 위한 실험 및 이론적인 연구가 국내외에서 수행되고 있다. 그 결과 보강재의 형상과 콘크리트 강도 그리고 부착길이 등에 대한 일련의 연구가 수행되었지만, 보강재의 부착길이에 따른 각 보강재의 적정 간격, 그리고 무리효과 등과 같은 영향인자들에 대한 연구 필요성이 제기되고 있다. 이에 따라 이 연구에서는 부착길이와 보강재인 FRP 판의 보강간격을 변수로 부착실험을 실시하고 그에 따른 부착성능의 변화를 연구하고자 한다. 또한 표면매입 보강된 FRP 판의 계면파괴시 강도를 산정하기 위한 기존 제안식과의 비교를 통하여 그 적용성을 평가하고자 한다. 연구 결과, 매입된 FRP의 간격이 넓어질수록 FRP판의 인장파단과 함께 내력이 증가하는 양상을 보이는 반면에 FRP판의 간격이 좁을수록 콘크리트 할렬파괴가 지배하는 것으로 나타났다. 기존 제안식을 이용하여 실험 결과를 비교한 결과, FRP의 부착길이와 무리효과를 고려한 기존 제안식을 사용하여 표면매입 보강된 FRP의 부착강도를 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다.