• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.69-79
• /
• 2014

본 연구에서는 콘크리트 섬유보강플라스틱(FRP)로 보강된 철골보의 정적 휨하중상태에서 휨거동에 관한 실험결과를 제시하였다. 아라미드섬유 스트립과 탄소섬유 스트립으로 보강된 4개의 실험체를 제작하였으며, 1개의 기준실험체를 제작하였다. 이중 두 실험체는 부분보강방식으로 보강되었다. H빔은 두 종류의 파괴모드를 가지고 있는데, (1) 부분보강 실험체에서는 FRP 스트립이 탈락(debonding)되는 파괴모드를 보이고 있으며, 전면보강 실험체에서는 FRP 스트립이 파단(rupture)되는 거동을 보이고 있다. 실험결과 16%의 휨내력 상승효과를 관찰하였다.

• Computers and Concrete
• /
• 제23권1호
• /
• pp.61-68
• /
• 2019

This paper presents a computational rational model to predict the ultimate and optimized load capacity of reinforced concrete (RC) beams strengthened by a combination of longitudinal and transverse fiber reinforced polymer (FRP) composite plates/sheets (flexure and shear strengthening system). Several experimental and analytical studies on the confinement effect and failure mechanisms of fiber reinforced polymer (FRP) wrapped columns have been conducted over recent years. Although typical axial members are large-scale square/rectangular reinforced concrete (RC) columns in practice, the majority of such studies have concentrated on the behavior of small-scale circular concrete specimens. A high performance concrete, known as polymer concrete, made up of natural aggregates and an orthophthalic polyester binder, reinforced with non-metallic bars (glass reinforced polymer) has been studied. The material is described at micro and macro level, presenting the key physical and mechanical properties using different experimental techniques. Furthermore, a full description of non-metallic bars is presented to evaluate its structural expectancies, embedded in the polymer concrete matrix. In this paper, the mechanism of mechanical interaction of smooth and lugged FRP rods with concrete is presented. A general modeling and application of various elements are demonstrated. The contact parameters are defined and the procedures of calculation and evaluation of contact parameters are introduced. The method of calibration of the calculated parameters is presented. Finally, the numerical results are obtained for different bond parameters which show a good agreement with experimental results reported in literature.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.515-520
• /
• 2001

This study discusses the flexural performance of rehabilitated composite sections, consisting originally of R/C beams and subsequently strengthened by, Hybrid Fiber Reinforced Polymers(FRPs) and adhesives. Experimentations were peformed with 8 specimens to compare the rehabilitated effect of the length of FRPs, 2plies of FRPs, and 3plies of FRPs. The results show that the increase of the FRP strengthening length is effective on the flexural capacity and strength. Also, R.C beams retrofitted with hybrid FRPs are more effective on the increase of flexural capacity, strength, stiffness, and ductility than with a single kind of FRPs.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제3권3호
• /
• pp.85-93
• /
• 2003

Steel, concrete and their combination materials are the most 6commonly used materials for civil engineering structural systems such as buildings, bridge structures and other structures. Recently, however, fiber reinforced polymer (FRP) composites, a relatively new composite material made of fibers and polymer resins, have been gradually used in structural systems as an alternative structural material. This paper describes a comparison of design strength equations for steel column and FRP composite column based on design philosophies. The safety factors used in allowable stress design (ASD) are relatively higher in FRP structural design than steel structural design. Column critical stress equations of FRP composites column from an experimental study can be represented by Euler elastic buckling equation at the long-range of slenderness, and an exponential form at the short-range of slenderness as defined in Load and Resistance Factor Design (LRFD) of steel column. The column strength of steel and FRP composite columns in large slenderness is independent of material strength, this result verified the elastic buckling equation as derived by Eq. (15) and Eq. (5).

• Steel and Composite Structures
• /
• 제47권3호
• /
• pp.383-393
• /
• 2023

Conventional reinforced concrete design codes assume ideal strain evolution in semi-deep beams with externally bonded fiber-reinforced polymer (EB-FRP) web strips. However, there is a strain interaction between internal stirrups and web strips, leading to a notable difference between code-based and experimental shear strengths. Current study provides an experiment-verified detailed numerical framework to assess the potential strain interaction under quasi-static monotonic load. Based on the observations, steel stirrups are effective only for low EB-FRP amounts and the over-strengthening of semi-deep beams prevents the stirrups from yielding, reducing its shear strength contribution. A notable difference is detected between the code-based and the study-based EB-FRP strain values, which is a function of the normalized FRP stress parameter. Semi-analytical relations are proposed to estimate the effective strain and stress of the components considering the potential strain interaction. For the sake of simplification, a linearized correction factor is proposed for the EB-FRP web strip strain, assuming its restraining effect as constant for all steel stirrup amounts.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.835-838
• /
• 2008

이 연구에서는 FRP(fiber reinforced polymer)로 전단보강된 철근콘크리트(RC) 보의 전단거동을 예측하기 위하여 비선형 유한요소해석을 수행한다. FRP로 전단보강된 RC 보의 유한요소해석을 위하여 이 논문에서는 FRP에 대한 모델링 개념을 소개하며, RC 보와 FRP, 그리고 콘크리트와 FRP 사이의부착 특성을 나타낼 수 있는 수치해석기법을 사용한다. 제안된 모델링 기법에 따라, DSFM에 바탕을둔 2차원 비선형 유한요소해석 프로그램인 VecTor2를 이용하여 유한요소해석을 수행한다. 또한 FRP 로 전단보강된 RC 보의 거동에 대한 DSFM의 적용성을 검증하기 위하여 수치해석결과와 실험결과를 상세히 비교한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.273-276
• /
• 2008

기존의 콘크리트 구조물은 콘크리트만으로는 부족한 인장력 강화를 위해 철근을 보강근으로 사용하여 구조물을 형성하였으며, 이러한 철근콘크리트 구조물 시스템 내에서 철근은 사용연한이 지날수록 염분 및 습기, 염화물 등 외부환경에 의해 부식된다. 이러한 철근의 부식은 최종적으로 콘크리트 구조물의 성능 저하와 수명 단축을 유발시키는 주요 원인이 된다. 이와 같은 이유로 최근 Fiber Reinforced Polymer(FRP)를 이용하여 철근을 대체할 수 있는 보강근을 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다. FRP 보강근은 철근에 비해 고강도를 발휘할 수 있을 뿐 아니라, 비부식성이기 때문에 기존 철근의 부식 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다. 그러나 FRP 보강근은 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도로 인해 동일 하중 수준에서 철근 콘크리트보다 균열폭이 커지고 균열이 크게 진행하는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 FRP 보강근 콘크리트 보와 기존의 철근콘크리트 보에 대한 정적 재하 실험을 통해 보강근의 종류와 보강근의 배치, 보강비 등에 따른 균열 거동과 파괴 모드의 변화를 고찰하였으며, 설계기준식과 측정값과의 비교를 통해 FRP 보강근 콘크리트의 균열평가에 대한 설계기준식의 타당성을 검토하였다.

• Advances in concrete construction
• /
• 제5권6호
• /
• pp.625-638
• /
• 2017

The flexural behavior of Fiber reinforced polymer (FRP) sheets has gained much research interest in the flexural strengthening of reinforced concrete beams. The study on flexure includes various parameters like increase in strength of the member due to the externally bonded (EB) Fiber reinforced polymer, crack patterns, debonding of the fiber from the structure, scaling, convenience of using the fibers, cost effectiveness, etc. The present work aims to study experimentally about the reasons behind the failure due to flexure of an externally bonded FRP concrete beam. In the design of FRP-reinforced concrete structures, deflection control is as critical as much as flexural strength. A numerical model is created using Finite element (FEM) software and the results are compared with that of the experiment.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.763-771
• /
• 2007

철근부식은 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 현저히 저하시키며, 유지보수 비용의 증가를 가져온다. 이와 같은 문제의 해결을 위해 피복두께의 증가, 고성능콘크리트의 사용, 에폭시 코팅 철근의 사용 등이 연구되었으나 완전한 해결책은 되지 못하고 있다. 최근 철근부식 문제를 근본적으로 해결하기 위한 새로운 대안으로 대두되고 있는 것이 FRP (fiber reinforced polymer) 복합재료를 이용한 철근대체제의 사용이다. 그러나 취성적 거동과 낮은 탄성계수로 인하여 철근콘크리트와는 다른 거동을 보이며 이에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 FRP 보강근을 사용한 일방향 슬래브의 구조 실험을 통하여 철근콘크리트 슬래브와 거동 특성을 비교하였다. 균열 및 파괴모드, 처짐, 연성 등의 평가를 통하여 철근 대체제로서의 가능성을 평가하였으며, 해외의 제안식들을 사용하여 처짐 및 균열예측에 대한 식의 적정성을 평가하였다.

• Computers and Concrete
• /
• 제2권3호
• /
• pp.177-188
• /
• 2005

This paper presents a numerical model developed to evaluate the load-deflection and moment-curvature relationship for concrete beams strengthened externally with four different Fiber Reinforced Polymer (FRP) composite systems. The developed model considers the inelastic behavior of concrete section subjected to a combined axial force and bending moment. The model accounts for tensile strength of concrete as defined by the modulus of rupture of concrete. Based on the adopted material constitutive relations, the model evaluates the sectional curvature as a function of the applied axial load and bending moment. Deflections along the beam are evaluated using a finite difference technique taking into account support conditions. The developed numerical technique has been tested on a cantilever beam with a transverse load applied at its end. A study of the behavior of the beam with tension reinforcement compared to that with FRP areas giving an equivalent ultimate moment has been carried out. Moreover, cracking of the section in the tensile region at ultimate load has also been considered. The results indicated that beams reinforced with FRP systems possess more ductility than those reinforced with steel. This ductility, however, can be tuned by increasing the area of FRP or by combining different FRP layers.