• 한국안전학회지
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• 제31권6호
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• pp.1-5
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• 2016

A bicycle is one of the most popular sporting goods in view of a sport activity and a human health. Metallic materials such as steel, aluminum, etc. were mainly used to the bicycle fork in the past. Nowadays, the carbon fiber reinforced composite materials are widely used to the manufacturing of a bicycle fork to reduce the weight and to increase the efficiency. Safety is a most important design parameter of a bicycle fork even if the weight and cost reduction are important. Bicycle failure may happen at the critical spot of a bicycle fork and cause the accident. In this paper, the composite bicycle fork will be analyzed to secure the safety and detect a critical spot by using the finite element method with Tsai-Wu failure criterion. The stress data were obtained for the laminated composites with various number of plies and fiber orientation under the bending load. Thus, design concept of a bicycle fork was proposed to secure the safety of a bicycle. The finite element analysis results show that the connection area between a steer tube and a fork blade is critical spot, and 75 or more layers of 0 degree are needed to secure the safety of a bicycle fork.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.549-555
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• 2002

탄소섬유쉬트는 철근의 약 10배에 달하는 인장강도를 지니고 있으나, 보강 특성상 접착제를 사용한 일체화가 선행되어져야하기 때문에 부착으로 인한 강도저감요인을 배제할 수가 없다. 결국 탄소섬유쉬트의 인장강도를 최대한 발휘하기 위해서는 부착파괴를 방지할 수 있는 합리적 설계가 이루어져야 한다. 현재까지 부착성능과 관련한 많은 연구가 진행되었지만 부착길이 결정하는 부착강도에 대한 연구는 미흡하였으며, 설계에 반영할 수 있는 기준 역시 미진한 상태이다. 본 연구에서는 일본 규준 안 및 국내 제조사가 제시하고 있는 설계용 부착강도를 기준으로 부착길이를 검토하였으며, 부착성능에 영향을 미칠 젓으로 판단되는 프라이머 도포량 및 에폭시 강도를 변수로 실험을 실시하였다. 본 실험결과에 의하면, 현재 적용 강도는 모두 안전측으로 나타났으며, 설계용 부착강도는 최대 $\tau$a =8 kgf/$\textrm{cm}^2$ 까지 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.179-186
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• 2009

고강도콘크리트의 취약점으로 지적되고 있는 화재시의 폭렬현상에 대한 대책을 마련하기 위해 각 계의 노력이 활발한 현 상황에서 각종 폭렬 저감성 재료 및 새로운 개념의 소재에 대한 적정 혼입비율을 구명해야 하는 긴요한 상황이다. 본 연구에서는 메타카올린, 페타이어칩, 폴리프로필렌섬유 및 강섬유의 4가지 기능성 소재를 대상으로, 기본적인 품질 요건은 물론, 내화성능에 최적의 효과를 나타낼 수 있는 배합비를 실험적, 통계적으로 도출하고자 하였다. 여기서, 실험은 4인자 3수준의 직교배열표를 이용하여 최소실험법으로 계획하고, 통계적 분석은 반응표면분석 기법을 이용하였다. 그 결과, 80 MPa급 고강도콘크리트의 내화성능 보강인자로 선정된 기능성 소재간에는 복합 사용시 상호 보완적인 기여를 하는 것으로 확인되었다. 한편, 반응표면분석을 통해 도출한 내화성능 보강인자의 최적조건은 메타카올린을 실리카퓸 대신 80% 수준으로 용적치환하고, 폐타이어칩은 잔골재 대신 3% 수준으로 용적치환하는 경우와 폴리프로필렌 섬유를 전체용적에 대하여 0.2% 수준으로 첨가하는 한편, 강섬유를 혼입하지 않는 것이 고강도콘크리트의 기초 특성과 내화특성을 고루 만족할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.92-98
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• 2019

본 연구에서는 기존콘크리트와의 부착성능 및 수밀성을 향상하기 위해 기존의 현장에서 사용하는 초속경 시멘트에 PVA 분말수지, 나일론 섬유를 혼입한 보수재료를 개발하고 개발된 보수재료로 보수된 흄관의 보수 후 휨거동 평가를 수행하였다. 주요 실험변수는 PVA 분말수지, 나일론 섬유 혼입률 및 손상유형이며, 성능 실험으로는 압축강도와 보수재료 후 휨거동평가를 수행하였으며 개발된 보수재료는 PVA 분말수지 혼입량이 증가할수록 압축강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 모든 배합에서 보수재료의 요구 성능을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 보수된 관 시험체들의 휨강도 실험결과, 나일론 섬유를 혼입하고 PVA분말을 적정량을 첨가하여야 보수재료의 성능이 최대가 되는 것으로 나타났다. 모든 시험체들의 휨거동은 다소 철근비가 작은 구조부재에서 나타나는 휨거동 양상을 보이는 것으로 나타나, 국내의 흄관에 배근되는 철선량이 다소 부족함을 추정할 수 있었다. 즉, 철선의 배근량이 다소 적어 콘크리트와 철선의 거동이 극한상태에 도달하기 전에 콘크리트에 균열이 발생되고 곧바로 콘크리트의 인장강도를 초과하여 파괴되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.287-298
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• 2014

본 연구에서는 TBM 터널 SFRC 세그먼트 개발을 위하여 이형철근이 보강되지 않은 SFRC 보의 휨파괴 실험을 통하여 SFRC 배합의 평가를 수행하였다. 압축강도, 강섬유의 형상비와 강섬유 혼입률을 변수로 하여 총 16개의 SFRC 보를 제작하고 휨에 의하여 파괴시까지 실험하였다. 하중-수직변위 분석결과, 큰 형상비의 강섬유를 사용하여도 소형보의 실험(Moon et al, 2013)과 달리 보의 인성거동을 증진시키는 효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 극한상태에서 강섬유는 균열폭 7 mm까지 하중을 저항하는 것으로 확인되었다. 또한, 기존의 SFRC 보의 휨강도예측모델과 실험결과를 비교한 결과, SFRC 보의 휨강도를 최대 20배까지 과소평가하고 있는 것으로 나타났다. 그러나, TR No. 63 모델(Concrete Society, 2011)은 다른 모델에 비하여 근사하게 휨강도를 예측하는 것으로 확인되었다. 강섬유의 분포에 대한 분석결과, 소형보에서 보다 실제 규모의 보에서 강섬유의 분산도가 훨씬 개선되는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.595-602
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• 2007

최근 CFRP (탄소섬유보강폴리머) 보강재를 이용한 콘크리트 구조물 보강이 교량 및 건축물 등에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 교각 두부 보강에 프리스트레스가 도입된 표면매립 CFRP를 적용하였다. 적용된 공법의 효율성을 검증하기 위해 7개의 실험체를 제작하였으며, 기준 실험체, 외부 강선 보강 실험체, 탄소판 보강 실험체, 탄소 바 보강 실험체로 구성되어 있다. 보강재의 종류, 프리스트레스력의 크기를 실험 변수로 두어 실험을 하였으며, 실험 결과 프리스트레스가 도입된 표면매립 CFRP 보강 실험체의 극한강도가 기준 실험체에 비해 약 $20{\sim}33%$ 증가하는 것으로 나타났다. 또한 동일한 프리스트레스 도입량을 갖는 프리스트레스가 도입된 표면매립 CFRP 보강 실험체와 외부강선보강 실험체는 극한하중이 유사한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.589-600
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• 1997

냉간성형된 데크플레이트는 건물의 바닥슬래브에 콘크리트 타설시 거푸집용으로만 주로 사용되었으나, 콘크리트와의 일체성을 높임으로써 주인장재 역할을 할 수 있는 합성용 데크가 등장하고 있다. 본 논문은 새로 개발된 합성용 데크의 구조성능 평가를 위한 연구의 결과를 제시하고 있다. 신형상의 데크는 콘크리트와 데크사이의 합성효과를 개선하기 위하여 locking rib와 dove tail 및 강력한 엠보싱이 추가되었다. 콘크리트와 데크플레이트사이의 합성효과를 규명하기 위하여 28개의 실험체가 실험되어 졌다. 본 연구의 중요, 변수는 스팬, 데크플레이트 두께, 지지조건, 지지점에 전단연결재의 유무등이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권3호
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• pp.243-260
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• 2024

Thirteen self-compacting recycled concrete filled aluminium tubular (SCRCFAT) columns were tested under concentric compression loads. The effects of the replacement ratio of the recycled concrete aggregate (RCA) and steel fibre (SF) reinforcement on the structural performance of the SCRCFAT columns were studied. A control specimen (C000) was cast with normal concrete without SF to be reference for comparison. Twelve columns were cast using RCA, six columns were cast using concrete incorporating 2% SF while the rest of columns were cast without SF. Failure mode, ductility, ultimate load capacity, axial deformation, ultimate strains, stress-strain response, and stiffness of the SCRCFAT columns were studied. The results showed that, the peak load of tested SCRCFAT columns incorporating 5-100 % RCA without SF reduced by 2.33-11.28 % compared to that of C000. Conversely, the peak load of tested SCRCFAT columns incorporating 5-100% RCA in addition to 2% SF increased by 21.1-40.25%, compared to C000. Consequently, the ultimate axial deformation (Δ) of column C100 (RCA=100% and SF 0%) increased by about 118.9 % compared to C000. The addition of 2% SF to the concrete mix decreased the axial deformation of SCRCFAT columns compared to those cast with 0% SF. Moreover, the stiffness of the columns cast without SF decreased as the RCA % increased. In contrast, the columns stiffness cast with 2% SF increased by 26.28-89.7 % over that of C000. Finally, a theoretical model was proposed to predict the ultimate loads tested SCRCFAT columns and the obtained theoretical results agreed well with the experimental results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.94-101
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• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트(RC) 및 강섬유보강콘크리트(SFRC) 외부 보-기둥 접합부에서 SD700인 확대머리철근의 정착성능을 실험적으로 평가하였다. 실험체는 총 10개로 제작되었으며 강섬유 보강 유무, 정착길이, 보의 유효춤, 스터럽 배근상세 등을 변수로 계획하였다. 실험결과, 실험체는 실험변수에 따라 측면파열파괴, 콘크리트 브레이크아웃파괴, 전단파괴 등이 나타났다. 정착길이를 변수로 한 RC 계열실험체에서 정착길이가 25~80% 증가함에 따라 정착강도는 26.5~42.2% 증가하여 정착길이에 비례하지 않음을 확인하였다. 보의 유효춤이 2배인 JD 계열 실험체는 콘크리트 브레이크아웃파괴가 나타나 기준 실험체에 비하여 31.5~62% 최대내력이 감소하였다. 확대머리철근 주위의 전단보강근 간격이 기준실험체에 비하여 1/2배인 S 계열 실험체는 8.4~ 9.7% 최대내력이 증가하였다. SFRC 실험체 콘크리트 압축강도가 RC 실험체 콘크리트 압축강도에 비하여 29.3% 작게 평가되었지만, 정착강도는 7.3~12.2% 더 크게 증가하였다. 이에 강섬유 보강에 따른 확대머리 철근의 정착성능이 크게 향상됨을 확인하였다. KDS 기준의 정착길이 92%, 110%로 배근된 실험체의 실험 최대내력이 이론내력에 비하여 92%, 99%인 결과를 고려하면 안전율을 더욱 크게 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다. 또한 정착길이 대비 보의 유효춤을 고려한 설계식 제시가 요구된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.868-875
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• 2015

목구조물 접합부에 기존의 슬릿(slit)형 강판을 대체하기 위해서 FRP (Fiber Reinforced Plastic) 보강적층판을 제작하였다. 보강재, 접착제 종류에 따라 총 4가지 타입의 FRP 보강적층판을 제작하였으며, 접합부 적용 전 KSF 3021과 KSF 2160에 의거한 박리실험과 ASTM D5045-99에서 제안한 Compact Tension (CT)형 파괴인성 시험을 실시하였다. 접착성능 시험결과 GFRP textile, GFRP sheet, GFRP Textile-Sheet 타입의 FRP 보강적층판은 침지 및 내수침지박리 시험에서 모두 KS 기준인 박리율 5% 이하를 만족하였다. 그러나 Aramid 타입의 시험편은 침지박리율 4.8%로 기준을 만족하였으나 내수침지박리율 70%로 합격기준을 만족하지 못하였다. 파괴인성 시험결과 단판만을 교차적층 시킨 대조군시험편보다 목재 대비 보강재 체적비를 23%로 함으로서 FRP 보강적층판의 내력이 2~4배 증가하였다. 그중에서도 GFRP Textile-Sheet 타입의 시험편이 하중 평행방향의 유리섬유 배열로 인해 할렬파단을 억제하면서 대조군 대비 응력확대계수 비가 61% 증가되어 파괴를 가장 크게 억제하는 것으로 확인되었다. FRP 보강적층판과 비금속 dowels을 사용한 접합부의 인장형 전단내력은 금속접합에 비해 약 12% 낮은 내력이 측정되었다.