• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권3호
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• pp.315-335
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• 2023

Limited studies are available on the mathematical estimates of the compressive strength (CS) of glass fiber-embedded polymer (glass-FRP) compressive elements. The present study has endeavored to estimate the CS of glass-FRP normal strength concrete (NSTC) compression elements (glass-FRP-NSTC) employing two various methodologies; mathematical modeling and artificial neural networks (ANNs). The dataset of 288 glass-FRP-NSTC compression elements was constructed from the various testing investigations available in the literature. Diverse equations for CS of glass-FRP-NSTC compression elements suggested in the previous research studies were evaluated employing the constructed dataset to examine their correctness. A new mathematical equation for the CS of glass-FRP-NSTC compression elements was put forwarded employing the procedures of curve-fitting and general regression in MATLAB. The newly suggested ANN equation was calibrated for various hidden layers and neurons to secure the optimized estimates. The suggested equations reported a good correlation among themselves and presented precise estimates compared with the estimates of the equations available in the literature with R²= 0.769, and R² =0.9702 for the mathematical and ANN equations, respectively. The statistical comparison of diverse factors for the estimates of the projected equations also authenticated their high correctness for apprehending the CS of glass-FRP-NSTC compression elements. A broad parametric examination employing the projected ANN equation was also performed to examine the effect of diverse factors of the glass-FRP-NSTC compression elements.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권6호
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• pp.321-327
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• 2000

FRP has been used very much as high strength and electrical insulation materials. The fiber contributes the high strength and modulus to the composite. The main roles of the matrix in composite materials like FRP are to transmit and distribute stresses among the individual fibers. The fiber orientation in FRP has a great effect on the strength of FRP because the strength of FRP mainly depends on the strength of fiber. In this study, compressive and bending stresses of FRP rods were simulated and measured according to the winding orientation of glass fiber. Inner part of FRP was made unidirectionally by pultrusion method and outer part of FRP was made by filament winding method to give fiber orientation to the FRP. The shear stresses had great effect on the strength of FRP although the stress of parallel direction of FRP was much higher. The tendency of compressive and bending strengths with glass fiber orientation was different each other.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-28
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• 2009

폐FRP 선박을 재활용하는 기술은 많은 발전을 이루어 왔으며 최근에는 가장 재활용도가 적은 부분인 유리섬유의 고부가치화 재활용이 특히 주목받고 있다. 폐FRP 선박의 재처리 과정에서 추출된 유리섬유는 피막된 수지 성분의 내화학성으로 인하여 섬유보강재로서 사용 가능하다는 것이 보고되었다. 그러나 섬유보강재(laminated glass fiber reinforced material)를 추출하는 공정의 효율성과 경제성의 재고는 개선되어여할 과제이다. 본 연구는 다층구조인 FRP로부터 면포층(roving cloth layer)을 보다 효과적으로 박리할 수 있는 방법을 제시하여 추출공정의 최적화를 도모하고자한다. 새로운 추출공정에서 생산된 섬유보강재를 활용한 섬유강화콘크리트(Fiber Reinforced Concrete, FRC)의 강성은 매우 우수한 것으로 관찰되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권6호
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• pp.585-599
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• 2023

Geopolymer concrete (GC) can be competently utilized as a practical replacement for cement to prevent a high carbon footprint and to give a direction toward sustainable concrete construction. Moreover, previous studies mostly focused on the axial response of glass fiber reinforced polymer (glass-FRP) concrete compressive elements without determining the effectiveness of repairing them after their partial damage. The goal of this study is to assess the structural effectiveness of partially damaged GC columns that have been restored using carbon fiber reinforced polymer (carbon-FRP). Bars made of glass-FRP and helix made of glass-FRP are used to reinforce these columns. For comparative study, six of the twelve circular specimens-each measuring 300 mm×1200 mm-are reinforced with steel bars, while the other four are axially strengthened using glass-FRP bars (referred to as GSG columns). The broken columns are repaired and strengthened using carbon-FRP sheets after the specimens have been subjected to concentric and eccentric compression until a 30% loss in axial strength is attained in the post-peak phase. The study investigates the effects of various variables on important response metrics like axial strength, axial deflection, load-deflection response, stiffness index, strength index, ductility index, and damage response. These variables include concentric and eccentric compression, helix pitch, steel bars, carbon-FRP wrapping, and glass-FRP bars. Both before and after the quick repair process, these metrics are evaluated. The results of the investigation show that the axial strengths of the reconstructed SSG and GSG columns are, respectively, 15.3% and 20.9% higher than those of their original counterparts. In addition, compared to their SSG counterparts, the repaired GSG samples exhibit an improvement in average ductility indices of 2.92% and a drop in average stiffness indices of 3.2%.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.275-282
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• 2006

최근 철근 콘크리트 구조물에서 철근의 부식문제를 근본적으로 해결하기 위한 대안으로 섬유강화폴리머(Fiber Reinforced Polymers, FRP)가 주목받고 있다. FRP는 철근에 비해 높은 비강도를 가지며, 무게가 가볍다. 특히 내부식성이 뛰어나 염해와 같은 열악한 환경에 특히 유용하다. 그러나 재료단가가 철근에 비해 높고, 장기거동에 대해 구축되어 있는 정보가 적으며 항복 거동을 보이는 철근과는 달리 취성파괴를 일으키기 때문에 FRP를 토목재료로 사용하려는 노력은 더디게 진행되고 있다. FRP 제작에 사용되는 섬유 중 유리섬유가 가장 경제적이지만 강성이 철근에 비해 대략 1/4 정도 밖에 되지 않아 휨부재에 사용될 경우 과도한 처짐 문제가 발생한다. 이에 본 연구에서는 유리섬유로 제작된 FRP(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 로드(Rod)의 인장특성을 개선하고자 탄소와 유리섬유로 제작된 하이브리드 로드의 인장특성에 관한 연구를 수행하였다. 로드 제작에 사용되는 수지 종류와 배치 방법에 대해 변수를 설정하여 총 40개의 시편을 제작하여 인장실험을 실시하였다. 하이브리드 로드의 인장특성은 섬유가 혼합되지 않은 순수한 유리섬유와 탄소섬유로만 제작된 로드의 인장특성과 비교하였다. 실험 결과에 따르면 로드의 핵은 탄소섬유로, 외피는 유리섬유로 제작된 하이브리드 로드의 인장특성이 가장 우수하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.50-54
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• 2008

지난 30여 년 동안 세계 각국에서는 FRP(fiber reinforced plastics)선박의 폐처리 또는 재활용(재자원화)을 위하여 실용성과 안정성을 지니는 많은 기계적 방법에 대한 연구 개발을 진행하여 왔다. 기술적, 사회경제적 관점에서 가장 선호되는 방법인 소위 '기계적 방법'에는 크게 파쇄와 분쇄를 거친 후 결과물을 재활용하는 방법과 단순 파쇄과정 대신 유리면포(roving cloth)의 박리파쇄와 분류과정을 통한 수지와 유리섬유의 개별적 재활용 방법이 있다. 그러나 추출되는 유리면포의 크기가 제한적이어서 결과물의 활용도는 크지 않았다. 기계적 재활용방법의 편리성에도 불구하고 또 다른 재활용방법연구는 열분해(가스화)와 소각연료화(고형에너지) 방안이다. 이는 재생에너지화를 목표로 하는 연구다. 많은 열분해연구가 진행되어 왔음에도 폐FRP의 재생에너지화의 가장 큰 걸림돌은 폐FRP내의 유리섬유분리의 어려움에 있다. 따라서 기계적 처리 방법으로 유리섬유를 효과적으로 추출 할 수 있다면 폐FRP 친환경적 재 자원화와 재생에너지화 연구는 크게 활성화 될 것이다. 본 논문에서는 기계적 방법에 있어 유리섬유의 효과적 분리추출과 열분해 방법에서 필요한 전처리 문제(수지함유량 증대)에 대한 적극적 해결 방안으로서 FRP의 복합재료특성을 응용한 친환경적 유리면포(로빙층) 분류 처리 방안을 개발하였다. 또한 본 유리면포에서 세단된 유리섬유는 기존 콘크리트의 물성강화용으로 직접 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제8권1호
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• pp.27-41
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• 2014

The use of carbon fibers (CF) and glass fibers (GF) were combined to strengthen concrete flexural members. In this study, data of tensile tests of 94 hybrid carbon-glass FRP sheets and 47 carbon and GF rovings or sheets were thoroughly investigated in terms of tensile behavior. Based on comparisons between the rule of mixtures and test data, positive hybrid effects were identified for various (GF/CF) ratios. Unlike the rule of mixtures, the hybrid sheets with relatively low (GF/CF) ratios also produced pseudo-ductility. From the calibrated results obtained from experiments, a new analytical model for the stress-strain relationship of hybrid FRP sheets was proposed. Finally, the hybrid effects were verified by structural tests of concrete members strengthened with hybrid FRP sheets and either carbon or glass FRP sheets.

• Advances in Computational Design
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• 제7권3호
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• pp.173-188
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• 2022

In modern buildings, glass is considered a structurally unsafe material due to its brittleness and unpredictable failure behavior. The possible use of structural glass elements (i.e., floors, beams and columns) is generally prevented by its poor tensile strength and a frequent occurrence of brittle failures. In this study an innovative modelling based on an equivalent thickness concept of laminated glass beam reinforced with FRP (Fiber Reinforced Polymer) composite material and of glass plates punched is presented. In particular, the novel numerical modelling applied to an embedding Carbon FRP-rod in the interlayer of a laminated structural glass beam is considered in order to increase both its failure strength, together with its post-failure strength and ductility. The proposed equivalent modelling of different specimens enables us to carefully evaluate the effects of this reinforcement. Both the responses of the reinforced beam and un-reinforced one are evaluated, and the corresponding results are compared and discussed. A novel equivalent modelling for reinforced glass beams using FRP composites is presented for FEM analyses in modern material components and proved estimations of the expected performance are provided. Moreover, the new suggested numerical analysis is also applied to laminated glass plates with wide holes at both ends for the technological reasons necessary to connect a glass beam to a structure. Obtained results are compared with an integer specimen. Experimental considerations are reported.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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• pp.242-245
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• 2000

The fiber contributes the high strength and modulus to the composite. The fiber orientation in FRP has a great effect on the strength of FRP because the strength of FRP mainly depends on the strength of fiber. In this study, FRP was made unidirectionally by pultrusion method and outer part of FRP was made by filament winding method to give fiber orientation to the FRP. The bending strength and bending stresses of FRP rods were simulated according to the winding orientation of glass fiber. The bending strength of FRP was also evaluated. The results of simulation and evaluation Were compared each other to investigate main stresses which affect the fracture of FRP. The main stresses which had a great effect on the strength of FRP were shear stresses.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.405-411
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• 2011

철근콘크리트 구조물의 보강에 자주 사용하는 탄소 섬유나 유리 섬유 대신에 이 두 가지 섬유를 동시에 사용하여 하이브리드 효과를 얻기 위한 연구를 시도하였다. 하이브리드 효과를 얻기 위해서는 탄소 섬유와 유리 섬유를 적절한 비율로 조합해야 되며, 이러한 비율로 제작된 실험체를 이용하여 하이브리드 FRP 직접 인장 실험을 수행할 수 있다. 하이브리드 FRP 실험체는 직조된 섬유 시트를 이용하는 현장과 다르게, 섬유를 직접 조합해야 하는 이유로 작업이 쉽지 않다. 따라서 이 연구에서는 고강도 탄소 섬유와 E형 유리 섬유의 조합에 따른 1축 직접 인장 실험체의 제작 방법을 제안하여 실험을 통하여 하이브리드 효과를 분석하였다. 하이브리드 FRP로 가장 적합한 섬유 조합은 연성 지수, 탄성계수 및 응력-변형률 곡선을 비교한 결과 연성 K형 에폭시를 사용한 유리 섬유 : 탄소 섬유 = 9 : 1(체적비)가 가장 적합한 것으로 평가되었다.