• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.179-186
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• 2006

본 연구에서는 FRP Rebar로 보강된 철근콘크리트 보의 휨성능을 평가할 수 있는 모형을 개발하기 위하여 인공신경망 중 다층인식자 모형을 사용하였다. 인공신경망 모형에 사용될 학습자료들은 기존 연구자료들의 데이터를 이용하였다. 입력층의 독립변수는 휨성능에 주요 요소인 폭, 유효깊이, 압축강도, FRP 보강비, FRP 균형철근비을 사용하였다. 출력층 종속변수는 실험에서 측정된 모멘트 성능을 사용하였다. 개발된 인공신경망 모형은 GFRP, CFRP, AFRP Rebar 적용이 모두 가능하며, 모형의 검증은 다른 선행 연구자들이 수행한 자료를 이용하였다. 인공신경망 모형 추정결과 ANN(0.05) 모형의 경우에 비교적 정확한 휨성능 추정값을 나타낸 반면, ANN(0.1) 모형에서는 다소 오차가 발생하였다. 인공신경망 모형의 검증결과 주어진 실험 데이터 값과 비교적 일치하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 휨성능 평가 변수에 대한 민감도 분석결과 유효깊이의 영향이 가장 크고 FRP 철근비, FRP 균형철근비, 압축강도, 폭으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.169-176
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• 2021

본 연구에서는 고온가열 이후의 탄소 보강근의 잔류 부착 강도 평가를 위하여 상온, 150℃에 따른 부착실험을 수행하였으며, 탄소 보강근과의 비교를 위한 D10 및 D13 철근도 고온 가열한 이후 잔류 부착 강도를 평가하였다. 실험 결과, 150℃ 가열 이후 탄소 보강근의 부착 강도는 상온 대비 약 9.94% 감소하였다. 반면 가열 이후 D10 철근 및 D13 철근 모두 탄소 보강근 대비 부착 강도 감소율이 적게 나타났다. 또한 온도 가열 이후 최대부착 강도에서 발생한 슬립도 탄소 보강근과 철근 모두 줄어드는 경향을 보였다. 이를 통해 고온가열에 따른 부착 강도와 슬립 감소의 상관관계를 확인하였으며, 부착-슬립 곡선을 나타내었다. 최종적으로는 실험 결괏값을 상대부착 강도로 나타냄으로써 가열 이후 탄소 보강근 및 철근의 잔류 부착성능을 확인하고자 하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.217-238
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• 2023

In this study, a parametric study was performed considering material properties of concrete, material properties of steel, the number of longitudinal reinforcement (reinforcement ratio), CFRP ply orientations, a number of layers as variables by using ABAQUS. Firstly, the parameters used in the Hashin failure criteria were verified using four coupon tests of CFRP. Secondly, the numerical models of the beams strengthened by CFRP were verified using five experimental data. Finally, eighty numerical models and eighty analytic calculations were developed to investigate the effects of the aforementioned variables. The results revealed that in the case of using fibrous polymer to prevent shear failure, the variables related to reinforced concrete significantly affected the behavior of specimens, whereas the variables related to CFRP composite have a slight effect on the behavior of the specimens. As a result of numerical analysis, while the increase in the longitudinal tensile and compression reinforcement, load bearing capacity increases between 23.6%-70.7% and 5.6%-12.2%, respectively. Increase in compressive strength (29 MPa to 35 MPa) leads to a slight increase in the load-carrying capacity of the specimens between 4.6% and 7.2%. However, the decrease in the compressive strength (29 MPa to 20 MPa) significantly affected (between 6.4% and 8.1% decrease observed) the behavior of the specimens. As the yield strength increases or decreases, the capacity of specimens increase approximately 27.1% or decrease 12.1%. The effects of CFRP ply orientation results have been obtained as a negligible well approximately 3.7% difference. An increasing number of CFRP layers leads to almost no effect (approximately 2.8%) on the behavior of the specimen. Finally, according to the numerical analysis, the ductility values obtained between 4.0 and 6.9 indicate that the beams have sufficient ductility capacity.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.247-254
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• 2010

유리섬유강화 폴리에스터(GFRP) 복합소재는 가볍고 내구성이 뛰어나 강재, 콘크리트, 나무 등과 같은 기존의 구조 재료들을 대체할 수 있는 재료로 최근 각광 받고 있다. 이러한 복합소재를 활용하기 위해 쉽게 조립할 수 있는 수직결구식 복합소재 데크를 활용한 아치가교 유형을 선행 연구에서 제안하였고 유한요소해석을 통해 검증하였다. 이 논문에서는 선행연구에서 제안된 볼트결합에 의한 복합소재 데크 조립식 아치가교의 안전성 및 사용성을 구조성능시험을 통해 검증하여 문제점을 파악하고 그 문제점을 해결하기 위해 개선된 아치가교 유형을 제안한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.217-223
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• 2008

유리섬유강화 폴리에스터(GFRP) 복합소재는 가볍고 내구성이 뛰어나 강재, 콘크리트, 나무 등과 같은 기존의 구조 재료들을 대체할 수 있는 재료로 최근 각광 받고 있다. GFRP 복합소재 데크를 조립하여 아치가교를 만들면 짧은 시간에 시공이 가능하고 복합소재 데크의 재사용이 가능할 수 있다. 이 논문에서는 쉽게 조립할 수 있는 수직결구식 복합소재 데크를 활용한 아치가교 시스템을 개발하고자 한다. 이를 위해 몇 가지 가능한 아치가교의 유형을 제안하고 이를 유한요소해석을 통해 검증한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.67-74
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• 2007

FRP 판을 콘크리트 구조물의 거푸집 및 보강재로 이용하기 위한 기본적인 실험을 수행하였다. FRP 판과 콘크리트가 합성 효과를 발휘하기 위해서는 두 재료간의 부착이 중요한 요인 중의 하나이다. 이러한 부착을 확보하기 위하여 FRP 판에 두 가지 크기의 골재를 일반적으로 건설 현장에서 많이 사용하는 에폭시를 이용하여 부착 하였다. 콘크리트 보는 FRP 판만으로 인장 보강하였고 추가적인 휨 및 전단 보강은 하지 않았다. 비교를 위해 한 비교 실험 시편은 FRP 판에 골재를 부착하지 않고, 다른 한 비교 실험 시편은 FRP 판 대신에 종래의 철근으로 보강하여 실험하였다. 모든 콘크리트 보의 실험은 보의 중앙에 집중하중을 파괴까지 재하하였다. 실험 결과는 현행 ACI 318(2005)과 ACI 440(2006)과 비교 분석하였다. 본 연구 결과 FRP 판을 콘크리트 구조물의 거푸집 대용 및 인장 보강재로 충분히 활용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1045-1048
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• 2008

일반적으로 FRP는 인장응력 하에서 취성적 경향을 나타낸다. FRP 긴장재가 적용된 콘크리트 보는 강재긴장재롤 사용한 프리스트레스트 콘크리트보에 견주어 제한된 연성을 지님으로써 바람직하지 않은 휨거동을 나타낸다. FRP 긴장재를 비부착시켜 부재 내에서 발생되는 FRP 긴장재의 변형률을 완화시킴으로써 부분적으로 휨 거동의 향상을 달성할 수 있음이 실험을 통하여 관찰되었다. 비부착된 FRP 프리스트레스트 콘크리트보의 전반적인 휨 거동뿐만 아니라 구조설계 시 휨 거동의 향상 정도를 평가하고 적용하기 위한 휨내력을 예측하기 위한 적당한 실용적 모델이 요구된다. 이 연구에서는 비부착된 FRP 긴장재를 사용한 프리스트레스트 콘크리트보의 극한시 휨 내력 및 곡률 분포를 나타낼 수 있는 이론 모델을 기술하였다. 비선형컴퓨터해석과 이론모델에 의한 비부착된 프리스트레스트 콘크리트보의 휨 강도예측은 잘 일치하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제24권2호
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• pp.177-189
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• 2017

Hybrid-fiber reinforced concrete (HFRC) may provide much higher tensile and flexural strengths, tensile ductility, and flexural toughness than normal concrete (NC). HFRC slab has outstanding advantages for use as a composite bridge potential deck slab owing to higher tensile strength, ductility and crack resistance. However, there is little information on shear connector associated with HFRC slabs. To investigate the mechanical behavior of the stud shear connectors embedded in HFRC slab, 14 push-out tests (five batches) in HFRC and NC were conducted. It was found that the stud shear connector embedded in HFRC had a better ductility, higher stiffness and a slightly larger shear bearing capacity than those in NC. The experimentally obtained ultimate resistances of the stud shear connectors were also compared against the equations provided by GB50017 2003, ACI 318-112011, AISC 2011, AASHTO LRFD 2010, PCI 2004, and EN 1994-1-1 (2004), and an empirical equation to predict the ultimate shear connector resistance considering the effect of the HFRC slabs was proposed and validated by the experimental data. Curve fitting was performed to find fitting parameters for all tested specimens and idealized load-slip models were obtained for the specimens with HFRC slabs.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권5호
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• pp.433-441
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• 2019

The aim of this research is reinforcing of concrete with variety of fiber reinforced polymer (FRP) configurations and investigates the load capacity and ductility of these connections using an experimental investigation. Six scaled-down RC exterior joints were tested under moderately monotonic loads. The results show that, the shape of the FRP had a different effect on the joint capacity and the connection ductility coefficient. The greatest effect on increasing the ductility factor was seen in the sample where two reinforcement plates were used on both sides of the beam web (RCS5 sample). For the sample with the presence of FRP plates at the top and bottom of the beam (RCS3 sample), the ductility factor was reduced even the load capacity of this sample increased. Except for the RCS3 sample, the rest of the samples exhibited an increase in the ductility factor due to the FRP reinforcement.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권2호
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• pp.229-240
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• 2022

The main objective of this work is presenting a mathematical model for the concrete slab with fiber reinforced polymer (FRP) layer under the impact load. Impacts are assumed to occur normally over the top slab and the interaction between the impactor and the structure is simulated using a new equivalent three-degree-of-freedom (TDOF) spring-mass-damper (SMD) model. The structure is assumed viscoelastic based on Kelvin-Voigt model. Based on the sinusoidal shear deformation theory (SSDT), energy method and Hamilton's principle, the motion equations are derived. Applying DQM, the dynamic deflection and contact force of the structure is calculated numerically so that the effects of mass, velocity and height of impactor, boundary conditions, FRP layer, structural damping and geometrical parameters of structure are shown on the dynamic deflection and contact force of system. Results show that considering structural damping leads to lower dynamic deflection and contact force. In addition, increasing the impact velocity of impactor yields to increases in the maximum contact force and deflection while the contact duration is decreased. The result shows that the contact force and the central deflection of the structure decreases and the contact time decreases with assuming FRP layer.