• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권6호
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• pp.1139-1155
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• 2015

In this study, a new retrofitting method for improving the seismic performance of reinforced concrete column was presented, in which prestressed steel strips were utilized as retrofitting stuff to confine the reinforced concrete column transversely. In order to figure out the seismic performance of concrete column specimen retrofitted by such prestressed steel strips methods, a series of quasi-static tests of five retrofitted specimens and two unconfined column specimen which acted as control specimens were conducted. Based on the test results, the seismic performance including the failure modes, hysteresis performance, ductility performance, energy dissipation and stiffness degradation of all these specimens were fully investigated and analyzed. And furthermore the influences of some key parameters such as the axial force ratios, shear span ratios and steel strips spacing on seismic performance of those retrofitted reinforced concrete column specimens were also studied. It was shown that the prestressed steel strips provided large transverse confining effect on reinforced concrete column specimens, which resulted in improving the shearing bearing capacity, ductility performance, deformation capacity and energy dissipation performance of retrofitted specimens effectively. In comparison to the specimen which was retrofitted by the carbon fiber reinforced plastics (CFRP) strips method, the seismic performance of the specimens retrofitted by the prestressed steel strips was a bit better, and with much less cost both in material and labor. From this research results, it can be concluded that this new retrofitting method is really useful and has significant advantages both in saving money and time over some other retrofitting methods.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제8권2호
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• pp.117-128
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• 2014

Numerous investigations of RC beams strengthened in shear with externally-bonded (EB) fibre-reinforced polymer (FRP) sheets, plates and strips have been successfully conducted in recent years. These valuable studies have highlighted a number of influencing parameters that are not captured by the design guidelines. The objective of this study was: (1) to highlight experimentally and analytically the influential parameters on the shear contribution of FRP to RC beams strengthened in shear using EB FRP sheets and strips; and (2) to develop a set of transparent, coherent, and evolutionary design equations to calculate the shear resistance of RC beams strengthened in shear. In the experimental part of this study, 12 tests were performed on 4,520-mm-long T-beams. The specimens were strengthened in shear using carbon FRP (CFRP) strips and sheets. The test variables were: (1) the presence or absence of internal transverse-steel reinforcement; (2) use of FRP sheets versus FRP strips; and (3) the axial rigidity of the EB FRP reinforcement. In the analytical part of this study, new design equations were proposed to consider the effect of transverse-steel in addition to other influential parameters on the shear contribution of FRP. The accuracy of the proposed equations has been verified in this study by predicting the FRP shear contribution of experimentally tested RC beams.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제51권6호
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• pp.526-541
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• 2023

Wooden structures are widely used, particularly in earthquake zones, owing to their light weight, ease of application, and resistance to the external environment. In this study, we aimed to improve the mechanical properties of laminated timber beams using novel hybrid systems [carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) and wire rope]. Within the scope of this study, it is expected that using wood, which is an environmentally friendly and sustainable building element, will be more economical and safe than the reinforced concrete and steel elements currently used to pass through wide openings. The structural behavior of the hybrid-reinforced laminated timber beams was determined under the loading system. The experimental findings showed that the highest increase in the values of laminated beams reinforced with steel ropes was obtained with the 2N reinforcement, with a maximum load of 38 kN and a displacement of 137 mm. Thus, a load increase of 168% and displacement increase of 275% compared with the reference sample were obtained. Compared with the reference sample, a load increase of 92% and a displacement increase of 14% were obtained. Carbon fabrics placed between the layers with fiber-reinforced polymer (FRP) prevented crack development and provided significant interlayer connections. Consequently, the fabrics placed between the laminated wooden beams with the innovative reinforcement system will not disrupt the aesthetics or reduce the effect of earthquake forces, and significant reductions can be achieved in these sections.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.719-725
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• 2010

최근 콘크리트 구조물에 충격하중, 폭발하중 등 극한의 외력이 작용하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 이 연구에서는 강섬유보강 RC보와 carbon FRP 시트를 이용하여 보강한 RC보를 이용하여 충격실험을 진행하였다. 강섬유보강 RC보의 경우 0.75%부피비로 강섬유를 혼입하였으며 carbon FRP 시트의 경우 에폭시 레진을 이용하여 보강을 한후 보 부재를 완성하였다. FRP 시트 보강은 부재의 하단을 휨 보강하였으며 충격하중이 부재에 작용할 때 발생하는 shear-plug 균열을 제어하기 위하여 충격하중이 가해지는 국부에 CFRP 전단보강을 실시하였다. 실험진행은 drop-weight test 방식으로 직접 기기를 만들어 실행하였다. 각각의 부재에 단계별로 충격하중을 가하여 실험을 진행하였으며 균열과 균열폭을 측정하였다. 실험결과 강섬유보강 RC보가 일반 RC보에 비하여 균열폭 및 shear-plug 균열제어 그리고 스폴링파괴에 더 높은 성능을 나타내었다. FRP로 부재의 하단을 휨 보강한 부재의 경우 균열의 제어에 어느정도 효과를 나타내고 있으나 충격하중이 가해질 시 콘크리트와 FRP 시트의 부착면에서 박리파괴가 빠르게 진행되었다. FRP 시트로 부재의 하단과 측면을 CFRP로 휨, 전단보강한 부재의 경우 shear-plug 균열제어에 가장 높은 저항성능을 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 충격하중이 보강이 이루어지지 않은 부분에 작용할 경우 오히려 보강이 되지 않은 RC보에 비하여 콘크리트 스폴링 파괴에 더 취약함을 알 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제15권3호
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• pp.130-134
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• 2016

Due to the need for advanced technologies in the automotive industry, the demand for lighter and safer vehicles has increased. Even though various nonferrous metals, like Aluminum, Magnesium and also Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP), have been implemented in the automotive industry, a lot of technical research and development is still focused on ferrous metals. In particular, the market volume of High Strength Steel (HSS) parts and Ultra High Strength Steel (UHSS) by hot press forming parts has expanded significantly in all countries' automotive industries. A new tool steel, High Thermal-Conductivity Tool Steel (HTCS), for stamping punches and dies has been developed and introduced by Rovalma Company (Spain), and it is able to support better productivity and quality during hot press forming. The HTCS punches and dies could help to reduce cycle time due to their high thermal conductivity, one of the major factors in hot press forming operation. In this study, test dies were manufactured in order to verify the high thermal conductivity of HTCS material compared to SKD6. In addition, thermal deformation was inspected after the heating and cooling process of hot press forming. After heating and cooling, the test dies were measured by a 3D scanner and compared with the original geometry. The results showed that the thermal deformation and distortion were very small even though the cooling time was reduced by 2 seconds.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.1-8
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• 2008

기존 구조물의 RC 보는 전단내력이 부족한 경우가 빈번히 발생하며, RC 보의 전단파괴거동은 갑작스럽고 취성적이다. 자중의 증가를 줄이면서 전단성능을 향상시키는 보강방법으로 강판, 탄소 판 및 탄소섬유시트 등과 같은 보강재료를 사용하여 전단 내력이 부족한 기존 RC 보의 표면에 고성능 접착제로 부착하는 방법이 실무에서 가장 많이 적용되고 있다. 본 연구는 보강재료로 강판을 사용하며, 보강재료의 형태는 Slit의 크기와 모양으로 다양하게 변화시키고 유닛화하였다. 총16개 실험체에 대하여 전단보강근의 유무, Slit의 형상, 강판두께 등을 변수로 한 실험을 통하여 Slit형 강판으로 전단보강한 RC보에 대한 보강효과, 파괴성상 및 전단내력을 비교 분석하였다. 실험결과 파괴모드는 수직형 Slit(SV시리즈)실험체는 전단파괴를 하였고, 경사형 Slit(SD시리즈)실험체는 휨파괴 양상을 나타내었다. SV시리즈 실험체는 사인장 균열발생과 동시에 Slit 강판이 콘크리트 표면을 물고 떨어지는 부착박리 파괴거동으로 콘크리트 조기파괴를 하였다. SD시리즈 실험체들은 Solid 강판을 부착한 실험체보다 다소 큰 강성과 전단내력을 나타냈다. RC 보의 휨거동을 연성적으로 유도하기위한 전단보강방법은 경사형 Slit 강판의 적용이 효율적이었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.313-316
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• 2008

철근 콘크리트 구조물의 철근 부식은 구조물의 성능 저하의 주요한 원인 중 하나이다. 철근 부식은 구조물의 수명을 단축시켜 막대한 유지 관리 비용을 요구하게 된다. 또한 이러한 철근의 부식은 주기적인 반복하중을 받는 교량이나 도로와 같은 구조물들의 구조적 성능저하를 가중시키는 요인이 되고 있다. 이러한 이유들로 인해 철근을 대체할 수 있는 FRP 보강근의 사용에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 국내외적으로 FRP 보강근의 피로시험에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내외로 상용화된 FRP(GFRP, CFRP) 보강근의 실제 구조물에 대한 적용가능성을 고찰하기위해 휨 보강시험체의 인장부 보강근으로 사용하여 정적 및 피로 성능을 검증하고자 한다. 본 연구에서 사용된 시험체는 ACI 440.1R-06으로 설계되었으며, CFRP 보강근으로 보강된 시험체(CR)와 GFRP 보강근으로 보강된 시험체(GR)는 과보강 단면으로 설계되었다. 정적 휨 실험을 수행한 결과, CR 시험체와 GR 시험체 모두 콘크리트 보의 상단 압축부가 파괴되는 것을 확인할 수 있었다. 피로 실험시 피로응력수준은 정적 휨 강도의 60%, 70%, 80%로 하여 실험을 수행하였다. 대부분의 시험체가 압축 파괴 양상을 보였지만 CR-60과 CR-70 시험체는 인장부 보강근의 파단으로 인한 파괴를 확인할 수 있었다. 피로 실험결과를 바탕으로 회귀분석을 통해 S-N 상관도를 적용하여 S-N 관계식을 얻을 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.179-186
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• 2006

본 연구에서는 FRP Rebar로 보강된 철근콘크리트 보의 휨성능을 평가할 수 있는 모형을 개발하기 위하여 인공신경망 중 다층인식자 모형을 사용하였다. 인공신경망 모형에 사용될 학습자료들은 기존 연구자료들의 데이터를 이용하였다. 입력층의 독립변수는 휨성능에 주요 요소인 폭, 유효깊이, 압축강도, FRP 보강비, FRP 균형철근비을 사용하였다. 출력층 종속변수는 실험에서 측정된 모멘트 성능을 사용하였다. 개발된 인공신경망 모형은 GFRP, CFRP, AFRP Rebar 적용이 모두 가능하며, 모형의 검증은 다른 선행 연구자들이 수행한 자료를 이용하였다. 인공신경망 모형 추정결과 ANN(0.05) 모형의 경우에 비교적 정확한 휨성능 추정값을 나타낸 반면, ANN(0.1) 모형에서는 다소 오차가 발생하였다. 인공신경망 모형의 검증결과 주어진 실험 데이터 값과 비교적 일치하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 휨성능 평가 변수에 대한 민감도 분석결과 유효깊이의 영향이 가장 크고 FRP 철근비, FRP 균형철근비, 압축강도, 폭으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.529-539
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• 2004

철근콘크리트 구조물의 주요 파괴 원인은 철근의 부식에 의한 것으로 철근의 부식에 대한 문제점을 해결할 가능성이 있는 재료 중 FRP 보강근은 그 가능성이 높다. 그렇지만 이와 같은 FRP 보강근은 보강철근과 다른 파괴 메카니즘에 의하여 현저하게 성능이 저하될 가능성을 가지고 있다. 이와 같은 환경에는 알칼리 환경 등이 있다. 따라서 미국, 일본 캐나다 등 많은 나라에서는 환경영향계수를 사용하고 있다. 그렇지만 환경영향계수는 각 나라마다 다르게 적용되고 있는데 이는 FRP 보강근에 대한 장기거동에 대하여 명확한 기준이 제시되어 있지 않기 때문이다. 본 연구에서는 FRP 보강근의 환경영향계수를 제안하는데 그 목표를 두고 있다. 환경영향계수는 내구성 시험결과를 기본으로 하여 결정하였다. FRP 보강근은 알칼리 산 염해 등을 포함한 환경조건에 노출하였다. FRP 보강근은 간단한 질량변화를 측정하여 수분흡수 거동을 평가하였으며 역학적 특성의 변화는 인장, 압축 및 전단시험을 통하여 평가하였다. 시험결과를 기본으로하여 하이브리드 FRP 보강근(A)와 (C) 및 CFRP 보강근은 환경영향계수를 0.85로 결정하였고 하이브리드 FRP 보강근(B) 및 GFRP 보강근은 0.70으로 결정하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.31-38
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• 2011

이 연구에서는 FRP와 강섬유로 보강한 콘크리트 시편의 충격하중과 정적하중에서의 거동을 보기 위해 휨 실험과 펀칭 실험을 수행하였다. 1방향 휨 실험과 2방향 펀칭 실험에서 콘크리트 시편은 각각 $50{\times}100{\times}350$ mm와 $50{\times}350{\times}350$ mm의 크기로 제작하였다. 0.75% 혼입률의 강섬유 보강 콘크리트는 2방향 충격하중 및 정적하중에서 높은 저항 성능을 보였다. 일반 콘크리트와 강섬유 보강 콘크리트에서 FRP 보강은 높은 성능 증가를 보였다. 초고성능 콘크리트는 콘크리트 자체가 가지고 있는 높은 인장강도와 인성으로 인해, CFRP로 보강한 경우 강도와 에너지 소산 능력이 크게 증가하지 않았다.