• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.349-360
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• 2012

본 논문은 GFRP 슬래브 교량 상부구조에 대한 장기성능, 내하력, 사용성 및 구조적 안전성의 상세한 평가를 기술하고 있다. 국내 최초로 완전 GFRP 슬래브 교량이 2002년 5월에 가설되었다. GFRP 슬래브 교량은 단순지지로 지간 10.0 m, 폭 8.0 m 인 2차선으로 설계되었다. 본 GFRP 슬래브교량은 콜루게이트(corrugate) 심재를 갖는 샌드위치 구조로서 유리섬유와 비닐 에스테르를 사용하여 수적층으로 제작되었다. GFRP 슬래브 교량의 장기성능 평가는 2002년 수행되었던 동일한 현장재하시험으로 2004, 2011년에 실시되었다. GFRP 슬래브교량은 예상되었던 대로 공용 중에서 구조적 문제점이 없이 성능이 잘 발휘되고 있었음을 평가를 통하여 나타내고 있다. 본 평가 자료는 GFRP 슬래브 교량의 내하력 평가에 대한 기초자료와 완전 GFRP 슬래브교량 상부구조의 장기성능의 일부자료로서 제공될 수 있을 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권4호
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• pp.527-544
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• 2018

The paper presents the study on a change in modal parameters and structural stiffness of cable-stayed Fiberline Bridge made entirely of Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) composite used for 20 years in the fjord area of Kolding, Denmark. Due to this specific location the bridge structure was subjected to natural aging in harsh environmental conditions. The flexural properties of the pultruded GFRP profiles acquired from the analyzed footbridge in 1997 and 2012 were determined through three-point bending tests. It was found that the Young's modulus increased by approximately 9%. Moreover, the influence of the temperature on the storage and loss modulus of GFRP material acquired from the Fiberline Bridge was studied by the dynamic mechanical analysis. The good thermal stability in potential real temperatures was found. The natural vibration frequencies and mode shapes of the bridge for its original state were evaluated through the application of the Finite Element (FE) method. The initial FE model was created using the real geometrical and material data obtained from both the design data and flexural test results performed in 1997 for the intact composite GFRP material. Full scale experimental investigations of the free-decay response under human jumping for the experimental state were carried out applying accelerometers. Seven natural frequencies, corresponding mode shapes and damping ratios were identified. The numerical and experimental results were compared. Based on the difference in the fundamental natural frequency it was again confirmed that the structural stiffness of the bridge increased by about 9% after 20 years of service life. Data collected from this study were used to validate the assumed FE model. It can be concluded that the updated FE model accurately reproduces the dynamic behavior of the bridge and can be used as a proper baseline model for the long-term monitoring to evaluate the overall structural response under service loads. The obtained results provided a relevant data for the structural health monitoring of all-GFRP bridge.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.719-727
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• 2008

GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.217-223
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• 2008

유리섬유강화 폴리에스터(GFRP) 복합소재는 가볍고 내구성이 뛰어나 강재, 콘크리트, 나무 등과 같은 기존의 구조 재료들을 대체할 수 있는 재료로 최근 각광 받고 있다. GFRP 복합소재 데크를 조립하여 아치가교를 만들면 짧은 시간에 시공이 가능하고 복합소재 데크의 재사용이 가능할 수 있다. 이 논문에서는 쉽게 조립할 수 있는 수직결구식 복합소재 데크를 활용한 아치가교 시스템을 개발하고자 한다. 이를 위해 몇 가지 가능한 아치가교의 유형을 제안하고 이를 유한요소해석을 통해 검증한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.49-52
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• 2008

유리섬유를 사용한 섬유강화복합체(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것으로 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판을 제작하여 GFRP 보강근의 보강비에 따른 거동을 관찰하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능 및 처짐 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.247-254
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• 2010

유리섬유강화 폴리에스터(GFRP) 복합소재는 가볍고 내구성이 뛰어나 강재, 콘크리트, 나무 등과 같은 기존의 구조 재료들을 대체할 수 있는 재료로 최근 각광 받고 있다. 이러한 복합소재를 활용하기 위해 쉽게 조립할 수 있는 수직결구식 복합소재 데크를 활용한 아치가교 유형을 선행 연구에서 제안하였고 유한요소해석을 통해 검증하였다. 이 논문에서는 선행연구에서 제안된 볼트결합에 의한 복합소재 데크 조립식 아치가교의 안전성 및 사용성을 구조성능시험을 통해 검증하여 문제점을 파악하고 그 문제점을 해결하기 위해 개선된 아치가교 유형을 제안한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.276-281
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• 2008

Glass-fiber reinforced polyester(GFRP) composite material is a promising alternative to existing construction materials such as steel, concrete and wood. One of passible applications of GFRP composite material is to build temporary bridges by assembling GFRP composite decks. In this paper, we develop a system of temporary arch bridges that can be built by easy assembling of GFRP composite decks. For this purpose, several types of temporary arch bridges are suggested and verified by FE analysis.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.311-318
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• 2006

GFRP를 이용하여 종방향 철근의 겹침이음이 존재하는 원형RC 교각의 내진보강 성능을 파악하기 위해 5개의 실물규모 실험체를 제작하여 실험하였다. 대상교각은 1979년에 완공된 후 현재 공용중인 비내진 원형 RC교각으로 겹침이음된 종방향 철근의 부착파괴에 의한 급작스런 파괴가 예상된다. GFRP 래핑(Wrapping)으로 보강된 교각들의 내진성능은 매우 향상되었다. 하지만, 예상한 휨파괴는 발생하지 않았고, 종방향 철근은 항복하지 않았다. 보강된 교각의 파괴양상은 겹침이음된 종방향 철근의 지연된 부착파괴로 판단된다. 제안된 GFRP 보강설계법을 실험적으로 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권5호
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• pp.641-657
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• 2020

A unique lightweight string truss deployable bridge assembled by thin-walled fiber reinforced polymer (FRP) and metal profiles was designed for emergency applications. As a new structure, investigations into the static structural performance under the serviceability limit state are desired for examining the structural integrity of the developed bridge when subjected to unsymmetrical loadings characterized by combined torsion and bending. In this study, a full-scale experimental inspection was conducted on a fabricated bridge, and the combined flexural-torsional behavior was examined in terms of displacement and strains. The experimental structure showed favorable strength and rigidity performances to function as deployable bridge under unsymmetrical loading conditions and should be designed in accordance with the stiffness criterion, the same as that under symmetrical loads. In addition, a finite element model (FEM) with a simple modeling process, which considered the multi segments of the FRP members and realistic nodal stiffness of the complex unique hybrid nodal joints, was constructed and compared against experiments, demonstrating good agreement. A FEM-based numerical analysis was thereafter performed to explore the effect of the change in elastic modulus of different FRP elements on the static deformation of the bridge. The results confirmed that the change in elastic modulus of different types of FRP element members caused remarkable differences on the bending and torsional stiffness of the hybrid bridge. The global stiffness of such a unique bridge can be significantly enhanced by redesigning the critical lower string pull bars using designable FRP profiles with high elastic modulus.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.543-550
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• 2007

건설 분야에서는 신소재인 FRP(fiber reinforced polymer) 복합재료는 그 경량성과 고강도로 점차 그 사용영역이 넓어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 FRP 소재의 성능을 평가하기 위하여 제2 진도대교를 원형(prototype)으로 하는 3차원 선형 모델링을 하였고 케이블 및 거더에 복합소재를 적용하여 해석하였다. 해석 결과는 Steel 케이블 및 보강형을 사용한 경우와 비교를 통하여 분석하였고 정적해석 및 모드해석을 수행하였다. 정적해석에서는 각 부재의 최대 응력 및 중앙 지점의 최대 처짐을 비교하였다. 사하중 감소 때문에 복합소재를 사용한 경우 상판의 처짐이 감소하는 것을 확인하였으며, 케이블의 단면을 감소시켜 해석함으로써 그 결과를 다시 보였다. 단면 감소, 모드해석에서는 진동수 비를 통해 Flutter의 발생 풍속을 비교하였다.