• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.401-409
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• 2006

본 연구에서는 고강도 강섬유보강 콘크리트(HSFRC)의 설계 및 시공을 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 역학적 특성 및 장기변형 특성에 관한 연구를 수행하였으며, 탄성계수, 압축강도, 인장강도, 휨강도, 건조수축 및 크리프에 미치는 강섬유 혼입의 영향을 검토하고, 휨파괴인성을 평가하였다. 연구결과, HSFRC의 압축강도에 미치는 강섬유의 혼입효과는 그다지 크지 않았고, 탄성계수는 섬유혼입률이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 인장강도, 휨강도 및 휨인성에 미치는 섬유혼입률($V_f$) 및 섬유형상비($l_f/d_f$)의 영향은 대단히 큰 것으로 나타났다. 이는 $V_f$ 및 $l_f/d_f$의 증가와 함께 극한하중에 상응하는 처짐량이 증가하고, 강섬유의 균열구속성능에 의해 하중-처짐곡선의 하강곡선이 완만하게 감소하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 크리프 및 건조수축에 미치는 섬유혼입률($V_f$)의 영향은 대단히 큰 것으로 나타났으며, 특히 고강도 콘크리트에 강섬유를 혼입하면 크리프 변형에 비해 건조수축 변형의 저감에 더욱 효과가 큰 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.75-87
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• 1993

본 논문은 강섬유보강콘크리트 deep beam의 전단특성을 규명하고 균열전단강도와 극한전단강도를 예측하기 위한 것으로 섬유로 보강된 16개의 보를 포함한 총 20개의 보를 4 series로 나누어 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 콘크리트의 강도, 섬유혼입률, 전단지간 등이며, 실험 과정을 통해 파괴형상, 처짐, 변형률, 전단강도 등을 측정 하였다. 실험결과로 부터 섬유의 혼입량이 많아지고, 콘크리트의 강도가 커질 수록, 그리고 전단지간이 짧아질수록 섬유보강콘크리트 deep beam의 균열 및 극한전단강도가 증가됨을 밝혔다. 또한, 실험성과를 회귀분석하여 균열전단강도와 극한전단강도 추정식을 제안 하였다. 제안된 추정식에 의한 계산값과 실험성과를 비교 검토하여 그 상관성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.1-12
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• 1993

본 논문은 전단철근을 갖지 않는 강섬유보강콘크리트 보의 전단특성을 규명하고 균열전단강도와 극한전단강도를 예측하기 위한 것으로 섬유로 보강된 21개의 보를 포함한 총 36개의 보를 4 series로 나누어 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 콘크리트의 강도, 섬유혼입율, 전단지간, 인장철근량 등이며, 실험과정을 통해 파괴형상, 처짐, 전단강도 등을 측정하였다. 실험결과로부터 섬유의 혼입량이 많아지고, 콘크리트의 강도가 커질수록, 그리고 전단지간이 짧아질수록 섬유보강콘크리트 보의 균열 및 극한전단강도가 증가됨을 밝혔다. 또한, 실험결과를 회귀분석하여 균열전단강도와 극한전단강도 추정식을 제안하였다. 제안된 추정식에 의한 계산값과 실험결과를 비교 검토하여 그 상관성을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제3권3호
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• pp.141-148
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• 1991

본 논문은 전단보강이 없는 강섬유보강 고강도 철근콘크리트보의 전단거동에 관한 연구로서 전단스팬비(a/b), 섬유첨가율(Vf)의 변화에 사인장균열 전단응력 및 극한전단응력의 변화를 관찰하였다. 실험결과 섬유첨가율이 증가할수록, 전단스팬비가 감소할수록 사인장균열 전단응력 및 극한전단응력이 증가함을 보여주고 있으며, 특히 섬유첨가율이 증가함에 따라 섬유의 균열억제거동에 의해 극한전단응력이 높게 증가함을 볼 수 있다. 본 연구에 의한 실험결과를 바탕으로 각 변수에 따른 사인장균열 전단응력 및 극한전단응력에 대한 실험식을 제안하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제7권4호
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• pp.219-229
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• 2019

This paper presents an experimental study on the structural performance of an innovative ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) deck with coarse aggregate of composite bridge under shear force. Test parameters included curing method and shear span-to-height ratio. Test results indicated that more short fine cracks developed beside the existing cracks due to the randomly dispersed fibers, resulting in re-distributing and homogenizing of the concrete stress beside cracks and allowing for the occurrence of more cracks with small spacing compared to normal strength concrete beams. Curing methods, incorporating steam curing and natural curing, did not have obvious effect on the nominal bending cracking strength and the ultimate strength of the test specimens. Shear reinforcement need not be provided for UHPFRC decks with a fiber volume fraction of 2%. UHPFRC decks showed superior load resistance ability after the appearance of cracks and excellent post-cracking deformability. Lastly, the current shear provisions were evaluated by the test results.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.470-476
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• 2016

Many studies have been performed on hybrid fiber reinforced concrete for years, which is to improve some of the weak material properties of concrete. Studies on characteristics of hybrid fiber reinforced concrete using amorphous steel fiber and polyamide fiber, however, yet remain to be done. The purpose of this experimental research is to evaluate the workability and mechanical properties of hybrid fiber reinforced concrete using amorphous steel fiber and polyamide fiber. For this purpose, the hybrid fiber reinforced concrete containing amorphous steel fiber(ASF) and polyamide fiber(PAF) were made according to their total volume fraction of 0.5 % for water-binder ratio of 33 %, and then the mechanical properties such as the compressive strength, direct tensile strength, flexural strength, and flexural toughness of those were estimated. It was observed from the test results that the compressive strength was slightly decreased with increasing ASF and decreasing PAF and the effect of fiber combination on the flexural strength was not much but the flexural toughness was relatively largely increased with decreasing ASF and increasing PAF.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권4호
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• pp.495-508
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• 2018

In this paper, the effect of matrix cracks on the buckling of a hybrid laminated plate is investigated. The plate is composed of carbon nanotube reinforced functionally graded (CNTR-FG) layers and conventional fiber reinforced composite (FRC) layers. Different distributions of single walled carbon nanotubes (SWCNTs) through the thickness of layers are considered. The cracks are modeled as aligned slit cracks across the ply thickness and transverse to the laminate plane, and the distribution of cracks is assumed statistically homogeneous corresponding to an average crack density. The first-order shear deformation theory (FSDT) is employed to incorporate the effects of rotary inertia and transverse shear deformation, and the meshless kp-Ritz method is used to obtain the buckling solutions. Detailed parametric studies are conducted to investigate the effects of matrix crack density, CNTs distributions, CNT volume fraction, plate aspect ratio and plate length-to-thickness ratio, boundary conditions and number of layers on buckling behaviors of hybrid laminated plates containing CNTR-FG layers.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.100-108
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• 2015

본 연구의 목적은 아라미드섬유의 표면개질에 의한 시멘트 복합재료의 강도특성 및 내충격성능의 향상효과를 평가하는 것이다. 단섬유 형태의 아라미드섬유를 섬유길이와 섬유의 표면유제처리율을 달리하여 시멘트 복합재료에 혼입하였다. 아라미드섬유보강 시멘트 복합재료의 강도특성은 섬유의 혼입율, 섬유의 표면유제처리율, 섬유의 길이에 따라 다르게 나타났으며, 특히, 동일한 섬유혼입율 및 섬유길이에 대한 인장강도 및 휨강도는 섬유의 표면유제처리율을 증가시킨 시험체가 향상되는 경향을 확인하였다. 이러한 정적 강도특성 결과는 고속비상체의 충돌에 의한 내충격성능에도 영향을 미쳤으며, 아라미드섬유의 표면유제처리율이 증가함에 따라 배면박리가 억제되는 것을 알 수 있었다. 하지만, 아라미드섬유를 섬유보강 시멘트 복합재료용 보강재로 활용하기 위해서는 섬유와 시멘트 복합재료간의 분산능력 및 부착효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이는 아라미드섬유의 표면특성을 소수성으로 개질하는 것에 의해 가능할 것으로 사료되며, 1.2 %이상의 표면유제처리율 및 성능개선에 대해서는 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 아라미드섬유와 후크형 강섬유를 하이브리드 한 시험체의 경우, 강도특성 및 내충격성능의 향상효과는 강섬유의 기여도가 높은 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권4호
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• pp.403-415
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• 2018

In the present study, nonlinear dynamic response of polymer-CNT-fiber multiscale nanocomposite plate resting on elastic foundations in thermal environments using the finite element method is performed. In this regard, the governing equations are derived based on Inverse Hyperbolic Shear Deformation Theory and von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ geometrical nonlinearity. Three type of distribution of temperature through the thickness of the plate namely, uniform linear and nonlinear are considered. The considered element is C1-continuous with 15 DOF at each node. The effective material properties of the multiscale composite are calculated using Halpin-Tsai equations and fiber micromechanics in hierarchy. The carbon nanotubes are assumed to be uniformly distributed and randomly oriented through the epoxy resin matrix. Five types of impulsive loads are considered, namely the step, sudden, triangular, half-sine and exponential pulses. After examining the validity of the present work, the effects of the weight percentage of SWCNTs and MWCNTs, nanotube aspect ratio, volume fraction of fibers, plate aspect, temperature, elastic foundation parameters, distribution of temperature and shape of impulsive load on nonlinear dynamic response of CNT reinforced multi-phase laminated composite plate are studied in details.

• Advances in concrete construction
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• 제12권6호
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• pp.499-505
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• 2021

Geopolymer binders fascinate the attention of researchers as a replacement to cement binder in conventional concrete. One-ton production of cement releases one ton of carbon-dioxide in the atmosphere. In the replacement of cement by geopolymer material, there are two advantages: one is the reduction of CO₂ in the atmosphere, second is the utilization of Fly ash and Ground granulated blast furnace slag (GGBFS) are by-products from coal and steel industries. This paper focuses on the mechanical properties of steel fiber reinforced geopolymer concrete. The framework considered in this research work is geopolymer source (Fly ash, GGBFS and crimped steel fibre) and alkaline activator which consists of NaOH and Na₂SiO₃ of molarity 8M. Here the Na₂SiO₃ / NaOH ratio was taken as 2.5. The variables considered in this experimental work include Binder content (360,420 and 450 kg/m³), the proportion of Fly ash and GGBS (70-30, 60-40 and 50-50) for three different grades of Geopolymer concrete (GPC) GPC 20, GPC 40 and GPC 60. The percentage of crimped steel fibres was varied as 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4% and 0.5%. Generally, the inclusion of steel fibres increases the flexural and split tensile strength of Geopolymer concrete. The optimum dosage of steel fibres was found to be 0.4% (by volume fraction).