• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.219-229
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• 2015

각형 CFT 기둥에 대한 실험 연구를 수행하였다. 본 연구는 세장 단면의 고강도 강관을 적용한 CFT 기둥의 압축성능 평가하는 것이 주요 목적이다. 실험 변수는 강관의 판폭두께비, 콘크리트 강도, 강관 항복강도, 그리고 스티프너의 사용여부이다. 총 5개의 기둥 실험체에 대하여 중심압축 실험을 수행하였다. 고강도 강관을 적용한 실험체는 탄성국부좌굴이 발생하였지만, 높은 항복강도로 인하여 상당한 후좌굴강도를 발휘하였다. 또한, 실험결과는 현행 설계기준에 의한 예상강도를 대체로 만족하였다. 세장 단면의 고강도 강관에 스티프너를 보강할 경우 강도와 변형능력 면에서 우수한 구조성능을 발휘하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권6호
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• pp.845-865
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• 2022

In this study, the performance of shear deficient reinforced concrete (RC) beams with rectangular cross-sections, which were externally bonded reinforced (EBR) with high strength CFRP and GFRP strips composite along shear spans, has been experimentally and analytically investigated under vertical load. In the study, the minimum CFRP and GFRP strips width over spacing were considered. The shear beam with turned end to a bending beam was investigated by applying different composite strips. Therefore various arising in each of strength, ductility, rigidity, and energy dissipation capacity were obtained. A total of 12 small-scaled experimental programs have been performed. Beam dimensions have been taken as 100×150×1000 mm. Four beams have been tested as unstrengthened samples. This paper focuses on the effect of minimum CFRP and GFRP strip width on behaviours of RC beams shear-strengthened with full-wrapping, U-wrapping, and U-wrapping+longitudinal bonding strips. Strengthened beams showed significant increments for flexural ductility, energy dissipation, and inelastic performance. The full wrapping strips applied against shear failure have increased the load-carrying capacity of samples 53%-63% interval rate. Although full wrapping is the best strengthening choice, the U-wrapping and U-wrapping+longitudinal strips of both CFRP and GFRP bonding increased the shear capacity by 53%~75% compared to the S2 sample. In terms of ductility, the best result has been obtained by the type of strengthening where the S5 beam was completely GFRP wrapped. The experimental results were also compared with the analytically given by ACI440.2R-17, TBEC-2019 and FIB-2001. Especially in U-wrapped beams, the estimation of FIB was determined to be 81%. The estimates of the other codes are far from meeting the experimental results; therefore, essential improvements should be applied to the codes, especially regarding CFRP and GFRP deformation and approaches for longitudinal strip connections. According to the test results, it is suggested that GFRP, which is at least as effective but cheaper than CFRP, may be preferred for strengthening applications.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권1호
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• pp.125-133
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• 2010

기존의 해상교량 기둥의 외부보강에 따른 연구들은 현재까지 주로 중앙점 재하에 따른 성능을 평가하였다. 하지만, 장대교량의 기둥은 정확한 중심축을 기준으로 축하중을 받는 경우와 편심으로 인한 큰 모멘트가 동시에 작용하는 경우가 많이 발생한다. 이 연구에서는 해상장대교량의 고강도 철근콘크리트 기둥의 하중재하 위치와 2가지의 보강 재료인 탄소섬유 및 고성능 유리섬유를 각각 보강하여 그 효과를 분석하였다. 실험에 사용된 12개의 기둥 실험체는 모두 같은 크기로 제작 및 실험을 하였다. 그 중 6개 실험체의 횡보강 철끈은 띠철근으로 배근하였으며, 그 외 6개의 실험체는 나선철근으로 매끈하였다. 그리고 각각 3겹의 탄소섬유 및 고성능 유리섬유를 적용하여 감싸기 방법으로 보강하였다. 실험변수는 하중재하 위치에 따른 철근의 보강행태 및 보강재료가 고려되었다. 실험결과, 편심축에 따른 하중재하 기둥부재는 중심축 하중재하에 비해 최대 파괴하중이 감소하였지만 고성능 유리섬유를 보강한 기둥부재는 축하중 및 편심하중에서 탄소섬유를 보강한 경우보다 내력과 연성이 우수하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.421-431
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• 2007

본 연구의 주 목적은 유리 및 탄소단섬유 (chopped fiber)와 에폭시 및 비닐에스터수지 (resin)를 외기에서 혼합하여 요철이 많은 콘크리트 표면에 고속의 압찰 공기로 랜덤하게 분사하여 기존 콘크리트 구조물을 보강하는 새로운 공법, 즉 sprayed FRP 보수보강 공법을 개발하는 것으로서, 본 연구에서는 sprayed FRP 보강을 위한 치적의 재료 물성치를 제시하고자 유리 및 탄소단섬유의 길이, 단섬유와 에폭시 및 비닐에스터수지의 배합 비율 등을 주요변수로 설정하여 재료 인장시험을 실시하였다. 또한 상기 재료 시험 결과를 바탕으로 sprayed FRP 공법을 이용하여 보강된 철근콘크리트 휨 보, 전단 보 및 손상 보의 보강 성능을 실험적 연구를 토대로 평가하였다. 그 결과, 유리 및 탄소단섬유의 길이 38 mm, 섬유와 수지의 배합 비율 1 : 2가 최적 물성치로 제안되었으며, sprayed FRP의 휨 및 전단 보의 보강 효과는 기존 FRP sheet와 유사한 보강 효과를 나타냈으며, 손상 보의 경우 최대 강도의 결과를 비교해보면 보강 보와 동등한 보강 효과가 나타났다. 기존 FRP 설계식의 적용 가능성을 분석해본 결과, sprayed FRP 휨실험체의 경우 기존설계식의 적용이 가능한 것으로 드러났으며, 전단실험체의 경우는 전단강도 저감계수 ${\alpha}=0.18$이 실험값과 근접한 범위 내에서 안전 측으로 설계가 되는 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.29-36
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• 2013

최근의 지진을 경험하면서 지진에 대한 성능 설계 개념이 설계기준에 포함되기 시작하였다. 따라서 RC 구조물의 강도와 연성을 예측할 수 있는 간단한 해석도구가 필요하다. 이 연구에서는 2차원 래티스 모델을 확장하여 3차원 래티스 모델을 개발하였다. 개발된 3차원 래티스 모델을 평가하기 위하여 구조물의 비틀림 해석을 수행하였다. 해석의 평가를 위하여 실험 결과와 비교하였다. 래티스 요소의 크기에 따른 해석 결과를 분석하여 사용성을 검토하였다. 개발한 3차원 래티스 모델을 사용한 비틀림 거동해석이 실험값과 비교적 일치하는 결과를 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.69-78
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• 2008

본 논문에서는 내하력이 저감된 노후화 된 콘크리트 하수관거의 보강공법의 타당성을 검증하기 위하여 정적재하 시험을 실시하였다. 내경 0.8 m, 1.0 m, 1.5 m인 원형관과 폭 2.0 m, 2.5 m인 상자형관을 대상으로 하였으며, 신관을 대상으로 정적 재하시험을 통하여 관 내부에 충분한 균열을 발생시킨 후 보강공법을 적용 한 후 다시 정적재하시험을 실시하였다. 본 연구에서 적용 된 보강공법은 균열관 내부에 스틸보강재가 추가된 프로파일과 고강도 모르타르를 이용하여 화학적 열화에 대한 저항성과 단면 내력을 증진 시킨 것이다. 보강공법 적용 후 단면 내력은 균열발생 이전 신관에 비해 원형관의 경우 1.66 ~3.50배, 상자형관의 경우 1.66~3.10배 정도 증가하였다. 또한 ABAQUS 6.6을 이용하여 보강공법 적용 전 후 콘크리트 원형관과 상자형관의 비선형 해석을 수행하였다. C3D8R 솔리드 요소를 사용하였고, concrete damage plasticity option을 적용하였다. 원형관과 상자형관에 배근된 철근의 영향성을 해석상 반영하기 위하여 합성 재료식을 유도하여 적용하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.131-138
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• 2008

최근 지진, 노후화 등에 따라 손상된 많은 콘크리트 구조물을 보강하기 위하여 고강도이면서 가볍고 내구성이 뛰어난 특성을 가지고 있는 FRP(Fiber-reinforced polymer) 시트가 구미에서 뿐만 아니라 우리나라에서도 널리 사용되고 있으며 관련연구도 활발히 체계적으로 이루어지고 있다. 일반적으로 FRP 시트로 보강된 RC구조물은 지진, 교통, 온도 등에 의해 자주 반복하중을 받는다. 그러나 대부분의 연구가 일축 하중하에 이루어진 경우가 대부분이며 이러한 연구결과를 토대로 FRP의 부착특성을 확인하고 있으며 다양한 부착모델을 제안하고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 아라미드섬유, 탄소섬유, 폴리아세탈 섬유와 매수를 변수로 하여 총 18개의 시험체를 제작하고 최대부착강도, 최대변위, 변형률을 측정하고 그 결과에 근거하여 부착응력, 슬립을 계산하여 반복하중하의 FRP 시트와 콘크리트의 부착특성을 미시적으로 살펴보았다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권6호
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• pp.1083-1104
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• 2015

This paper provides the results of an experimental investigation into the flexural behavior of continuous two-span unbonded post-tensioned high strength concrete (HSC) beams, strengthened by end-anchored CFRP laminates of different configurations in the hogging region. Implementing two different configurations of end-anchorage systems consisting of steel plates and bolts and carefully monitoring the development of strains throughout the load history using sufficiently large number of strain gauges, the response of beams including the observed crack propagations, beam deflection, modes of failure, capacity enhancement at service and ultimate and the amount of moment redistribution are measured, presented and discussed. The study is appropriate in the sense that it covers the more commonly occurring two span beams instead of the simply supported beams investigated by others. The experiments reconfirmed the finding of others that proper installation of composite strengthening system is most important in the quality of the bond which is essential for the internal transfer of forces. It was also found that for the tested two span continuous beams, the capacity enhancement is more pronounced at the serviceability level than the ultimate. This is an important finding as the design of these beams is mostly governed by the serviceability limit state signifying the appropriateness of the suggested strengthening method. The paper provides quantitative data on the amount of this capacity enhancement.

• Advances in materials Research
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• 제7권2호
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• pp.83-103
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• 2018

In this paper, the problem of interfacial stresses in damaged reinforced concrete beams strengthened with bonded prestressed functionally graded material plate and subjected to a uniformly distributed load, arbitrarily positioned single point load, or two symmetric point loads is developed using linear elastic theory. The adopted model takes into account the adherend shear deformations by assuming a linear shear stress through the depth of the damaged RC beam. This solution is intended for application to beams made of all kinds of materials bonded with a thin FGM plate. The results show that there exists a high concentration of both shear and normal stress at the ends of the functionally graded material plate, which might result in premature failure of the strengthening scheme at these locations. Finally, numerical comparisons between the existing solutions and the present new solution enable a clear appreciation of the effects of various parameters of the beams on the distributions of the interfacial stresses.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.107-118
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• 2002

The purpose of this study is to investigate the strengthening effect of RC beams with carbon fiber grid. Carbon fiber grid that is very lightweight and stronger than steel reinforcement does not rust or corrode and has a very high resistance to salt. In this study, five real size specimens which are strengthened with different types of carbon fiber grid are tested. With the results of this tests, we found the physical and mechanical properties of carbon fiber grid and polymer mortar which are used to strengthen the damaged or cracked reinforcement concrete beams. we also investigate the strengthening effect of carbon fiber grid on the five flexural test specimens that have cracks.