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한국복합신소재구조학회> 복합신소재구조학회논문집> 초고강도 콘크리트 영구거푸집 겸용 데크플레이트의 휨거동

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초고강도 콘크리트 영구거푸집 겸용 데크플레이트의 휨거동

Flexural Behavior of Ultra-High-Performance Concrete Deckplate used in Permanent Form

장후복 ( Jang Hu-bock ) , 한상묵 ( Han Sang-mook )
  • : 한국복합신소재구조학회
  • : 복합신소재구조학회논문집 12권4호
  • : 연속간행물
  • : 2021년 08월
  • : 1-8(8pages)
복합신소재구조학회논문집

DOI


목차

1. 서 론
2. 실험 개요
3. 실험 결과 및 고찰
4. 초고강도 콘크리트 데크플레이트 해석
5. 결 론
감사의 글
REFERENCES

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초고강도 섬유보강 콘크리트 데크플레이트는 높은 콘크리트 압축력과 섬유에 의한 휨인장력의 우력으로 동바리 지지 없이 얇은 두께의 데크플레이트로 고정하중과 작업하중을 견딜 수 있는 강성을 가지고 있다. 본 연구는 슬래브 두께, 섬유의 종류와 혼입률, 철근 및 GFRP를 변수로 휨실험을 수행하였다. 40mm∼50mm 두께의 120MPa 초고강도 콘크리트에 강섬유를 체적 대비 1.5% 이상을 혼입한 데크플레이트로 슬래브의 자중과 작업하중을 부담할 수 있으며, 철근을 보강하면 내하력이 더욱 증진되고 연성거동을 하는 데크플레이트 특성을 가지는 것을 검증하였다.
Ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPC) deck plate exhibits a structural stiffness to support dead and working loads by coupling high concrete compressive force and flexural tensile force towing to fibers without a supporting post. This research conducts the flexural test of deck plates as test variables such as the thickness, types, and volume of fiber fraction, reinforcing steel, and GFRP bar. The UHPC deck plate with 40-50mm thickness and 1.5% volume of fraction can support dead and working loads. The deck plate reinforced by the steel bar has more ductile behavior and capability of load.

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  • : 공학분야  > 기타(공학)
  • : KCI등재
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  • : 격월
  • : 2093-5145
  • : 2288-0232
  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 2012-2021
  • : 370


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12권5호(2021년 10월) 수록논문
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1형상기억합금으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 해석모델 개발

저자 : 정동혁 ( Jung¸ Donghyuk ) , 정새벽 ( Jeong¸ Sae-beyok )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-8 (8 pages)

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지난 수십 년간 발생한 강진으로 인해 철근의 내부 구속력이 부족한 철근 콘크리트(RC) 기둥에 수많은 심각한 피해가 발생하였다. 다양한 보수공법 중 형상기억합금(SMA)을 이용한 능동구속 기법은 지진에 취약한 RC기둥의 휨 연성을 높이는데 유의미한 결과를 보였다. SMA로 구속된 RC기둥의 동적거동에 관한 연구는 선행 연구자들에 의해 실험적으로 수행되었지만 구조적인 모델 개발은 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조건에서 능동구속된 RC기둥의 지진 시 거동을 확보하기 위해 SMA와이어로 보강된 RC 기둥의 진동대 실험 결과를 바탕으로 한 능동구속된 RC 기둥의 해석 모델을 제안한다. 제안된 해석모델은 양방향 지진력에 의한 SMA- RC기둥의 동적 거동 및 손상 정도를 확인할 수 있는 것으로 나타났다.


Several reinforced concrete (RC) columns have been severely damaged by prior earthquakes because of the lack of sufficient internal steel confinement. Among various retrofitting methods, active confinement technique using shape memory alloy (SMA) showed promising results in improving the flexural ductility of seismically deficient RC columns. Although previous studies have experimentally investigated the seismic responses of SMA-confined RC columns, their structural models were rarely developed. This study develops analytical models of actively confined RC columns based on the shake table testing of RC columns retrofitted with SMA wires to estimate the seismic responses of actively confined RC columns under various conditions. It is demonstrated that the proposed analytical models can capture the dynamic behavior and damage status of SMA-confined RC columns under bidirectional seismic excitations.

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2탄소섬유복합체의 탄성계수와 극한응력으로부터 평가한 극한유효변형률

저자 : 김윤곤 ( Kim¸ Yun-gon )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 9-16 (8 pages)

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취성특성을 가진 탄소섬유복합체의 인장특성을 결정하기 위해 ASTM D 3 0 39에 따라 인장시험을 실시하였다. 극한시점에 박리, 부분파단으로 인해 스트레인 게이지의 계측값의 변동성이 커져 신뢰성을 확보하기 어렵기 때문에 극한응력과 탄성계수를 이용한 유효극한변형률을 제안하고, 극한계측변형률과 상호보완하였다. 특히 게이지가 비정상적으로 작용할 경우에도 적용이 가능하다는 장점이 있다. 또한 유효극한변형률을 결정하는 탄성계수는 단일시편에서 여러 변형률 구간에 대하여 평가하여 비교 검증할 수 있다.


Coupon tests were conducted under ASTM D3039 to determine the tensile properties of carbon fiber reinforced polymers (CFRP), which are brittle materials. The study proposes the evaluation of the ultimate effective strain from rupture stress and modulus of elasticity because of strain gauges' inconsistent and unreliable measurement for delaminated CFRP layers and its partial laminate fracture at the ultimate and mutual complementary with measured ultimate strain. Thus, the proposed method can be applied even if the measured values from the strain gauge are abnormal. Furthermore, the elastic modulus can evaluate any strain range in a single specimen to compare and verify the ultimate effective strain in multiple strain intervals.

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3전역 최적화 기법을 활용한 강재 댐퍼의 최적 설계 및 성능 검증

저자 : 차영욱 ( Cha¸ Young-wook ) , 백창현 ( Baek¸ Chang-hyun ) , 허종완 ( Hu¸ Jong-wan )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 17-24 (8 pages)

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현재 국내외적으로 다양한 강재 댐퍼의 형상에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 강재 댐퍼는 제진장치 중 하나로 항복을 통해 지진에너지를 흡수 및 소산하여 본 구조물을 보호한다. 최근 적용되고 있는 면내 전단 변형에 의해 작동하는 댐퍼는 응력이 특정 부위에 집중되어 재료의 대부분이 본래의 역량을 발휘하지 못하는 한계가 있었다. 따라서, 본 연구에서는 이 한계를 극복하고자 전역 최적화 기법 중 하나인 뻐꾸기 탐색을 적용해 최적 형상을 설계하였다. 탐색된 최적 형상을 토대로 수치해석과 실제 실험을 통한 성능검증을 수행했다. 최적 형상으로 설계된 댐퍼는 안정적인 이력거동을 보이고, 높은 에너지 소산능력을 확보하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 전역 최적화 기법을 적용한 최적 설계 방법을 제시하고 그 결과를 검증함으로써, 다양한 형태의 공학적 문제 해결에 대한 적용 가능성을 제시하였다.


Studies on the shape of various steel dampers are currently being conducted globally. The steel damper is a vibration-damping device that protects a structure by absorbing and dissipating seismic energy via yielding. Recent steel dampers operated by in-plane shear deformation have a drawback; most of the materials used in steel dampers do not work to their full capacity due to the concentration of stress in a specific area. Therefore, to overcome this limitation, the optimal shape of the damper used in this study was designed by applying the cuckoo search, which is a global optimization technique. The performance of the optimized shape was verified using numerical analysis and actual experiments. The damper showed stable hysteresis behavior and high-energy dissipation capacity, thereby suggesting its application to various types of engineering problem solutions.

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4사전제작 T-Joint BFRP Plate로 보강된 조적벽체의 성능평가

저자 : 김가람 ( Kim , Ga-Ram , 김학현 ( Kim , Hak-Hyun , 정우영 ( Jung , Woo-Young

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 25-36 (12 pages)

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최근 경주와 포항에서 발생한 지진피해 사례에서 보듯 조적벽체 및 필로티 구조물의 붕괴 위험이 사회적으로 큰 주목을 받고 있다. 본 연구는 명확한 내진설계지침이 없고 수평하중에 대한 내성이 구조적으로 매우 약하며 재난관리시설 중 지진붕괴 위험이 높은 조적조 구조물에 대한 보강 설계 및 성능평가를 조사하였다. 기존 선행연구에서 발표된 FRP Plate의 외부 접착시 부착파괴의 문제점을 반영하여 부착력이 개선된 매립형 T-Joint BFRP Plate를 개발하였으며, 시공 시 에폭시 계열의 연성페인트를 활용하여 보강구조물의 연성을 개선하는 방법을 제안하였다. 최종적으로 수행된 정적 및 반복가력 실험을 통하여 보강시험체의 강성 및 에너지 소산능력이 각 1.23과 1.39배 증가함을 확인하였다.


Due to recent cases of earthquake damage in Gyeongju and Pohang, the risk of collapse of masonry walls and pilotite structures has received great social attention. Therefore, This study investigated reinforcement design and performance evaluation of the masorny wall structure that does not have clear seismic design guidelines and is among disaster management facilities vulnerable to horizontal loads. Also, a masonry wall is known as structures with high risk of earthquake collapse.
From the previous researches, embedded T-Joint BFRP plates was developed to enhance the bonding capacity in consideration of the problem of interface bonding failure between concerte and BFRP composite. In the construction stage, a method of improving the ductility of the reinforced structure using epoxy-based soft paint was also proposed.
By the static and cyclic load experiments, it is presented that the stiffness and energy dissipation capacity of the reinforced structure increased by 1.23 and 1.39 times compared to non-reinforced structnrue, respectively.

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5고무 마찰 베어링 장치의 거동 특성 연구

저자 : 김재중 ( Kim¸ Jae-joung ) , 백창현 ( Paek¸ Chang-hyun ) , 허종완 ( Hu¸ Jong-wan ) , 김영찬 ( Kim¸ Young-chan )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 37-43 (7 pages)

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구조물의 지진 피해 감소를 위한 내진 시스템 중에서 면진 시스템은 효율적으로 내진 성능을 향상시킬 수 있는 구조 시스템이다. 면진 시스템은 지반과 구조물을 분리시키는 만큼 안전성이 뛰어나지만, 사용되는 장치의 계열에 따라 연직 및 수평 하중에 대한 지지력과 요구변형량에 대한 복원력이 부족하여 파손이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 면진 시스템의 성능 개선을 위해 기존 연구에서 제안한 면진 장치의 지지력과 복원력을 향상시킨 고무 마찰 베어링 장치에 대하여 실험 및 해석을 통한 성능 검증 연구를 수행하였다. 이를 위해 고무 마찰 베어링 장치의 설계 상세를 재정립하고 요구 성능에 따른 구조 실험을 수행하여 장치 특성을 검증하였다. 또한, 실험 결과의 신뢰성 향상을 위한 유한요소해석을 수행하여 실험 결과와 유사한 성능 수준의 장치 특성을 확인하였다.


Among seismic systems used to protect structures from earthquake damages, the seismic isolation system is a structural system that can efficiently improve seismic performance. Although the seismic isolation system is safe because it separates the ground and structure, depending on the type of device employed, the support capacity for vertical and horizontal loads and the restoring force for the required deformation may be insufficient, resulting in damages. In this study, to improve the seismic isolator system performance, a performance verification study was conducted through experiments and the rubber friction bearing system was analyzed, which improved the bearing capacity and restoring force of the seismic isolator proposed in a previous study. To this end, the design details of the rubber friction bearing device were re-established and structural tests were performed based on the required performance to verify the device characteristics. In addition, finite element analysis was performed to improve the reliability of the experimental results and confirm the device characteristics at a performance level similar to the experimental results.

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6FRP로 보강된 콘크리트 보의 설계에 관한 연구

저자 : 이상열 ( Lee¸ Sang-youl ) , 손병직 ( Son¸ Byung-jik )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 44-53 (10 pages)

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본 연구는 콘크리트구조기준(2012)을 적용한 RC보와 ACI 440.1R-15 (2015)를 적용한 FRP 콘크리트를 비교, 분석하였다. 파라미터 변수로 콘크리트의 폭과 높이, FRP의 탄성계수 그리고 보강량 4가지로 설정하여 연구를 수행하였다. 파라미터 연구 결과 보강량비가 상대적으로 적을수록, FRP의 탄성계수가 클수록 RC 대비 FRP 콘크리트의 휨성능이 우수하게 나타났다. 탄성계수가 40GPa이하인 유리섬유는 보강으로 효과가 없으며, 120GPa이상인 탄소섬유는 보강으로 효과가 있는 것으로 분석되었다. 따라서, 보강량이 상대적으로 적을 경우에 탄소 보강재(CFRP) 콘크리트는 RC 대비 경쟁력이 있을 것으로 판단된다.


This study compared and analyzed reinforced concrete (RC) beams constructed according to the concrete structure guidelines (2012) and fiber-reinforced polymer (FRP) concrete prepared based on ACI 440.1R-15 (2015). The study was conducted by setting the width and height of concrete, the modulus of elasticity of FRP, and the amount of reinforcement as parameter variables. The parameter study revealed that the bending performance of FRP concrete was superior to that of the RC because the reinforcement ratio was relatively small and the elastic modulus of FRP increased. Glass fibers with an elastic modulus of 40 or less have no effect as reinforcement, whereas carbon fibers with an elastic modulus of 120 or more are effective. Therefore, carbon-FRP concrete is observed to be superior than RC when the amount of reinforcement is relatively small.

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7Quasi-isotropic 적층 보강재로 보강된 RC보의 휨 보강 설계에 관한 연구

저자 : 지효선 ( Ji¸ Hyo-seon )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 54-60 (7 pages)

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본 논문은 준등방성 적층 섬유배열된 FRP보강재로 보강된 철근콘크리트보의 휨 보강 설계에 대하여 소개하고 있다. 본 논문에서는 첫 번째로 FRP보강재의 적층설계와 그 적층부재의 물성값 해석이 수행되었다. 마지막으로 여러 개의 준등방성 적층구조로 보강된 철근콘크리트보에 대한 휨 해석이 수행되었다. 그 결과값은 직교차 적층 구조를 갖는 RC보와 비교되었다. 따라서 본 연구가 준등방성 적층구조의 FRP보강재로 보강된 노후 RC보의 휨 설계의 지침서가 될 수 있을 것이다.


This study presents the flexural design for deteriorated reinforced concrete beams strengthened with quasi-isotropic laminate structures' fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcements. First, the laminates for FRP reinforcements were designed and then their properties were analyzed. The flexural analysis demonstrated that the reinforced concrete (RC) beams strengthened with FRP reinforcements of several quasi-isotropic laminate structures prevented the coupling effect of the FRP reinforcements in this study. The results were analyzed and compared with the RC beams strengthened with cross-ply laminate structures. Thus, this study can serve as a flexural design guideline for RC beams strengthened with the FRP reinforcements of quasi-isotropic laminate structures.

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8플라스틱 골재 종류와 양생 방법에 따른 시멘트 복합체의 물리적 특성에 관한 실험적 연구

저자 : 천현욱 ( Cheon¸ Hyeon-uk ) , 권준희 ( Kwon¸ Jun-hee ) , 이우진 ( Lee¸ Woo-jin ) , 정의영 ( Jeong¸ Ui-yeong ) , 김우석 ( Kim¸ Woo-suk )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 61-70 (10 pages)

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최근 대규모 토목 및 건축 구조물 증가 추세로 건설 부재의 고강도 및 경량화에 대한 수요가 높아지고 있다. 기존 시멘트 경량 복합체의 경우 단위 체적 중량이 낮아 강도 저하 문제가 발생할 수 있다. 보통 경량화를 위해서 시멘트 복합체를 배합할 때 일반 경량골재와 고무재질의 경량골재, 플라스틱 펠릿 등 다양한 인공 경량골재를 적용한 시멘트 복합체로 경량화를 확보할 수 있다. 이 중에서도 시멘트 복합체의 인공 경량골재로 플라스틱을 사용하면 상대적으로 골재 자체의 강도를 확보하면서 경량화를 꾀할 수 있지만 재료의 매끄러운 표면 특성으로 인해 시멘트 페이스트와 부착하는 데 불리한 부분이 있고 이는 콘크리트 골재 또는 시멘트 복합체 골재로서의 사용에 있어 단점이 된다. 띠라서 이번 연구에서는 기존 연구에서 플라스틱 골재로 가장 적합한 유형으로 확인된 PP, PE 두가지 유형의 플라스틱 골재와 강섬유, 양생방법을 변수로 하여 실험을 진행하였고 실험 결과 플라스틱의 비중이나 표면 재질뿐만 아니라 강섬유의 혼입유무, 양생방법에 의해서 시멘트 복합체의 물리적 특성이 변화된다는 것을 확인하였다.


Recently, large-scale civil and architectural construction has increased the demand for high-strength and lightweight structures. In the case of the lightweight cement composite, the unit volume weight may be reduced; however, a decrease in strength occurs. In general, when mixing cement composites for weight reduction, it is possible to cut down weight by combining cement composites using artificial aggregates, such as general lightweight aggregates, rubber lightweight aggregates, and plastic pellets. Furthermore, the aggregate strength can be secured if plastic is used as a lightweight artificial aggregate for cement composites. Still, due to the material's surface properties, mixing with cement paste and using it as an aggregate is disadvantageous. Therefore, this study conducted experiments to select the most suitable plastic as an aggregate using steel fiber, curing method, and two types (PP and PE) of plastic cement composites as variables. The results showed changes in the physical properties of the cement composite according to whether or not the steel fiber is mixed, the curing method, and the specific gravity of plastic or surface material.

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9탄소섬유시트로 보강한 펄트루젼 I형 FRP 부재의 휨 보강에 따른 계면응력에 대한 평가

저자 : Nyamdavaa¸ Saraa , 김선희 ( Kim¸ Sun-hee ) , 이강연 ( Lee¸ Kang Yeon ) , 박승진 ( Park¸ Sung-jin )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 71-78 (8 pages)

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이 연구는 탄소섬유시트의 보강겹수와 보강위치에 따른 I형 PFRP 휨부재의 휨보강 효과에 대해 조사하였다. 또한, 탄소섬유시트로 보강한 PFRP 휨부재의 실험적, 이론적으로 확인하기 위해 유한요소해석을 실시하였으며, 휨실험 결과와 이론적 해석결과를 비교분석하였다. 휨실험 결과와 유한요소해석 결과는 이론적인 결과와 비교한 결과 일치하는 경향을 보였고, 휨보강 효과가 큰 탄소섬유시트 2겹을 보강한 시편에서 결과에서 오차가 가장 크게 발생하였다.


The effect of reinforcing pultruded I-shape fiber reinforced polymer (FRP) flexural members based on the number of reinforcing layers and the position of the carbon fiber sheet was investigated in this study. Furthermore, finite element analysis was performed for experimental and theoretical verification of pultruded I-shape FRP flexural members reinforced with carbon fiber sheets and the flexural test and theoretical analysis results were compared. The flexural test and the finite element analysis results were similar to the theoretical results. The results of the specimens reinforced with 2-ply carbon fiber sheets, which had a flexural strengthening effect, showed the greatest difference.

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1초고강도 콘크리트 영구거푸집 겸용 데크플레이트의 휨거동

저자 : 장후복 ( Jang Hu-bock ) , 한상묵 ( Han Sang-mook )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-8 (8 pages)

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초고강도 섬유보강 콘크리트 데크플레이트는 높은 콘크리트 압축력과 섬유에 의한 휨인장력의 우력으로 동바리 지지 없이 얇은 두께의 데크플레이트로 고정하중과 작업하중을 견딜 수 있는 강성을 가지고 있다. 본 연구는 슬래브 두께, 섬유의 종류와 혼입률, 철근 및 GFRP를 변수로 휨실험을 수행하였다. 40mm∼50mm 두께의 120MPa 초고강도 콘크리트에 강섬유를 체적 대비 1.5% 이상을 혼입한 데크플레이트로 슬래브의 자중과 작업하중을 부담할 수 있으며, 철근을 보강하면 내하력이 더욱 증진되고 연성거동을 하는 데크플레이트 특성을 가지는 것을 검증하였다.

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2리브(rib)가 있는 FRP 판과 콘크리트 합성보의 휨/전단파괴 균열모사에 관한 연구

저자 : 유승운 ( Yoo Seung-woon ) , 유준상 ( Yoo Jun-sang )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 9-15 (7 pages)

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본 연구는 재래 철근콘크리트공법의 거푸집 및 철근보강재를 FRP 판으로 대체한 개념이다. FRP판에 리브를 갖게 하여 FRP 판과 콘크리트 합성을 개선하고 거푸집의 강성증가를 유도하여 영구거푸집 및 철근보강재로 활용하는 방안이다. 본 연구는 전단경간비가 짧고 리브가 있는 FRP 판과 콘크리트 합성보의 휨/전단 파괴거동과 균열형태를 비교 분석하였다. 콘크리트의 경우 CDP 모델을 사용하였고, 외연적 비선형 유한요소해석 결과와 기존 실험결과를 정점 하중 및 균열형태에 대해 비교 분석하였다.
유효균열방향 개념을 사용하여 콘크리트 균열패턴을 시각적으로 표현하였다. 인장 등가소성변형률이 0 보다 큰 곳에서 균열이 시작된다고 가정하고, 균열평면에 수직인 벡터의 방향은 최대 주소성변형률의 방향과 평행한 것으로 가정하였다. 이 방향을 콘크리트의 균열으로 생각하여 실험에서 확보한 균열형태와 비교 분석하였다. ABAQUS/Explicit 의 CDP 모델은 FRP 합성구조체의 비선형 거동 및 균열형태 모사가 가능한 것으로 판단된다. 초기강성의 불일치는 리브가 있는 FRP 판과 콘크리트 사이의 미세균열 및 접착력 등의 문제로 인해 발생한 것으로 사료되며 1차 정점 하중 및 균열형태를 적절히 추적할 수 있으므로 앞으로 다양한 FRP 합성구조시스템의 거동 및 균열해석에 이용 가능할 것으로 판단되나 보다 다양한 파괴 매카니즘에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.

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32개 볼트를 가지는 고성능 복합섬유 패널 볼트연결부 강도평가

저자 : 윤정환 ( Yoon Jung Hwan ) , 이아영 ( Lee Ah Young ) , 심윤구 ( Sim Yun Gu ) , 민정기 ( Min Jeong Ki ) , 최성모 ( Choi Sung Mo )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 16-24 (9 pages)

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유리섬유 또는 바잘트섬유로 만들어진 고성능 복합섬유 패널은 고강도 보강재이지만, 구조보강을 위해 정사각형 또는 직사각형 구조물에 패널을 부착할 경우에 일체형 거동을 확보하기 위해 모서리 패널이 사용된다. 이러한 모서리 패널을 이용한 복합섬유 패널의 볼트 접합부를 통해 일체형 거동을 확인하기 위해 실험을 진행하였다. 실험변수로 연단거리 비, 측단거리비, 볼트 배치 형태(엇모배치와 일렬배치) 및 전단면 수가 설정되었다. 강도평가에 대한 실험 결과, 볼트직경에 대한 연단거리비가 4이상 권장된다는 것을 확인하였고 이를 확보할 시 지압에 의한 파괴모드를 확인하였다. 또한, 볼트배치 2종류의 파괴하중은 값이 유사하였다.

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4저층 필로티 기둥의 고성능 복합섬유 패널을 활용한 DIY전단보강공법 보강량 산정에 대한 해석적 연구

저자 : 윤정환 ( Yoon Jung Hwan ) , 김재현 ( Kim Jae Hyun ) , 염경수 ( Yom Kyung Su ) , 민정기 ( Min Jeong Ki ) , 최성모 ( Choi Sung Mo )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 25-36 (12 pages)

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본 연구에서는 Aramid FRP와 모서리보강재로 구속한 엔지니어링플라스틱 보강을 통해 기둥의 횡구속 능력을 증대하여 콘크리트 피복 및 압괴 파괴를 지연시킴으로써 휨 항복 후 연성거동을 유도하여 기존 저층 필로티 건축물의 내진 성능을 확보하는 방법을 제시하고 저층 필로티 건축물의 내진취약요인을 분석하여 필요한 전단보강량을 산정, 제안공법의 목표전단보강을 설정하는 것을 목적으로 한다. 엔지니어링플라스틱을 활용한 기둥의 전단보강형상을 제안하고 필로티 구조의 내진취약요인 보강임계점 예측과 예제모델의 구조해석을 통해 제안공법의 목표전단보강량을 검증하였다. 구조해석 결과, 특별지진하중 적용 시, 휨-축력 내력 초과비율이 타 유형군에 비해 낮은 ST-A1(1축편심)을 기준으로 연면적 750m² 이하와 1축 편심 중심-강심편심율 18%이하에 해당될 경우에는 본 논문에서 제안하는 '고성능 복합섬유 패널 전단 보강법'을 적용할 수 있는 경계로 제한하고자 한다.

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5용접조립 각형 무피복 대형합성기둥의 온도분포 및 잔존내력에 대한 실험적 연구

저자 : 민정기 ( Min Jeong-ki )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 37-44 (8 pages)

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콘크리트가 충전된 강관 합성기둥은 화재 시 내부 콘크리트가 내력을 견딜 수 있어 높은 하중을 받는 건축물에 적용되고 있으나 높은 내화성능을 요구하는데 반해 이를 평가할 수 있는 방법은 제한되어 있다. 본 논문에서는 폭 700mm 이상인 무피복 대형합성기둥의 온도분포를 확인하기 위해서 수평가열로에서 3시간 내화실험을 수행하고 이후에 압축실험에 수행하여 잔존내력을 확인하였다. 실험 결과 3시간의 화재 노출 후에 폭 700mm 대형합성기둥은 57%의 잔존내력을 가지는 것으로 나타났으며, 재료의 화재 강도저감만을 고려한 잔존내력 예측은 내력을 낮게 평가하는 것으로 나타났다.

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6주철근의 부식에 따른 철근콘크리트 보의 성능 실험 연구

저자 : 김상우 ( Kim Sang-woo ) , 김경민 ( Kim Kyeong-min ) , 이동주 ( Lee Dong-ju ) , 김진섭 ( Kim Jin-sup )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 45-51 (7 pages)

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철근콘크리트 구조물은 반영구적인 구조물로 여겨지고 있으나 해상 구조물 및 해상에 인접한 구조물은 부식에 대한 위험에 노출이 되어 있다. 내륙 구조물의 경우에도 제설제 사용으로 인한 콘크리트의 중성화, 콘크리트 균열 등의 다양한 부식 요인이 발생한다. 또한 건설공사 시 철근은 외부환경에 장시간 노출된 상태로 보관이 되어 부식되기 쉽다. 따라서 본 연구에서는 철근콘크리트 보의 인장 주철근을 3%와 10%의 부식률로 부식을 시켜 휨 실험을 통해 부식률에 따른 철근콘크리트 보의 휨 거동을 나타내었다. 철근콘크리트 보와 콘크리트 공시체를 동시에 제작하여 재료실험을 수행하였으며, 전위차 부식촉진법을 활용하여 철근콘크리트 보의 부식을 촉진시켰다. 실험결과 부식으로 인해 철근콘크리트 보의 초기 강성이 증가하였으며, 10%의 부식률에서는 철근콘크리트 보의 전단파괴의 발생 및 누적에너지소산능력이 취약하게 나타났다.

KCI등재

7사장교 비대칭 주탑 케이블 정착부의 균열 제어 방안에 대한 해석적 연구

저자 : 박순호 ( Park Soon-ho ) , 장일영 ( Zang Il-young )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 52-58 (7 pages)

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최근 사장교 주탑의 심미성이 강조되고 있기 때문에 유한요소해석을 통해 안전성을 확보하여야 한다. 콘크리트 주탑은 케이블의 장력으로 인해 균열이 발생할 가능성이 높기 때문에 균열을 감소시키고, 구조적 안전성에 대한 계획이 필수적이다. 이 연구에서는 사장교 콘크리트 주탑의 균열제어 방법을 제시하고 유한요소해석을 통해 구조적 안전성을 검증하였다. 균열 위치는 사전해석을 통해 검토하였고, 적절한 균열제어방법이 제안되었다. 또한, 구조해석을 통해 보강 후 주탑의 안전성을 확인하였다.

KCI등재

8슬래브교 및 프리플렉스 거더교의 FRP시트 휨 보강 특성

저자 : 박순호 ( Park Soon-ho ) , 장일영 ( Zang Il-young )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 59-65 (7 pages)

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섬유강화플라스틱(FRP)은 우수한 장기내구성으로 인해 보강재료로 알려져 있다. 이 연구에서는 콘크리트 구조물에 적용했을 때 탄소섬유와 아라미드섬유 보강재의 휨보강 특성에 대한 해석적 연구 결과를 제시하였다. 이 해석적 연구의 주요 대상은 콘크리트 교량 중 보수보강의 주요 대상인 슬래브교와 프리플렉스 거더교를 대상으로 하였다. 해석적 연구는 ACI Committee 440과 이한계상태설계를 기반으로 한 이전 연구를 참고하여 수행하였다. 또한, 슬래브교 및 프리플렉스 거더교에 적용한 탄소섬유 및 아라미드섬유의 구조적 특성을 정리하였다.

KCI등재

9직접 인발실험을 통한 CFRP 그리드의 부착응력 및 정착길이 산정

저자 : 최동영 ( Choi Dongyoung ) , 허소현 ( Heo Sohyeon ) , 정영석 ( Jeong Yeongseok ) , 권민호 ( Kwon Minho )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 66-72 (7 pages)

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철근의 부식 문제를 해결하기 위해 최근 복합재료 기반의 철근이 개발되어 사용되고 있으며 CFRP 그리드도 개발되어 구조부재로 사용되기 시작하고 있다. 그러나 CFRP 그리드의 부착 특성과 응력을 연구한 경우는 매우 드물다. 이에 본 실험은 CFRP 그리드의 부착거동, 부착응력을 평가하고 정착길이를 산정하기 위해 다양한 길이의 정착길이를 가진 인발실험체를 제작한 후 인발하였으며 실험 결과 부착력의 경우 정착길이가 길어질수록 커지며 반대로 부착응력은 정착길이가 길어질수록 작아지는 결과를 얻을 수 있었다. 이는 FRP 보강근도 같은 경향을 보이지만 CFRP 그리드와 FRP 보강근의 차이점은 부착응력의 추세선의 경향에서 두드러지며 또한, 최대 부착력 이후 거동에서 차이를 나타냈다. 위 실험 결과를 토대로 CFRP 그리드의 정착길이를 산정한 결과 본 연구에서 사용된 CFRP 그리드의 보수적인 정착길이는 250mm로 나타났다.

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