• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권1호
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• pp.41-55
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• 2015

In this paper, a model for the evaluation of shear strength of fibre reinforced polymer (FRP)-reinforced concrete beams is given. The survey of literature indicates that the FRP reinforced beams tested with shear span to depth ratio less than or equal to 1.0 is limited. In this study, eight concrete beams reinforced with GFRP rebars without stirrups are cast and tested over shear span to depth ratio of 0.5 and 1.75. The concrete compressive strength is varied from 40.6 to 65.3 MPa. The longitudinal reinforcement ratio is varied from 1.16 to 1.75. The experimental shear strength and load-deflection response of the beams are determined and reported in this paper. A model is proposed for the prediction of shear strength of beams reinforced with FRP bars. The proposed model accounts for compressive strength of concrete, modulus of FRP rebar, longitudinal reinforcement ratio, shear span to depth ratio and size effect of beams. The shear strength of FRP reinforced concrete beams predicted using the proposed model is found to be in better agreement with the corresponding test data when compared with the shear strength predicted using the eleven models published in the literature. Design example of FRP reinforced concrete beam is also given in the appendix.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.763-771
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• 2007

철근부식은 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 현저히 저하시키며, 유지보수 비용의 증가를 가져온다. 이와 같은 문제의 해결을 위해 피복두께의 증가, 고성능콘크리트의 사용, 에폭시 코팅 철근의 사용 등이 연구되었으나 완전한 해결책은 되지 못하고 있다. 최근 철근부식 문제를 근본적으로 해결하기 위한 새로운 대안으로 대두되고 있는 것이 FRP (fiber reinforced polymer) 복합재료를 이용한 철근대체제의 사용이다. 그러나 취성적 거동과 낮은 탄성계수로 인하여 철근콘크리트와는 다른 거동을 보이며 이에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 FRP 보강근을 사용한 일방향 슬래브의 구조 실험을 통하여 철근콘크리트 슬래브와 거동 특성을 비교하였다. 균열 및 파괴모드, 처짐, 연성 등의 평가를 통하여 철근 대체제로서의 가능성을 평가하였으며, 해외의 제안식들을 사용하여 처짐 및 균열예측에 대한 식의 적정성을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.173-181
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• 2021

철근콘크리트 구조물은 다양한 환경에 노출되어 수분 침투로 인한 철근 부식이 발생하며, 부식으로 인한 구조물의 내구성능 저하 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 철근에 비해 인장강도, 비부식성, 경량화 등 뛰어난 장점을 가진 FRP 보강근에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP 보강근은 철근과 달리 항복 구간이 없으므로 파괴 시까지 선형탄성거동이 나타나고 탄성계수가 낮아 과도한 처짐이 발생할 수 있으므로 한계상태 조건에 대한 적용성 검토가 필요하다. 한계상태에서 FRP 보강 콘크리트 의 휨 설계 시 ACI 440.1R은 FRP 보강근의 재료적 불확실성을 고려하여 환경감소계수와 강도감소계수를 모두 적용하여 휨강도가 크게 낮아진다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 다양한 문헌을 조사하여 유효단면이차모멘트 제안식의 처짐 해석 결과와 실험결과를 비교하였으며, ACI 440.1R 및 Fib bulletin 40의 설계휨강도를 분석하였다. 실험 결과에 따른 휨강도는 ACI 440.1R에 비해 Fib bulletin 40의 설계휨강도와 유사한 경향이 확인되었으며, 인장지배단면에서 ACI 440.1R은 설계휨강도를 보수적으로 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.509-510
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• 2009

FRP 시트를 사용한 철근콘크리트 보의 보강은 섬유의 선형 응력-변형률 거동으로 인한 취성파괴 가 일어난다. 본 연구에서는 두 가지 섬유를 사용하여 하이브리드 FRP 시트를 연구하였다.

• Computers and Concrete
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• 제14권2호
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• pp.163-174
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• 2014

Damping as a material property plays an important role in decreasing dynamic response of structures. However, very little is known about the evaluation and application of the actual damping of Fiber Reinforced Polymer Confined Reinforced Concrete (FRP-C RC) material which is widely adopted in civil engineering at present. This paper first proposes a stress-dependent damping model for FRP-C RC material using a validated Finite Element Model (FEM), then based on this damping-stress relation, an iterative scheme is developed for the computations of the non-linear damping and dynamic response of FRP-C RC columns at any given harmonic exciting frequency. Numerical results show that at resonance, a considerable increase of the loss factor of the FRP-C RC columns effectively reduces the dynamic response of the columns, and the columns with lower concrete strength, FRP volume ratio and axial compression ratio or higher longitudinal reinforcement ratio have stronger damping values, and can relatively reduce the resonant response.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권3호
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• pp.307-317
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• 2018

The current study explores the soil-structure interaction (SSI) effect on the potential seismic damage of mid-rise non-seismically designed reinforced concrete frames retrofitted by Fibre Reinforced Polymer (FRP). An 8-storey reinforced concrete frame poorly-confined due to transverse reinforcement deficiency is selected and then retrofitted by FRP wraps to provide external confinement. The poorly-confined and FRP retrofitted frames with/without SSI are modelled using hysteretic nonlinear elements. Inelastic time history and damage analyses are performed for these frames subjected to different seismic intensities. The results show that the FRP confinement significantly reduces one or two damage levels for the poorly-confined frame. More importantly, the SSI effect is found to increase the potential seismic damage of the retrofitted frame, reducing the effectiveness of FRP retrofitting. This finding, which is contrary to the conventionally beneficial concept of SSI governing for decades in structural and earthquake engineering, is worth taking into account in designing and evaluating retrofitted structures.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.10-16
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• 2010

건설분야에서 환경적, 사회적 요구의 변화로 인해 기존의 건설재료와 괸련된 다양한 문제점들을 극복하기 위해 새로운 건설재료가 필요하게 되었다. 따라서, 토목분야에서 토목구조물을 설계할 때 만족시켜야 할 요구조건 또한 다양화 되고 있다. 토목분야의 새로운 건설재료로서 섬유보강플라스틱은 탁월한 부식저항성, 높은 비강도/비강성 등을 갖고 있다. 그러므로 그러한 성질은 기존 건설재료의 사용에 따른 문제점을 완화시키는데 사용할 수 있다. 최근 신규 건설현장에 적용하기 위해 신형식 교각이나 해상파일 등이 연구되고 있으며, 그것들은 보통 섬유보강플라스틱 튜브에 콘크리트를 채우는 형식이다. 이 연구에서 압축 및 휨 강도를 향상시키기 위해 섬유보강플라스틱 튜브에 철근콘크리트를 채운 합성파일을 제안하고 실험과 해석을 바탕으로 하중재하성능에 대하여 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.143-153
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• 2003

철근콘크리트를 FRP 복합재로 보강할 경우, 취성파괴를 방지하고 연성파괴를 확보할 수 있는 새로운 기법을 표면매립공법(Near Surface Mounted technique: 이하 NSM 공법)에 근거하여 제시하였다. 제안된 기법은 Hybrid FRP rebar를 부분적으로 비부착 시킴으로서 보강된 보의 연성을 확보한다. Hybrid FRP rebar의 일부를 비부착으로 한 경우와 전부를 부착으로 한 경우의 NSM 공법에 의한 FRP 보강된 철근 콘크리트보의 거동을 비교하기 위한 실험을 실시하였다. 실험 결과, 부분 비부착 NSM 공법으로 보강된 철근 콘크리트보만이 연성거동을 함이 관찰되었다. 부분 비부착 보강된 보의 극한 시 내력을 확보하기 위한 최소한의 FRP의 부분 비부착길이를 이론적으로 산정하여 제시하였다. 제시된 부분 비부착 NSM 공법은 FRP 복합재로 보강된 철근 콘크리트 부재의 구조적 거동을 크게 향상시킬 수 있으리라 기대된다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.13-17
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• 2004

In recent years, the deterioration of reinforced concrete structures has become a serious problem in civil engineering fields. This situation is mainly due to corrosion of steel reinforcing bars embedded in concrete. Recently, there has been a greatly increased demand for the use of FRP (fiber reinforced plastic) in civil engineering field due to their superior mechanical and physical properties. This paper presents an experimental study on the behavior of concrete bridge deck reinforced with FRP Box, FRP Plate, and FRP Re-bar. In tlIe study, mechanical properties of FRP Box, FRP Plate, GFRP Re-bar, and CFRP Grid have been investigated. Full scale one-way deck slab was tested under four point lateral load (equivalent to actual wheel load of DB-24 including impact). Load-deflection and load-strain data were collected through LVDT's and strain gages attached to the specimen.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.276-279
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• 2005

FRP Composite materials are widely applicable in the construction industries as a load-bearing structural element or a reinforcing and/or repairing materials for the concrete. In this paper, we presented the flexural behavior of FRP Re-bar and steel reinforced concrete beams and only FRP re-bars reinforced concrete beams. FRP Re-bar manufactured by different fibers but the same vinylester resin. Also, surface of FRP Re-bars is coated garnet and glass fiber by epoxy to increase the adhesive to concrete. Experimental investigation pertaining to the load-deflection and load-strain characteristics of two classfied specimens is presented and the theoretical prediction is also conducted. In the investigation, the effects of FRP Re-bar reinforcement are estimated. The experimental results arc compared with theoretical predictions. Good agreements arc observed.