• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.52-57
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• 2014

Due to the advantageous mechanical properties of the fiber reinforced polymeric plastics(FRP), their application in the construction industries is ever increasing trend, as a substitute of structural steel which is highly vulnerable under hazardous environmental conditions (i.e., corrosion, humidity, etc.). In this study, hybrid FRP-concrete composite pile (HCFFT) connection is suggested. The HCFFT is consisted of pultruded FRP unit module, filament wound FRP which is in the outside of mandrel composed of circular shaped assembly of pultruded FRP unit modules, and concrete which is casted inside of the circular tube shaped hybrid FRP pile. Therefore, pultruded FRP can increase the flexural load carrying capacity, filament wound FRP and concrete filled inside can increase axial load carrying capacity. In the study, connection capacity of HCFFT(small and mid size) is investigated throughout experiments and finite element method. From the results of experiments, we suggested the connection methods about HCFFT pile connection.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권2호
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• pp.193-204
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• 2022

The need for establishing the contribution of pultruded FRP encasements and additional FRP wraps around these encasements to the shear strength and load-deflection behavior of reinforced concrete beams is the main motivation of the present study. This paper primarily focuses on the effect of additional wrapping around the composite beam on the flexural and shear behavior of the pultruded GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) beams infilled with reinforced concrete, taking into account different types of failure according to av/H ratio (arch action, shear-tension, shear-compression and pure bending). For this purpose, nine hybrid beams with variable shear span-to-depth ratio (av/H) were tested. Hybrid beams with 500 mm, 1000 mm, and 1500 mm lengths and cross-sections of 150x100 mm and 100x100 mm were tested under three-point and four-point loading. Based on the testing load-displacement relationship, ductility ratio, energy dissipation capacity of the beams were evaluated with comprehensive macro damage analysis on pultruded GFRP profile and GFRP wrapping. The GFRP wraps were established to have a major contribution to the composite beam ductility (90-125%) and strength (40-75%) in all ranges of beam behavior (shear-dominated or dominated by the coupling of shear and flexure). The composite beams with wraps were showns to reach ductilities and strength values of their counterparts with much greater beam depth.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.705-712
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• 2009

일반 콘크리트에 비해 많은 양의 섬유 혼입으로 인하여 상대적으로 연성적이고 인성적인 고성능 시멘트계 복합체는 극심한 하중을 받거나 내구성의 문제가 있는 곳에 사용될 수 있다. PVA 섬유를 사용하는 고성능 시멘트계 복합체의 경우 기존의 국내외 연구에 의하면, 2%의 섬유 혼입비에서 가장 높은 성능을 발휘한다고 알려져 있다. 따라서 이 연구에서는 PVA 섬유의 총 혼입비를 2%로 일정하게 유지시킨 채, 서로 다른 형상비를 가진 PVA 섬유를 사용하여 최적의 배합을 선정하고자 고성능 시멘트계 복합체의 휨 성능 실험을 실시하였다. 뿐만 아니라 이러한 고성능 시멘트계 복합체에 강섬유를 혼입하여 그 성능의 변화를 비교, 분석하였다. 또한 높은 변형률을 갖는 하중에 대하여 고성능 시멘트계 복합체의 거동을 확인하고자 충격 시험을 실시하였다. 이와 동시에 분사식 FRP를 도포한 고성능 시멘트계 복합체의 충격 저항 성능 역시 평가하였다. 위의 실험 결과 1.6%의 단섬유(REC15)와 0.4%의 장섬유 (RF4000)가 혼입된 시편이 휨 성능 및 충격 성능에 대해 탁월한 성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다.

• Design & Manufacturing
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• 제16권2호
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• pp.1-6
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• 2022

As environmental regulations are strengthened, automobile manufacturers continuously research lightweight structures based on carbon fiber reinforced plastic (CFRP). However, it is difficult to see the effect of strength reinforcement when using a single CFRP material. To improve this, a hybrid laminate in which CFRP is mixed with the existing body structural steel was proposed. In this paper, CFRP patch reinforcement is applied to each compression/tensile action surface of a 22MnB5 metal sheet, and it was evaluated through a 3-point bending experiment. Progressive failure was observed in similar deflection on bending deformation to each one-sided reinforced specimen. After progressive failure, the tensile reinforced specimen was confirmed to separate the damaged CFRP patch and 22MnB5 sheet from the center of the flexure. The compression reinforced specimen didn't separate that CFRP patch and 22MnB5, and the strength reinforcement behavior was confirmed. In the compression reinforced specimen, damaged CFRP patches were observed at the center of flexure during bending deformation. As a result of checking the specimen of the compression reinforcement specimen with an optical microscope, It is confirmed that the damaged CFRP patch and the reinforced CFRP patch overlapped, resulting in a concentrated load. Through the experimental results, the 22MnB5 strength reinforcement characteristics according to the reinforcement position of the CFRP patch were confirmed.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.87-92
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• 2005

콘크리트의 투수성은 콘크리트의 내구성에 크게 영향을 미치므로, 투수성의 합리적인 측정과 그 개선이 요구된다. 따라서 콘크리트의 투수성은 콘크리트 구조물이 건전한 상태를 유지하고 있는 초기 상태에서 평가하는 것 보다 실제 하중을 받고 있는 공용중인 상태에서 평가하는 것이 보다 합리적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트의 투수성능을 개선하기 위하여 섬유의 종류 및 혼입율, 수지 종류를 달리하여 콘크리트 시험체를 제작하였으며, 투수성의 합리적인 평가를 위해서 하중을 받아 균열발생 등 성능이 저하된 콘크리트 구조물의 실제 상태를 모사하기 위하여 시험체에 선행하중을 시험체 압축강도의 50%, 70% 작용시킨 후에 투수시험을 수행하여 그 결과를 비교분석 하였다. 시험결과 투수계수는 선행하중을 가하지 않은 경우보다 선행하중 50%일 때 대략 1.4배, 70%일 때 17.8배 증가되었고, 하이브리드 강섬유보강이 콘크리트의 투수성능 개선에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권5호
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• pp.517-527
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• 2019

To move forward in large steps rather than in small increments, the community would benefit from a systematic and comprehensive database of multi-scale composites and measured properties, driven by comprehensive studies with a full range of types of fiber-reinforced polymers. The multi-scale hierarchy is a promising chemical approach that provides superior performance in synergistically integrated microstructured fibers and nanostructured materials in composite applications. Achieving high-efficiency thermal conductivity and mechanical properties with a simple surface treatment on single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) is important for multi-scale composites. The main purpose of the project is to introduce ozone-treated SWCNTs between an epoxy matrix and basalt fibers to improve mechanical properties and thermal conductivity by enhancing dispersion and interfacial adhesion. The obvious advantage of this approach is that it is much more effective than the conventional approach at improving the thermal conductivity and mechanical properties of materials under an equivalent load, and shows particularly significant improvement for high loads. Such an effort could accelerate the conversion of multi-scale composites into high performance materials and provide more rational guidance and fundamental understanding towards realizing the theoretical limits of thermal and mechanical properties.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.381-384
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• 2008

본 연구에서는 폭렬방지용 합성섬유의 효과적인 투입방안 마련을 목적으로, 섬유혼입 프리믹스시멘트 결합재를 사용한 고강도 콘크리트의 폭렬방지 및 내화특성을 검토하였다. 내화시험 결과, 원주형 공시체의 폭렬은 W/C 15%의 수동투입에서 일부 박리 또는 파괴폭렬이 발생한 것을 제외하고 대부분 방지되었고, 전체적으로 섬유혼입 프리믹스시멘트는 폭렬방지 성능이 섬유 수동투입과 비교하여 동등 이상으로 우수하였으며, 결합재량이 많아 점성이 큰 고강도 콘크리트일수록 양호한 섬유의 분산성으로 폭렬방지에 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 섬유혼입 프리믹스시멘트 결합재를 사용한 기둥부재의 온도이력은 폭렬이 방지되어 철근이 노출되지 않으면 최외곽 철근의 온도가 내화성능기준의 평균온도 538$^{\circ}C$를 넘지 않는 것으로 나타나, 고강도 콘크리트의 내화기준을 만족하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.139-146
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• 2009

본 연구에서는 외부프리스트레스 탄소섬유판에 의한 보강기술에서 긴장력을 포함하는 지속하중이 작용하였을 때의 장기거동을 평가하기 위한 실험연구를 수행하였다. 지속하중 도입을 위한 실험계획은 탄소섬유판에 직접 인장력을 도입하는 직접 지속하중 방식과 휨 실험체를 통한 휨 지속하중으로 구분하여 실시하였다. 직접 지속하중에 의한 실험은 탄소섬유판의 종류별로 약 700일에 걸쳐 실시하여 탄소섬유판의 장기 크리프/릴렉세이션 등의 변형을 주로 평가하였으며, 휨 지속하중 실험에서는 탄소섬유판의 정착시 정착장치에서의 슬립량을 주로 평가하기 위해 약 90일 간으로 수행되었다. 일방향 탄소섬유판에 대한 2년간의 지속하중 실험 결과에 의하면, 탄소섬유판의 크리프나 릴렉세이션과 같은 재료자체의 변형 및 정착장치에서의 슬립에 기인한 응력손실은 적은 것으로 나타났다. 그러나, 강판매입형 탄소섬유판은 강판의 항복변형률을 초과하여 도입된 긴장력으로 인하여 재료 자체의 변형에 의한 자체 응력손실이 발생되었으므로 이에 대한 보완이 필요한 것으로 판단된다. 아울러, 탄소섬유판의 정착과정에 발생되는 긴장력의 즉시 손실량은 응력도입 초기의 약 10% 정도이므로 프리스트레스의 도입시에는 이를 고려하여 긴장력을 결정할 필요성이 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권6호
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• pp.1501-1510
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• 2015

The frequency selective surface (FSS) embedded hybrid composite materials have been developed to provide excellent mechanical and specific electromagnetic properties. Radar absorbing structures (RASs) are an example material that provides both radar absorbing properties and structural characteristics. The absorbing efficiency of an RAS can be improved using selected materials having special absorptive properties and structural characteristics and can be in the form of multi-layers or have a certain stacking sequence. However, residual stresses occur in FSS embedded composite structures after co-curing due to a mismatch between the coefficients of thermal expansion of the FSS and the composite material. In this study, to develop an RAS, the thermal residual stresses of FSS embedded composite structures were analyzed using finite element analysis, considering the effect of stacking sequence of composite laminates with square loop (SL) and double square loop (DSL) FSS patterns. The FSS radar absorbing efficiency was measured in the K-band frequency range of 21.6 GHz. Residual stress leads to a change in the deformation of the FSS pattern. Using these results, the effect of transmission characteristics with respect to the deformation on FSS pattern was analyzed using an FSS Simulator.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.59-67
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• 2011

유리섬유복합관을 이용한 FRP-콘크리트 합성말뚝에 대하여 연직하중을 받는 FRP-콘크리트 합성말뚝의 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 분석하여 현장에 적용할 수 있는 효과적인 말뚝의 적용성을 평가하고자 한다. 이 연구에서는 CFFT 감재-콘크리트 합성말뚝과 FRP를 원주방향으로 보강한 FRP-콘크리트 합성말뚝(CFFT)과 관련하여 발생하는 문제점들을 완하시키기 위해 새롭게 제안된 콘크리트 채움 원형 FRP 말뚝(HCFFT)의 구조적 거동에 대한 실내시험을 통한 FRP-콘크리트 합성말뚝의 재료의 역학적 성질을 규명하여 해석 및 설계에 필요한 역학적 성질을 제시하였다. 아울러 실내시험 결과를 유한차분 수치해석 기법을 적용하여 연직하중 작용 시 단일말뚝인 경우 강관말뚝과 FRP-콘크리트 합성말뚝에 거동을 비교분석하여 적용성을 확인해 보았다.