• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.213-220
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• 2005

탄소섬유쉬트를 이용한 철근콘크리트 교량의 보강은 재료의 높은 중량-강도비, 중량-강성비, 내부식성 및 시공의 편리성 등과 같은 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급증하고 있다. 본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 휨보강된 철근콘크리트보의 보강성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하기 위함이다. 철근비 및 보강비에 따른 철근콘크리트보의 보강성능을 검토하기 위하여 3m 경간의 단순보에 대한 실험을 수행하였으며, 파괴모드, 최대하중 및 단면 내에서의 변형률분포에 비중을 두고 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보강된 보는 단면 내에서의 변형률이 선형으로 분포하지 않는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 이러한 실험결과를 바탕으로 보강설계식을 제안하고 국내외 여러 실험결과들과의 비교를 통해 제안된 보강설계식이 타당함을 나타내었다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.392-397
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• 2018

본 연구에서는 기존의 스틸재 타이로드를 브레이딩 공법을 적용한 탄소복합재로 개발하고자 하였다. 탄소복합재 타이로드는 기존 제품과 동등한 성능을 만족시키기 위하여 브레이딩 직조에 필요한 코어 단면설계, 코어와 탄소섬유의 접합부에 대한 구조형상설계를 진행하였다. 그리고 브레이딩 공법을 적용한 시편을 제작하여 시험평가를 통해 구조해석에 적용하였다. 제작 공정은 브레이딩 직조 후 인퓨전 공정을 거쳐 후경화 공정까지 진행하였으며 최종 제품에 대한 시험평가는 인장 시험, 비틀림 시험, 압축 시험과 피로시험을 순차적으로 진행하여 모두 만족시켰다. 또한 탄소복합재 타이로드의 중량을 기존 제품 대비 약 37% 정도 경량화시킬 수 있었다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.401-407
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• 2020

공학 및 산업 분야에서는 구조적인 부분들에서 경량 복합 소재가 강과 같은 금속 소재를 대체해 오고 있다. 이러한 복합 소재는 리벳, 용접이나 볼트 및 너트를 이용한 체결 방법을 대신하여 접착제 체결 방법을 적용하고 있다. 복합 소재에 접착제 체결 방법을 적용하기 위해서는 접착계면에 대한 강도 특성 연구가 필수적으로 요구된다. 섬유 강화 플라스틱 복합 소재인 CFRP를 용이하게 가공하여 본 연구를 수행하였다. CFRP와 알루미늄(Al6061), 알루미늄 폼(Al-foam)을 가진 이종 복합 소재로 된 경사진 이중외팔보(TDCB) 시험편들로서 면내 전단과 면외 전단의 하중 조건들하에서 정적 실험을 수행하였다. 본 연구 결과를 통하여 이중외팔보들의 파괴 특성과 그 파단 시점을 파악하여 접착계면을 가진 이종 복합 소재 구조물에 관한 내구성을 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.811-819
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• 2003

철근의 부식은 철근콘크리트 구조물의 주요파괴 원인이다. 철근의 부식에 대한 문제점을 해결할 가능성이 있는 재료 중 FRP 보강근은 그 가능성이 높다. 그렇지만 FRP 보강근은 보강철근과 다른 파괴 매카니즘으로 의하여 현저하게 성능이 저하될 가능성을 가지고 있다. 이와 같은 환경에는 알칼리, 산, 염해 및 물과 수분 등이 있다. 따라서 본 연구에서는 FRP 보강근의 화학적 환경하에서의 내구성능을 평가하고자 하였으며 사용된 FRP 보강근은 2가지 종류의 CFRP 보강근 및 GFRP 보강근, 한가지 종류의 AFRP 보강근으로 알칼리용액, 산용액, 염해환경 및 중성용액에 노출시켰다. FRP 보강근의 역학적 특성 및 내구특성은 인장, 압축 및 전단시험을 통하여 평가하였으며 시험결과 FRP 보강근은 매우 혹독한 화학적 환경에서 우수한 내구성을 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.13-16
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• 2008

철근으로 휨 보강된 일반적인 부재의 경우, 강도설계법으로 부재의 공칭 휨 강도를 계산할 때 모든 휨 인장 철근은 극한상태에서 항복한다고 가정한다. 따라서 인장력은 철근의 도심에 작용하고 인장 철근 단면적과 철근의 항복강도의 곱으로 표현될 수 있다. 그러나 FRP bar는 철근과 달리 항복거동을 보이지 않기 때문에 각 열 FRP bar에 작용하는 응력은 중립축에서 떨어진 거리에 따라 달라질 것이다. 게다가 서로 다른 종류의 FRP bar가 동시에 한 부재에 적용된다면, 각 FRP bar의 변형률에 따라 작용하는 응력 또한 다양하게 될 것이고, 거동 양상 역시 예상과 다르게 나타날 것이다. 이에 본 연구에서는 일반철근, CFRP bar, GFRP bar를 이용하여 하이브리드 휨 보강된 6개의 고강도 콘크리트 보를 제작하고 구조실험을 실시하였다. 실험 결과 하이브리드 보강된 부재는 FRP bar로 단순 보강된 부재의 낮은 강성, 큰 균열폭, 취성 문제를 상당히 보완시켜주는 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.54-61
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• 2016

구조물에 복합재료를 사용한 보강과 복구에 대한 사용이 증가하고 있는 상황에서 갑작스러운 강도저하로 발생되는 재난을 피하기 위하여 임시 보강하고자 탄소섬유 판을 이용하여 기존금속재와 접합(접착방식)을 통한 강도증진효과를 연구하였다. 특히 실험을 통하여 강-탄소섬유보강재로 이루어진 복합 재 거동을 파악하였으며 여기에 적절한 시험을 위한 새로운 형태의 시험편을 제작하였다. 접합재로 레진을 접착하는 부착 면을 달리하여 거동을 비교하기 위하여 표면처리가 다른 시험편을 각각 고려하여 시험한 결과 강성보강효과는 물론 일체거동의 특성이 잘 나타남을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.518-521
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• 2006

The purpose of this study is to evaluate structural performance of concrete beam reinforced simultaneously with GFRP and steel rebar. Because the GFRP has lower elastic modulus than steel or CFRP, serviceability for concrete structure can be an issue. According to the test result, the hybrid reinforced specimen showed better stiffness improvement than the specimen reinforced with only GFRP rebar. From an additional research on design parameter and reliability analysis, the field adaptability can be proved.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.69-79
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• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권2호
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• pp.103-118
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• 2009

It has been reported that more than thirty five percent of steel bridges in the USA are structurally deficient because of structural degradations. The degraded structures need either full replacement or rehabilitation such that they are able to provide the required services for a longer period of time. The cost for repair in most cases is far less than the cost of replacement. Moreover, repair method generally takes less time than replacement and also reduces service interruption time. Modern advanced composites have been used in aerospace and automotive fields since World War II. In the recent past, because of the high strength-to-weight ratio and high stiffness-to-weight ratio, these composite materials have been introduced to civil engineering infrastructures primarily for repair and rehabilitation of concrete structures. However, only a few preliminary studies on repair of corroded steel structures using theses composite materials are reported in the literature available in the public domain. Thus, in this study, a series of laboratory tests was undertaken to evaluate the effectiveness of this repair method using carbon fiber reinforced polymer composite. The paper discusses the test method and test results obtained from these tests.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권1호
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• pp.91-105
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• 2020

Steel-concrete composite beam with profiled steel sheet has gained its popularity in the last two decades. Due to the ageing of these structures, retrofitting in terms of flexural strength is necessary to ensure that the aged structures can carry the increased traffic load throughout their design life. The steel ribs, which presented in the profiled steel deck, limit the use of shear connectors. This leads to a poor degree of composite action between the concrete slab and steel beam compared to the solid slab situation. As a result, the shear connectors that connects the slab and beam will be subjected to higher shear stress which may also require strengthening to increase the load carrying capacity of an existing composite structure. While most of the available studies focus on the strengthening of longitudinal shear and flexural strength separately, the present work investigates the effect of both flexural and longitudinal shear strengthening of steel-concrete composite beam with composite slab in terms of failure modes, ultimate load carrying capacity, ductility, end-slip, strain profile and interface differential strain. The flexural strengthening was conducted using carbon fibre reinforced polymer (CFRP) or steel plate on the soffit of the steel I-beam, while longitudinal shear capacity was enhanced using post-installed high strength bolts. Moreover, a combination of both the longitudinal shear and flexural strengthening techniques was also implemented (hybrid strengthening). It is concluded that hybrid strengthening improved the ultimate load carrying capacity and reduce slip and interface differential strain that lead to improved composite action. However, hybrid strengthening resulted in brittle failure mode that decreased ductility of the beam.