• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.641-648
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• 2009

최근 철도차량의 속도가 증가함에 따라 철도시설물에도 철근콘크리트 구조물이 많이 적용되고 있는 실정이다. 하지만 이러한 콘크리트 구조물은 공용년수의 증가에 따라 필연적으로 구조적인 보강이 요구된다. 강판보강법 및 섬유복합체(FRP)를 활용한 보강법 등이 가장 일반적으로 적용되는 실정이지만 각 공법마다 나름대로의 단점 역시 존재 한다. 최근 화재나 기타 환경적인 공격에 대하여 강한 내구성을 가진 재료의 개발이 요구되고 있으며 이에 따른 현무암으로부터 추출한 Basalt 섬유를 활용한 섬유보강재가 많은 관심을 받고 있다. 이에 본 연구에서는 Basalt 섬유쉬트를 보강재로 사용할 경우 중요한 특성인 콘크리트와의 부착특성에 관하여 연구를 수행하였다. 실험변수는 보강폭, 길이, 보강겹수를 포함한다. 실험결과, 파괴형태는 계면파괴, 섬유파단, 그리고 rip-off의 형태가 관측되었으며 보강길이보다는 보강폭이 보강강도에 더 많은 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 또한 보강길이가 전부 유효하게 작용하지는 않았으며 이에 유효보강길이를 산정하고 이에 따른 부착강도를 산정하였다. 이를 다른 종류의 FRP재료를 활용한 경우에 유효 보강길이와 비교하여 Basalt 섬유쉬트의 부착특성을 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.697-702
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• 1997

This study presents test results of RC beams strengthened by carbon fiber sheet (CFS) or carbon fiber reinforced plastics (CFRP) for increasing shear resistance. Fifteen specimens were tested, and the test was performed with different parameters including the type of strengthening materials (CFS, CFRP), shear-strengthening methods (wing type, jacket type, strip type), strip-spacing, strengthening direction of FRP. The results show that shear-damaged RC beams strengthened by either CFS or CFRP have more improved the shear capacity.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.171-178
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• 2019

본 연구는 탄소섬유시트, 아라미드섬유시트, 그리고 유리섬유시트를 혼합한 하이브리드 FRP 플레이트를 제작하였으며, 제작한 보강 플레이트를 보강한 후, 최대한의 휨 보강 효과가 발생되도록 다시 보강 플레이를 긴장시켜 RC보의 휨 보강 효과를 파악하고자 하였다. 또한, 긴장시키는 보강방법을 제시하는 동시에 무보강 실험체에 비해 보강효과가 어느 정도 되는지 실험적으로 규명하기 위해 실험적 연구를 진행하였다. 연구를 위해 총 8개의 RC 보 부재를 동일하게 제작하여 1 개의 실험체(N 실험체)를 제외한 7 개의 실험체는 보강재 종류, 단부 정착 앵커 개수, 보강재 두께 등을 주요 변수로 하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 휨 거동을 보이는 실험체에 긴장을 가한 FRP 플레이트로 보강하면, 보강하지 않은 실험체에 비해 우수한 휨거동(초기강도, 항복시 강도 및 강성, 최대강도 등)보여 주었으며, 단부정착 앵커의 개수가 많고, 보강재의 두께(보강량)가 클수록 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 긴장시킨 보강재는 단일 FRP 플레이트에 비해, 하이브리드 FRP 플레이트를 적용했을 때 보강효과가 더 우수하게 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.463-468
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• 2002

For the Externally bonded FRP systems, flexural design method is studied focusing on the reinforcement layer of the carbon fiber sheets. As the FRP layer is added, strengthening rate increases, but not proportionally as the FRP layer increases. This is reflected in the design formula appropriately by the bond cofficients from the added layers. As the number of FRP layer increases, the stress reinforcement and FRP sheet decreases, and it generally corresponds to the decrease rate of member flexural strength. This phenomenon is appearing indentically in a design formula and experimental result. The rate of $M_{test}$ and $M_n$ is 1.19 and it is estimated as safety factor which is the reduction factor, ${\psi}_f = 0.85$.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.132-142
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• 2007

본 연구에서는 Sprayed FRP 공법을 이용하여 보강된 철근 콘크리트 전단 파괴형 기둥의 구조성능을 평가하기 위하여 2/3 크기로 축소된 총 6개의 기둥 실험체를 제작하여, 일정한 축하중 (0.1Agfc')하에서 반복 횡하중을 가력한 구조 실험을 수행하였다. 4개의 실험체는 유리 및 탄소 단섬유와 에폭시 및 비닐에스테르 수지를 조합하여 Sprayed FRP로 보강하였으며, 또한 비교 목적을 위하여 고강도 탄소섬유시트(CFS)로 보강된 실험체 1개와 무 보강 실험체 1개를 포함하였다. 실험결과, Sprayed FRP로 보강된 실험체의 최대내력은 무 보강 실험체 대비 10~30%가 증가 하였을 뿐만 아니라, 연성은 약 1.15배 향상되어, 본 연구에서 제안한 Sprayed FRP 공법은 충분한 보강효과가 기대되는 신기술 이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.100-107
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• 2018

본 연구의 목적은 철근콘크리트 휨 부재에 탄소섬유시트, 유리섬유시트, PET(polyethylene terephthalate) 섬유 등을 이용하여 보강했을 때, 보강재 종류, 보강재 물성, 보강량 등에 따른 보강효과를 파악하는 것이다. 변수별 보강효과를 파악하기 위해 가상의 휨부재를 기준실험체로 선정하여, 기준실험체에 대해 항복단면과 극한단면일 때의 모멘트-곡률 관계를 파악하였다. 보강하지 않은 기준실험체에 보강재 종류, 보강재 물성, 보강량 등 다양한 변수를 적용하여 총 11개의 실험체의 모멘트-곡률 곡선을 비교하였다. 분석 결과, 보강하지 않은 실험체에 비해 보강한 실험체의 휨강도는 높게 나타났다. 그러나 연성에 대해서는 보강하지 않은 기준실험체가 가장 우수한 것으로 나타났다. 변수별 휨 보강효과는 보강량이 많고, 파괴시 재료강도가 높을수록 우수하게 나타났으며, 연성효과는 보강재의 파괴시 변형률이 높을수록 우수한 것으로 나타났다. 손상 전과 손상 후의 보강효과에 대해서는 휨보강 효과와 연성효과 모두 10% 이내로 미미하게 나타나 손상상태에 있더라도 온전한 상태로 해석해도 큰 차이가 없을 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.55-62
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• 2012

Steel plate or FRP materials have been typically used for the seismic retrofit of civil infrastructures. In order to overcome the limitation of each retrofitting material, a composite material, which takes advantages from both metal and fiber polymer materials, has been developed. In the study herein, the composite retrofitting material consists of metal part(steel or aluminum) and FRP sheet part(glass or carbon fiber). The metal part can enhance the ductility and the FRP part the ultimate strength. As a preliminary study to investigate the fundamental mechanical characteristics of the metal-FRP laminated composite material this study performed the flexural fracture test with various experimental variables including the number, the angle and the combination of FRP laminates. From the aluminum-FRP composite tests no great increase in flexural strength and flexural toughness were observed. However, flexural toughness of steel-FRP laminate composite was increased so that its behavior can be considered in the retrofit design. In addition, the angle and the kind of fibers should be carefully considered in conjunction with the expected loading conditions.

• 한국안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.54-63
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• 2011

Steel plate or FRP materials have been typically used for the seismic retrofit of civil infrastructures. In order to overcome the limitation of each retrofitting material, a composite material, which takes advantages from both metal and fiber polymer materials, has been developed. In the study herein, the composite retrofitting material consists of metal part(steel or aluminum) and FRP sheet part(glass or carbon fiber). The metal part can enhance the ductility and the FRP part the ultimate strength. As a preliminary study to investigate the fundamental mechanical characteristics of the metal-FRP laminated composite material this study performed the tensile test with various experimental variables including the number, the angle and the combination of FRP laminates. From the test results, both aluminum and steel-FRP laminate composite material showed increased fracture toughness. However, the angle and the kind of fibers should be carefully considered in conjunction with the expected loading conditions. In general, steel-FRP laminate composite showed better tensile performance in regards to the seismic retrofit purposes.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.239-247
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• 2008

철근콘크리트 휨 부재 보강에 자주 사용하는 탄소섬유 대신 탄소섬유 및 유리섬유 두 가지를 동시에 사용, 보강된 콘크리트 휨 부재의 강도 및 연성을 증진시키는 방안을 연구하였다. 두 가지 섬유의 혼합비가 적절한 경우, 탄소섬유가 선파단하고 보다 큰 변형 및 응력에서 유리섬유가 순차적으로 파단하는 소위 유사연성거동을 보일 수 있다. 본 연구에 사용된 두 가지 섬유가 유사연성거동을 보일 수 있는 이론적인 혼합비는 4.62 : 1 (체적비)로 나타났다. 두 가지 섬유로 보강한 무근콘크리트보의 휨 실험에서 탄소섬유 :유리섬유 = 6.8 : 1 이상인 경우 유사연성거동이 나타남을 확인하였다. 체적비 8.8 : 1의 유리섬유-탄소섬유 하이브리드 시트를 제작하고, 철근콘크리트보를 보강한 후 휨 실험을 수행하였다. 하이브리드 시트 1겹 및 2겹으로 보강한 보에서 모두 무보강 보에 비하여 강도가 증진하는 반면에, 연성이 유지되는 결과를 확인하였다. 하이브리드 시트를 사용하면 탄소섬유를 사용한 보강에 비하여 보다 경제적이면서 탄소섬유와 동등 이상의 강도 및 보다 우수한 연성을 나타내었다. 하이브리드 시트를 사용한 휨 부재 보강에서 한 가지 섬유만을 사용하는 기존의 설계 방법을 적용하여도 보수적인 설계가 가능하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.385-392
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• 2011

이 연구에서는 기존 철근콘크리트 건물의 보-기둥 접합부 및 내진 성능의 개선을 위해 보-기둥 접합부 영역을 기존의 강판 및 FRP보강재(탄소섬유 쉬트, 매입형 탄소섬유봉)를 사용하여 보강한 후 내진 성능을 평가 하였다. 총 6개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진 성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역(LBCJ 시리즈)를 보강한 결과 초기 재하시 접합부 영역의 균열 억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 보강재의 구속 효과로 인하여 균열 억제 효과가 커서 안정적인 파괴 형태 및 내력 향상 효과를 나타내었다. 기존 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 내진 성능을 개선하기 위하여 철근콘크리트 보-기둥 접합부 FRP보강 기술 적용 실험체 LBCJ 시리즈는 표준실험체 LBCJC와 비교하여 최대 내력은 26~50% 증가하였다. 그리고 에너지 소산 능력은 변위 연성 4에서 13.0~14.4% 증가하였다.