• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.719-727
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• 2008

GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.163-172
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• 2003

최근 콘크리트 구조물이 점차 대형화, 고층화, 장대화 및 특수화 됨에 따라 강섬유 콘크리트의 적용이 요구되고 있다. 본 연구에서는 반복하중을 받는 강섬유를 혼입한 2경간 연속보에 대한 실험적 연구를 수행하여 피로하중에 의한 강섬유 혼입율(0%, 0.75%, 1.00%, 1.25%)에 따른 피로강도를 규명하고자 하였다. 정적실험을 통하여 극한하중, 초기 휨균열하중 등을 측정하였고 하중과 철근의 변형율 관계, 하중과 처짐 관계 그리고 하중증가에 따른 균열성장과 파괴양상 등을 관찰하였다. 피로실험을 통하여 반복횟수와 처짐 관계, 반복횟수와 변형율 관계 그리고 반복횟수에 따른 균열성장과 파괴양상을 관찰하였다. 피로실험 결과 강섬유를 혼입하지 않은 2경간 연속보는 정적극한강도의 60~70%에서 파괴되었고 S-N곡선으로부터 반복횟수 200만회에 대한 피로강도는 정적극한강도의 67.2% 전후임을 확인 할 수 있었다. 또한, 강섬유를 혼입한 2경간 연속보는 정적극한강도의 65∼85%에서 파괴되었고 S-N곡선으로부터 반복횟수 200만회에 대한 피로강도는 정적극한강도의 71.7%전후임을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.125-133
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• 2007

CFS로 둘러싸서 외부에서 구속하는 방법은 정적 혹은 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥을 보강하는데 매우 효과적이다. 이러한 CFS 보강법의 신뢰성 있고 경제적인 설계를 위해서는 정확한 CFS 구속콘크리트의 응력-변형률 관계를 파악하는 것이 필요하게 된다. 본 연구에서는 원형단면을 갖는 단주 RC 기둥에 대해서 일축압축 실험을 실시하였다. CFS 면적비, 나선철근 면적비, 그리고 콘크리트 압축강도가 CFS로 구속된 콘크리트의 응력-변형률관계에 대한 영향을 평가하기 위한 실험변수로서 고려되었다. 기둥을 CFS로 횡보강함으로서 콘크리트의 강도 및 연성이 크게 증가되었다. 또한, 나선철근이 배근된 실험체의 강도증가율은 CFS만으로 횡보강된 실험체보다 횡보강성능이 크고 작게 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.828-833
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• 2003

In this paper, a study on fracture characteristics of chemically prestressed mortar with addition of expansive additives was carried out. Uni-axial tension tests with reinforced mortar specimen restrained by embedded reinforcing bar and three point bending tests with notched steel fiber reinforced beams were carried out to verify the characteristics of the cracking behavior, the tension stiffening effect due to bond between rebar and mortar, and fracture characteristic. Tension stiffening curve for the chemically prestressed mortar was obtained from uni-axial tension test. And increased fracture energy due to the chemical prestress was also obtained from bending test and tension softening curve for chemically prestressed mortar was also obtained.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.67-76
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• 2011

기존의 철근 콘크리트 구조물에서 나타나는, 극한 환경하에서의 철근의 부식 문제 때문에 GFRP 보강근으로 철근을 대체하고 있다. 최근 들어 GFRP를 보강근으로 사용한 보의 성능에 대한 해석적, 실험적 연구가 지속적으로 행해지고 있지만 아직 철근 콘크리트 보의 연구에 대한 수에 비하여 이에 대한 연구 결과는 매우 적어 신뢰성을 얻기 힘든 상황이다. 이에 본 연구에서는 겹침이음된 GFRP 보강근을 보에 적용하여 모멘트-처짐 관계에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험 변수는 GFRP의 보강비와 피복 두께에 대한 것으로 총 6개의 GFRP 보강 콘크리트 보의 실험체가 제작되었다. 모든 실험체는 4000mm의 스팬을 가지고 있으며 12.7mm의 지름을 가지는 GFRP 보강근을 사용하였다. 보강근이 겹침이음된 부분에 일정한 모멘트가 작용하게 하기 위해 2점 가력 방식을 사용하였다. 실험 결과 보강근비의 증가에 따라 극한 하중의 크기가 증가하였다. 파괴 모드는 보강근비에 따라 매우 민감하게 변화하였으며 피복 두께는 인장측의 콘크리트의 탈락에 의해 최대 강도와 처짐량을 결정하는 요인이 되는 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제3권2호
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• pp.91-102
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• 2015

In this paper, the load-deflection analysis of the Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) strengthened Reinforced Concrete (RC) slab using Recurrent Neural Network (RNN) is investigated. Six reinforced concrete slabs having dimension $1800{\times}400{\times}120mm$ with similar steel bar of 2T10 and strengthened using different length and width of CFRP were tested and compared with similar samples without CFRP. The experimental load-deflection results were normalized and then uploaded in MATLAB software. Loading, CFRP length and width were as neurons in input layer and mid-span deflection was as neuron in output layer. The network was generated using feed-forward network and a internal nonlinear condition space model to memorize the input data while training process. From 122 load-deflection data, 111 data utilized for network generation and 11 data for the network testing. The results of model on the testing stage showed that the generated RNN predicted the load-deflection analysis of the slabs in acceptable technique with a correlation of determination of 0.99. The ratio between predicted deflection by RNN and experimental output was in the range of 0.99 to 1.11.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권1호
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• pp.57-76
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• 2024

The management of waste tire rubber has become a pressing environmental and health issue, requiring sustainable solutions to mitigate fire hazards and conserve natural resources. The performance of waste materials in structural components needs to be investigated to fabricate sustainable structures. This study aims to investigate the behavior of glass fiber reinforced polymer (GFRP) reinforced rubberized concrete (GRRC) compressive components under compressive loads. Nine GRRC circular compressive components, varying in longitudinal and transverse reinforcement ratios, were constructed. A 3D nonlinear finite element model (FEM) was proposed by means of the ABAQUS software to simulate the behavior of the GRRC compressive components. A comprehensive parametric analysis was conducted to assess the impact of different parameters on the performance of GRRC compressive components. The experimental findings demonstrated that reducing the spacing of GFRP stirrups enhanced the ductility of GRRC compressive components, while the addition of rubberized concrete further improved their ductility. Failure in GRRC compressive components occurred in a compressive columnar manner, characterized by vertical cracks and increased deformability. The finite element simulations closely matched the experimental results. The proposed empirical model, based on 600 test samples and considering the lateral confinement effect of FRP stirrups, demonstrated higher accuracy (R² = 0.835, MSE = 171.296, MAE = 203.549, RMSE = 195.438) than previous models.

• Computers and Concrete
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• 제22권1호
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• pp.63-70
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• 2018

The steel fiber reinforced concrete (SFRC) shows better performance under dynamic loading than conventional concrete in virtue of its good ductility. In this paper, a series of quasi-static experiments were carried out on the SFRC with volume fractions from 0 to 6%. The compressive strength increases by 38% while the tension strength increases by 106% when the fraction is 6.0%. The contact explosion tests were also performed on the ${\Phi}40{\times}6cm$ circular SFRC slabs of different volume fractions with 20 g RDX charges placed on their surfaces. The volume of spalling pit decreases rapidly with the increase of steel fiber fraction with a decline of 80% when the fraction is 6%, which is same as the crack density. Based on the experimental results, the fitting formulae are given, which can be used to predict individually the change tendencies of the blast crater volume, the spalling pit volume and the crack density in slabs with the increase of the steel fiber fraction. The new formulae of the thickness of damage region are established, whose predictions agree well with our test results and others. This is of great practical significance for experimental investigations and engineering applications.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.477-484
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• 2013

이 연구에서는 순환골재와 고로슬래그 미분말의 치환율에 따른 강섬유 보강 RC보의 구조성능 향상을 위하여 표준실험체(BSS), 성능개선 실험체로는 순환골재와 고로슬래그 미분말을 치환한 실험체(BRS시리즈), 순환골재와 고로슬래그의 치환율에 강섬유를 보강한 실험체(BSRS시리즈)로 총 11개의 실험체를 1/2축소 제작하여 실험을 수행하였다. 실험을 통하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 하중-변위, 파괴형태, 최대내력 등을 규명함으로써 구조성능의 개선정도를 평가하였다. 실험 결과 순환골와 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트에 강섬유를 보강한 실험체(BSRS시리즈)의 경우 표준실험체(BSS)보다 압축강도는 최대 9%, 최대내력은 1~6%, 연성능력은 각각 1.02~1.13배 증가하는 결과를 나타내었다. 또한, 충분한 연성적인 거동과 안정적인 휨인장 파괴를 나타내었다.

• 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.