본 연구에서는 유리섬유보강근(GFRP rebar)를 적용한 SB6 등급 콘크리트 방호벽의 비선형 동적 해석을 수행하였다. ACI 설계기준에 근거한 새로운 방호벽 구조에 대하여 소형차와 트럭의 충돌에 대한 유한요소 모델링을 수행하였다. 트럭 충돌 에 대하여 제안한 모델은 기존의 철근을 적용한 모델과 비교하였을 때 구조적으로 만족할 만한 성능을 보였다. 또한, 소형차 충 돌 해석으로부터 산출한 탑승자 보호지수는 한계기준 범위 안에서 만족하였다. 이러한 결과로부터, 제안한 방호벽 구조는 기존 철근을 적용한 방호벽을 대체하여 실용적으로 적용이 가능할 것으로 기대된다.

본 연구는 이러한 단점을 보완하기 위해 철근을 대체하여 내산화성과 전기저항이 높은 GFRP 보강근을 적용한 도상슬래브의 최적 변수해석을 수행하였다. 철도 궤도슬래브에 적용되는 철근은 열차 운행 중 신호전류의 손실을 일으켜 열차의 안정성을 저해하며, 철 근의 부식으로 내구성이 저하될 수 있다. GFRP 보강근의 직경 및 배근 개수 변화가 전체 콘크리트 도상슬래브의 휨강도 및 균열제어 에 미치는 영향을 유한요소 변수해석을 통하여 상세분석하였다. 해석 결과, GFRP 보강근의 직경 및 배근을 합리화하여 제안하였으며 이러한 경우 기존 배근보다 더욱 경제적인 단면을 도출할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 GFRP 보강근을 적용하여 도상슬래브를 설계하는 경우 보다 합리적이고 경제적인 단면을 산정할 수 있는 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

내진설계규정이 정립되기 전에 시공된 콘크리트 교각의 경우 횡철근을 겹침이음하거나 최소한의 배근으로 최적화를 유도하였다. 따라서 지진하중 발생 시 지진에너지를 소산할 수 있는 에너지 감쇠의 효과가 기존 교각들에는 미흡한 실정이다. 본 논문은 반복하중을 받는 원형콘크리트 교각 외부에 강판, GFRP, CFRP 보강을 적용한 경우, 교각의 지진대응 성능 향상도를 정량적으로 평가하였다. 범용유한요소해석프로그램인 ABAQUS의 다양한 3차원 요소를 적용하여 교각 구조물을 모델링하였으며,하중은 교각 상부에 횡방향 동적하중과 교각 전체 자중이 고려되었다. 하중-변위 곡선, 응력-변형률 곡선, 연성도, 에너지 흡수 능력(연성도), 손상도를 고려하여 보강에 따른 교각의 내진성능 향상도를 비교분석하였다. 비보강 콘크리트 교각의 경우 연성도는 78%로 취성파괴 구조물이었으나, 강판보강의 경우 91.0%, GFRP보강의 경우 91.9%, CFRP보강의 경우 92.0%이다. 세 가지 보강의 종류를 비교한 결과 강도, 연성도, 손상도 모두에 있어서 CFRP보강의 경우가 가장 큰 증진 효과를 보이고 있다.

이 연구는 GFRP관을 상수도관으로 사용하기 위해 테스트베드를 설치하여 지중매설된 관의 구조적 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, GFRP관의 역학적 성질을 조사하고 관 강성을 추정하였다. KS규격에서 제시하고 있는 허용드로우와 고압력(사용압력의 1.5∼2.0배), 트럭하중을 적용시켜 관 내부와 외부의 복합하중이 작용할 경우 관 내압의 변화와 관의 거동을 확인하였다. 그 결과, 상수관으로 GFRP관을 장기 사용하여도 충분한 내압을 가지고 있음을 확인하였다.

전 세계적으로 건설폐기물에 의한 환경문제에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 건설재료들에 대한 재활용방안 에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. GFRP는 최근 구조물의 보강에 많이 사용되는 건설 재료이다. 본 연구에는 GFRP를 분쇄하 여 만든 재활용 GFRP파우더(RGP)의 잔골재 대체 가능성을 검토하고자 하였다. RGP는 GFRP의 제작 시 발생되는 GFRP 잉여물을 분쇄하여 사용하였다. RGP의 잔골재 치환율을 20%, 40% 60% 80%로 설정하였다. RGP가 혼합된 시멘트 모르타르의 재료 성능을 검토하기 위하여 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨 강도를 측정하였다. 실험결과, RGP의 혼입으로 시멘트 모르타르의 기초물성이 증가하는 경향이 나타났다. 본 연구결과는 장기적으로 GFRP의 건설재료로의 재활용을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

The fatigue characteristics of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites were studied under repeated loads using the finite element method (FEM). To realize the material characteristics of GFRP composites, Digimat, a mean-field homogenization tool, was employed. Additionally, the micro-structures and material models of GFRP composites were defined with it to predict the fatigue behavior of composites more realistically. Specifically, the fatigue characteristics of polybutylene terephthalate with short fiber fractions of 30wt% were investigated with respect to fiber orientation, stress ratio, and thickness. The injection analysis was conducted using Moldflow software to obtain the information on fiber orientations. It was mapped over FEM concerned with fatigue specimens. LS-DYNA, a typical finite element commercial software, was used in the coupled analysis of Digimat to calculate the stress amplitude of composites. FEMFAT software consisting of various numerical material models was used to predict the fatigue life. The results of coupled analysis of linear and nonlinear material models of Digimat were analyzed to identify the fatigue characteristics of GFRP composites using FEMFAT. Neuber’s rule was applied to the linear material model to analyze the fatigue behavior in LCF regimen. Additionally, to evaluate the morphological and mechanical structure of GFRP composites, the coupled and fatigue analysis were conducted in terms of thickness.

Small fishing vessels are manufactured using FRP. Various studies have been conducted to increase the strength of the composite material by mixing alumina powder with resin. Tensile tests and flexural strength tests are conducted to examine the effect of alumina powder on the strength of GFRP. In the current study, resin/alumina composites at different alumina contents (i.e., 0, 1, 5, and 10 vol%) have been prepared. The physical and mechanical properties of the prepared composites have been investigated. From the results, the tensile strength of the specimen with alumina powder mixed in at 10% shows the highest value of 155.66 MPa. The tensile strength of the specimen mixed with alumina powder increases with the amount of alumina powder impregnated. In the flexural strength test, the flexural strength of neat resin without alumina powder has a highest value of 257.7 MPa. The flexural modulus of ALMix-5 has a highest value of 12.06 GPa. Barcol hardness of ALMix- 10 has a highest value of 51. We show that alumina powder leads to decreasing cracks on the surface and decreasing length area of delamination.

경량콘크리트와 FRP 보강근을 사용하여 구조체를 만들기 위해서는 경량콘크리트와 FRP 보강근과 사이의 부착특성을 파악하는 것이 대단히 중요하다. 앞선 연구에서 보통콘크리트와 이형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도는 전경량콘크리트와 이형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도보다 크게 나타났으나, 보통콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도는 전경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도보다 작은 값으로 나타났다. 이러한 결과는 보통콘크리트의 부착강도가 전경량콘크리트의 부착강도보다 더 클 것이라는 ACI의 일반적인 예상에 반하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 전경량콘크리트가 아닌 모래경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 부착특성을 실험을 통하여 분석하고 경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 그 일반적인 경향을 조사하였다. 실험 결과, 모래경량콘크리트에 모래분사형 GFRP 보강근을 사용한 경우의 정규화된 부착강도 역시 보통콘크리트에 모래분사형 GFRP 보강근을 사용한 경우보다 크게 나왔으며, 추후 경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 부착특성에 대하여 더 많은 조사가 필요하다고 판단된다.