• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.305-313
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• 2012

비보강 조적조 건축물은 전세계적으로 기존의 건물 및 역사 건축물의 많은 부분을 차지하고 있다. 특히, 최근 지진이 전세계적으로 빈번하게 나타남에 따라 비보강 조적조 구조물에 대한 내진 보강 대책이 요구되고 있다. 현재 비보강 조적조의 보강방법으로는 숏크리트, ECC jacketing, FRPs(fiber reinforced polymer sheet) 등이 개발되어 사용되고 있다. 특히 많은 엔지니어들이 FRPs를 사용한 보강방법을 채택하는 경향이 보이는데 이는 숏크리트나 ECC jacketing과는 달리 벽체의 두께 확장에 따른 구조물 자중 증가 문제없이 비보강 조적조의 전단강도를 향상시킬 수 있기 때문이다. 그러나 비보강 조적 벽체의 복잡한 역학적 거동과 FRPs를 사용한 실험 데이터의 부족은 아직까지도 적절한 보강량을 산정하는데 어려움을 주고 있다. 이 연구는 비보강 조적조의 면내 거동을 확인하고 두 가지의 다른 특징을 가진 FRPs를 사용한 보강 효과에 대한 정보를 주기 위해 수행되었다. 실험체는 1970년대 한국에서 빈번하게 지어진 저층형 연립주택의 내벽을 대상으로 하고 있으며 별도의 내진 설계는 되어있지 않은 상태이다. 실험체의 형상비는 실제 상황을 반영하기 위해 1에 가깝게 설정되어 있다. 보강 재료로는 탄소섬유보강 시트와 하이브리드 시트를 사용하였으며 이들은 각각 다른 극한 강도와 탄성계수 및 극한 변형률을 보유하고 있다. 연구 결과 비보강 조적 벽체의 면내 전단력 저항 성능을 확인하였으며 FRPs가 사용된 내진 보강 방안의 특성을 분석할 수 있었다. 또한 FRPs를 사용한 보의 전단보강 방법에 착안하여 비보강 조적조에 대한 FRPs의 보강 설계안을 도출할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.289-301
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• 2017

국내외적으로 지진의 발생이 빈번함에 따라 인명 및 재산 피해가 발생하고 추가적인 경제적 손실을 초래한다. 국내의 비내진으로 설계된 구조물의 보수 보강이 시급할 뿐만 아니라 지진에 대한 관심이 고조됨에 따라 내진보강에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 고연성 보강재를 사용한 내진보강기법이 소개되면서 강성보강보다는 연성보강에 대한 신뢰도가 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 연성보강 재료로써 최근 각광받고 있는 폴리우레아를 이용한 내진보강공법을 소개하기 위해서, 폴리우레아로 보강한 RC 시편에 대하여 일축압축시험과 유사동적실험을 수행하였다. 일축압축시험에서 폴리우레아 보강시 강도가 증진되었을 뿐 아니라 연성거동을 확인할 수 있었으며, 실제 지진파를 적용한 유사동적실험에서는 상대변위, 주철근의 변형률, 변위연성도, 소산에너지 모두 향상된 보강성능을 확인할 수 있었다. 연성보강의 목적으로 개발한 폴리우레아 보강방법은 기둥부재의 내진보강에 유용하게 사용될 것이라고 판단된다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권6호
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• pp.703-710
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• 2019

While fiber-reinforced plastic (FRP) materials have been largely used in the retrofitting of concrete buildings, its application has been limited because of some problems such as de-bonding of FRP layers from the concrete surface. This paper is the part of a wide experimental and analytical investigation about flexural retrofitting of reinforced concrete (RC) columns using FRP and mechanical fasteners (MF). A new generation of MF is proposed, which is applicable for retrofitting of RC columns. Furthermore, generally, to evaluate a retrofitted structure the nonlinear static and dynamic analyses are the most accurate methods to estimate the performance of a structure. In the nonlinear analysis of a structure, accurate modeling of structural elements is necessary for estimation the reasonable results. So for nonlinear analysis of a structure, modeling parameters for beams, columns, and beam-column joints are essential. According to the concentrated hinge method, which is one of the most popular nonlinear modeling methods, structural members shall be modeled using concentrated or distributed plastic hinge models using modeling parameters. The nonlinear models of members should be capable of representing the inelastic response of the component. On the other hand, in performance based design to make a decision about a structure or design a new one, numerical acceptance should be determined. Modeling parameters and numerical acceptance criteria are different for buildings of different types and for different performance levels. In this paper, a new method was proposed for FRP retrofitted columns to avoid FRP debonding. For this purpose, mechanical fasteners were used to achieve the composite behavior of FRP and concrete columns. The experimental results showed that the use of the new method proposed in this paper increased the flexural strength and lateral load capacity of the columns significantly, and a good composition of FRP and RC column was achieved. Moreover, the modeling parameters and acceptance criteria were presented, which were derived from the experimental study in order to use in nonlinear analysis and performance-based design approach.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제36권4호
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• pp.123-133
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• 2020

The purpose of this study is to analyze the method of retrofitting flexural strength and the flexural performance of retrofitted shear walls. There are various ways to reinforce the flexural strength of reinforced concrete shear wall structural systems that have already been built, in the case of that, the external force is increased, and the internal force is insufficient. However, there are various problems, such as excessive flexural stiffness after reinforcement and increasing the thickness and length of the wall. We have developed a retrofit method to solve these problems. The wall end is excavated to place the required vertical rebars, and concrete is poured after placing rebars. This is the same concept as creating wall end boundary elements later on. We also studied the anchorage method of reinforcement and the interaction method between the retrofitting end and the existing wall. The flexural test results for the reinforced concrete shear wall using the studied retrofit method can be predicted according to the sectional analysis and FEM analysis, and there are differences in the plastic hinge length, crack propagation, stiffness degradation and energy dissipation due to the bending depending on the vertical rebar ratio of wall end.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.77-86
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• 2004

본 연구에서는 교량의 내진보강방안을 합리적으로 결정하기 위하여 기존교량 및 보강된 교량의 지진하중에 대한 손상가능성을 이용하여 보강에 따른 내진성능 향상효과를 분석하였다. 교량의 내진보강에 따른 효과는 기존교량 및 보강된 교량에 대해 평가된 보강우선순위의 변화를 통하여 분석하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 선행적으로 교량의 사용수명동안에 발생가능한 지진하중에 의한 지진취약부위의 손상확률과 손상으로 인해 예상되는 총 손실비용에 근거한 지진취약부위별 가중치를 이용하여 교량별 내진보강 우선순위를 결정할 수 있는 평가기법을 제안하였다. 제안된 평가기법의 타당성을 검증하기 위하여 다른 형식을 갖는 4개의 PSC 거더교를 대상으로 내진보강 우선순위를 평가하였다. 또한 각 지진취약부위별로 내진 보강된 교량에 대해 재평가된 순위지수를 기존교량에 대해 평가된 결과와 비교함으로써 각 교량별로 적용된 보강기법의 적합성을 검토하였다. 기존교량 및 보강된 교량에 대한 모의분석결과로부터 적용된 보강방안에 따라 해당취약부위의 손상가능성은 상당히 감소될 수 있으나 반면에 인접한 지진취약부위의 손상가능성은 증가되는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 그러므로 기존교량에 대한 합리적인 보강방안을 결정하기 위해서는 내진보강에 따른 교량의 전체적인 거동특성변화에 따른 보강효과분석이 필수적으로 요구되며, 이는 본 연구에서 제안한 내진보강 우선순위 평가기법에 따라 기존교량 및 보강된 교량의 보강우선순위를 평가, 비교함으로써 효과적으로 수행될 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.148-153
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• 2018

본 연구에서는 TS 내진보강공법의 내진보강 효과 검증을 목적으로 7개의 지진파에 대한 TS 댐퍼(Tension Spring-Damper)로 내진보강된 구조물의 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 비선형 시간이력 해석을 통해 얻어진 무보강 구조물의 층간변위비와 에너지소산 양과 비교한 결과 층간변위비가 약 30% 가량 감소하였고, 구조체를 통한 에너지 소산의 양은 반감되었다. 이를 통해 TS 내진보강공법의 제진성능이 우수함을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제32권1호
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• pp.147-165
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• 2009

This study proposes a certain measure or investment strategy for decision making associated with seismic retrofitting. This strategy reduces the risk of a large-scale malfunction such as water supply loss under seismic risks. The authors developed a stochastic value index that will be used in the overall evaluation of social benefit, income gain, life cycle costs and failure compensation associated with existing lifeline systems damaged by an earthquake during the remaining service period. Optimal seismic disaster prevention investment of deteriorated lifeline systems is discussed. Finally, the present study provides a performance-based design method for seismic retrofitting strategies of existing lifelines which are carried out using the target probabilities of value loss and structural failure.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.239-240
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• 2009

콘크리트 판넬 부재의 폭발실험을 통해 콘크리트 구조물의 폭발에 대한 저항 성능을 정량적으로 평가하였다. 본 실험에서는 콘크리트의 강도, 보강재료를 변수로 총 8 가지 종류의 시편에 대하여 폭발실험을 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권1호
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• pp.163-173
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• 2016

Nowadays using Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) has been expanded in strengthening steel structures. Given that few studies have taken about strengthening of steel hollow pipe sections using CFRP, in present study, the effects of CFRP sheets using two layers as well as in combination with additional reinforcing strips has been assessment. Strengthening of five specimens was carried out in laboratory tests. As well as numerical simulation was performed for all specimens by Finite Element Method (FEM) using ABAQUS software and high correlation between the results of numerical models with experimental data indicate the power of FEM in this field. The results of both laboratory and simulated specimens showed that load-bearing capacity of circular cross-sections can be significantly increased using CFRP retrofitting technique. Also, application of additional CFRP reinforcing strips and layers caused more strength for the strengthened specimens.