• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.168-174
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• 2001

탄소섬유쉬트는 고강도, 경량 및 고 내구성 등의 우수한 재료적 성질을 가지고 있어 철근콘크리트 건축물의 보수 .보강재료 장범위하게 사용되어져 왔다. 탄소섬유쉬트와 콘크리트 사이의 부착강도 즉, 부착거동은 탄소섬유쉬트에 의해 보수.보강되는 철근콘크리트 부재의 보강성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서, 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 접합면에서 발생되는 부착파괴의 메카니즘은 명확히 구명될 필요가 있다. 본 연구에서는 양생온도, 콘크리트의 표면상태 및 함수율 등의 환경요소변화에 따른 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 인발접착강도을 파악함으로써 환경요소의 영향을 평가하였으며 아울러, 탄소섬유쉬트와 콘크리트와의 부착성능을 결정하는 유효부착길이 및 평균부착응력도를 평가하였다. 연구결과, 인발접착강도에 미치는 환경요소에서 양생온도가 가장 중요한 영향인자로 나타났으며, 인장전단부착 실험으로부터 얻어진 유효부착길이 및 평균부착응력도는 각각 15 cm 및 9.78~11.88kgf/$\textrm{cm}^2$ 내외라고 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.414-423
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• 2020

최근 콘크리트 구조물을 보강하는데 경량이며 높은 강도를 가지고 있는 FRP(Fiber Reinforced Polymer)시트의 사용이 증가하고 있는데 구조물 보강 설계 시 부착 강도가 매우 중요하다. 그래서 FRP시트와 콘크리트 사이의 부착 강도에 대한 정확한 수치 모델을 얻기 위하여 많은 연구자가 다양한 변수(콘크리트 압축강도 및 인장강도, 콘크리트와 FRP의 탄성계수, 콘크리트와 FRP의 폭과 두께, 파괴에너지, 부착 길이, 유효부착길이, 최대 부착 응력과 최대 슬립)를 가지고 실험과 해석 연구를 수행하여 왔다. 결과적으로 많은 모델이 도출되었으나 실무에 쉽게 사용될 수 있는 검증된 모델은 제시되지 않았다. 그래서 본 연구는 현재까지 제안된 23개의 모델(Khalifa 모델, Iso 모델, Maeda 모델, Chen 모델 등)로부터 부착 강도에 미치는 요인을 분석하고 188개의 시험체에 대한 부착 강도 실험값을 각 모델들의 수치 결과 값과 비교하여 수식이 간단하고 높은 정도를 가진 사용하기 쉬운 모델을 제시하고자 하였다. 결과적으로 부착 강도 모델로 Iso 모델과 Holzenkӓmpfer 모델의 유효부착길이에 근거한 실용성 있는 모델을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.903-910
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• 2005

최근 철근콘크리트 구조물의 보강 방법으로 고인장강도를 갖는 섬유복합체를 부재의 외부에 부착시켜 휨 내력을 증진시키는 부착식 보강공법이 널리 사용되고 있으나, 부착되는 섬유복합체의 박리에 의한 파괴강도를 예측하여 설계식에 반영하기 위한 연구는 미흡한 것이 사실이다. 보강재의 박리에 의한 파괴는 부재 전체의 취성적인 파괴를 유도하게 되므로, 부재의 보강설계를 위해서는 이에 대한 검토가 필수적으로 요구되어 진다. 본 연구에서는 보강재의 부착강도에 큰 영향을 미치는 유효부착길이의 개념을 도입하여, 기존 연구 결과로부터 부재의 부착강도를 좌우하게 되는 유효부착길이를 산정 하였으며, 이와 같은 유효부착길이에 의한 보강재의 박리하중을 산정할 수 있는 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식은 기존 연구자들의 실험 연구결과와 비교하여 그 신뢰성을 검증하도록 하였으며, 기존 연구자들의 제안식과의 비교를 통하여 본 제안식의 타당성을 증명하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.10-17
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• 2004

활하중 4903Pa를 적용하여 최소깊이로 최적 설계한, 실물크기 U형 보에 대하여 전단경간과 내민보 길이를 다르게 하여 4번의 전단실험을 수행하였다. 토핑 콘크리트를 타설한 경간 10.5m 실물크기 U형 합성보는 보의 폭/깊이 비가 2이상이다. 이프리캐스트 프리스트레스트 보의 단부 전단거동을 평가하는 과정에서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 이 합성 U형 보는 최종파괴에 이를 때까지 일체 거동하였으며, 강도설계 규준에 합당한 휨과 전단거동을 보여주었다. 2) 본 연구결과의 범위 안에서, 본 연구에서 고려한 보깊이가 얕은 U형 보의 전체정착길이는 집중하중 위치에 대한 ACI 정착길이 요구식이 정착부착파괴의 가부를 결정하는 기준이 되었다 3) 단부쪽에 발생한 전단균열은 모두 정착파괴로 연결되는 것이 아니며, 선행된 슬립이 존재할 때 정착부착파괴로 유도될 수 있다. 4) 보 중앙축 부근의 일반휨철근은 보의 연성파괴를 유도하는 역할을 위하여 효과적으로 활용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.30-39
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• 2016

이 연구에서는 고연성과 낮은 탄성계수를 갖는 PET 섬유로 보강한 철근콘크리트 보의 부착특성과 휨거동을 각각 부착실험 및 휨실험을 통하여 규명하고자 하였다. 부착실험은 CSA S806에 따라 수행하였고, 실험변수는 섬유 종류와 보강량(CF 및 GF 시트 각 1겹, PET 시트 10겹)이었다. 총 8개의 보 실험에서 주요 실험변수는 단면의 연성비(${\mu}=3.4$, 7.0), 보강섬유 종류(CF, GF, PET) 및 보강량이었다. 보 단면의 모멘트-곡율 해석을 병행하였다. 부착실험의 결과, CF, GF 시트 1겹 보강에서 유효 부착길이는 각각 120, 60 mm 이었고 최대부착응력은 각각 3.25, 2.99 MPa 이었다. PET 10겹 보강에서 유효 부착길이는 60 mm, 최대 및 평균 부착응력은 각각 2.30, 2.10 MPa 이었다. 또한 최대 강도 시 CF, GF, PET의 변형율은 각각 0.36%, 0.49%, 6.29% 였으며 CF, GF 부착실험체는 계면에서 시트가 최종적으로 탈락하였지만 PET 부착 실험체에서 박리현상은 나타나지 않았다. 휨실험의 결과, PET 10, 20, 30겹으로 보강한 RC 보의 휨강도, 휨강성이 모두 무보강 보에 비해 증가하였고, 연성적인 휨파괴 양상을 보였으나 PET 30겹의 경우 20겹에 비하여 연성이 감소하였다. 모멘트-곡율 해석의 결과, PET 보강 보에서 접착제의 물성을 해석에 포함시키면 해석의 정확도가 향상하였다. 한편 PET 의 내구성에 대해서는 보고된 문헌이 없어서 현재 연구 진행 중이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.667-675
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• 2012

플랫 플레이트는 실의 배치가 지속적으로 바뀌는 오피스와 같이 유연한 공간의 배치를 위해 그 사용처가 증가하고 있다. 플랫 플레이트 구조를 사용함에 있어서 실무에서의 주요 문제는 슬래브-기둥 접합부에서 발생는 뚫림 전단 파괴에 대한 적절한 보강을 해주는 것이다. 이 연구에서는 플랫 플레이트 구조의 내부 슬래브-기둥 접합부에 대한 실험을 수행하였다. 세 가지의 특수한 전단 보강근이 구조물 전체의 파괴를 유발시킬 수 있는 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부의 취성적인 뚫림 전단파괴를 방지하기 위해 제안되었다. 총 네 가지의 프랫 플레이트 실험체가 수직 방향의 단조 가력에 의해 수행되었다. 전단 보강근은 뚫림 전단강도를 높여주는 역할과 취성파괴를 방지하는 역할을 해 주었다. 수행된 실험에서 전단보강근이 충분한 정착길이를 확보하지 못하여 전단보강근의 항복 이전에 파괴가 일어났다. 실험 결과를 통한 FE 모델의 검증이 이루어졌으며 검증된 FE 모델을 통해 전단보강근의 부착 성능에 대한 변수 분석이 수행되었다. 주요 변수는 슬래브의 두께, 콘크리트의 압축강도였으며 전단보강근의 성능을 산정할 수 있는 방법을 제시하였다.