This paper presents on the structural behavior of the the methyl methacrylate monomer (MMA) double wide flanged the glass fiber-reinforced polymer(GFRP) pipe composite structures for the manhole raise. The evaluation of structural performance on this composite structure was conducted by the axial load, fatigue load, and ultimate load test. The assessment indicates that the MMA double wide flanged GFRP pipe composite structures was confirmed safety, durability and reliability in result as expected. It was found that this composite structure was able to short working times to around 30-50% and construction costs to around 10-23% with compare other construction methods. Also, environmental pollution and civil complaints will be prevented because there will be no longer any noises, vibrations, dust, or construction wastes.

본 논문은 넓은 보의 전단강도를 대상으로 한 실험적 평가에 대해 기술하였다. 본 논문의 실험을 통해 넓은 보에 횡방향 단면에서 GFRP 판의 보강개수와 종방향 전단보강 간격, 그리고 유효깊이가 전단강도에 끼치는 영향에 관하여 연구하였다. 총 7개의 시험체에 유공형 GFRP 판 형태로 전단보강재를 보강하여 전단성능 실험을 실시하였다. 본 논문에 기재된 전단보강재는 유공형 판 형태로 제작되어 타설 시 콘크리트의 유동성을 증가시켜 보강재와 콘크리트의 부착력을 향상시켰다. 7개 시험체의 주 변수로는 전단보강재의 횡방향 단면에 대한 판의 보강개수와 종방향 전단보강 간격, 그리고 유효깊이로 정하였다. 시험체의 균열 및 파괴 양상, 변형률과 전단강도비를 분석하였다. GFRP판으로 전단보강된 넓은 보의 전단강도는 ACI 318-11 기준으로 산정되었다. 실험의 결과를 통해 유공형 GFRP 판이 전단보강재로서 넓은 보에 효과적으로 적용됨을 확인하였다.

GRP pipe (Glass-fiber Reinforced Plastic Pipe) lines making use of FRP (Fiber Reinforced Plastic) are generally thinner, lighter, and stronger than the existing concrete or steel pipe lines, and it is excellent in stiffness/strength per unit weight. In this study, we present the result of field test for buried GRP pipes with large diameter(2,400mm). The vertical and horizontal ring deflections are measured for 387 days. The short-term deflection measured by the field test is compared with the result predicted by the Iowa formula. In addition, the long-term ring deflection is predicted by using the procedure suggested in ASTM D 5365(ANNEX) in the range of 40 to 60 years of service life of the pipe based on the experimental results. From the study, it was found that the long-term vertical and horizontal ring deflection up to 60 years is less than the 5% ring deflection limitation.

Compared to steel of the same weight in steel concrete structures, fiber reinforced polymer (FRP) is known to have greater strength and better resistance to corrosion. As such, it is being proposed as an effective structural material. Despite its many advantages, FRP has not been rapidly adopted in civil structures. This is because it is more expensive, prone to brittle fracture, and has weak fire resistance. To examine changes in the mechanical properties of FRP and the effectiveness of fire resistant coating, this study conducted tensile tests on coated and uncoated specimens over varying temperature. Glass fiber has excellent fire resistance since it does not melt or burn at high temperatures. However, epoxy is unable to withstand exposure to temperatures exceeding the transition temperature, thus leading to unsatisfactory structural performance and fire resistance. This study investigated the behavioral changes in FRP by exposing the specimens to temperatures ranging from room temperature (approx. 25℃) to 300℃, so as to improve the fire resistance of epoxy.

In recent years, the Glass Fiber Reinforced Polymer Plastic (GFRP) structural shapes are available in civil engineering applications. Among many manufacturing techniques used for GFRP structural shapes, pultrusion process is one of the most widely used techniques to produce the structural members in civil engineering applications. This study was focused on the mechanical behavior of singly bolted lap-joint connection with various hole clearances (tight-fit: 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 3.0mm) in Pultruded GFRP structural members. The specimens with single bolt-hole have been tasted in tension under bolt-loading conditions. The failed specimens were examined for their failure load and fracture patterns with respect to the various hole clearances.

GFRP (glass fiber reinforced polymeric plastic) composite members are superior construction materials because they have higher specific strength and stiffness than steel and concretes. In addition, they also have high resistance to chemical corrosion. However, in many existing researches it reported that GFRP members have less resistance to ultra-violet ray (UV-ray), so they may cause critical structural problems due to changes of mechanical properties when the material is long-term exposed under UV-ray. In this study, we investigated whether these reports are reliable through two processes. First, we reviewed existing researches on the FRP members’s resistance to UV-ray, and then we conducted tensile strength test for GFRP sample exposed to UV-ray for 30 months (900 days). These two processes showed that mechanical properties of GFRP members do not change under long-term UV-ray exposure and they have enough resistance to UV-ray.

This study proposed new method using FRP material for emergency earthquake recovery in a building, since the classical materials such as concrete and steel was difficult to construct and fabricate during and after an earthquake. Also, the characteristics of FRP materials was much light and stronger in comparison to other materials. Therefore, the seismic performance of frame structures subjected to an earthquake, using precast GFRP-Corrugated infilled panel was conducted in this study.

본 논문에서는 유공형 형상의 GFRP 판으로 전단 보강된 플랫 플레이트의 전단거동을 실험을 통해 평가하였다. GFRP 판은 개구부가 있는 판의 형태로서 콘크리트와의 일체화 거동을 위하여 콘크리트에 매립하여 시공하였다. GFRP 판으로 전단보강된 플랫 플레이트의 전단 성능 실험을 위하여 총 7개의 시험체에 대한 전단 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 전단 보강량, 전단 보강 간격을 선정하였다. GFRP 판의 전단 보강량에 따른 비교결과, 전단 보강량이 증가할수록 전단강도도 증가하는 결과를 보여주었다. GFRP 전단 보강 간격에 따른 비교결과, 전단 보강 간격이 0.3d 일 때 가장 높은 전단강도를 확인하였다. 실험결과를 바탕으로 KCI에서 제시하고 있는 전단강도식을 수정하여 GFRP 판에 적용이 가능한지 평가하였다.

Recently, sewer–pipe constructions replacing deteriorated pipes are currently underway in the downtown area. To resolve many problems in the conventional method of open-cut construction, lining-board system using light-weight GFRP panels is developed. The pultruded GFRP panels can be successfully used for the developed lining-board system as temporary decks and retaining walls in virtue of light weight, high strength and high durability. In this paper, the structural safety and serviceability of the lining-board system are examined through FE analyses and experiments. Further more, a field application of the lining-board system is presented. The field application shows that quality and environment of construction can be significantly improved.

본 논문에서는 유공형 형상의 GFRP 판으로 전단 보강된 플랫 플레이트의 전단거동을 실험을 통해 평가하였다. GFRP 판은 개구부가 있는 판의 형태로서 콘크리트와의 일체화 거동을 위하여 콘크리트에 매립하여 시공하였다. 실험 변수로는 기둥면과 첫 번째 GFRP 판의 세로 스트립 사이의 간격, GFRP 판의 세로 스트립의 개수를 선정하였다. GFRP 판의 세로 스트립의 개수가 증가할수록 전단강도도 증가하는 결과를 보여주었다. 실험결과를 바탕으로 GFRP 판으로 보강된 플랫 플레이트의 전단강도가 ACI 318, BS 8110, EUROCODE 2, KCI에서 제시하고 있는 전단강도와 비교하여 가장 합리적인 규준을 평가하였다.

본 논문에서는 새로운 형상의 GFRP 판으로 전단보강된 플랫 플레이트의 전단거동에 관하여 실험적으로 연구하였다. GFRP 판은 개구부가 있는 판의 형태로서 콘크리트와의 일체화 거동을 위하여 콘크리트에 매립하여 사용한다. 총 7개의 시험체에 대한 뚫림 전단실험을 수행하였고, 실험 변수로는 전단보강재의 종류와 전단보강량을 선택하였다. 실험결과를 시험체의 균열 및 파괴양상, 변형률, 하중변위곡선으로 분석하였다. 또한 GFRP 판으로 전단 보강된 플랫 플레이트의 ACI 318-11 기준식에 의한 계산값과 실험에 의한 결과값을 비교하였다. 실험 결과 GFRP 판이 플랫 플레이트의 전단보강재로써 뚫림 전단에 효과적으로 적용함을 확인하였다.

본 연구는 최근 세계적으로 이상기후에 의하여 빈번히 발생하는 지진재해에 의한 주요시설물 피해저감 및 신속복구에 대한 복합재료 적용에 관한 연구이다. 최근에 발생된 지진의 경우, 1차 지진에 의한 시설물 피해가 발생하고 이후 강력한 규모의 2차, 3차 여진이 지속적으로 발생하고 있다. 이에 대응하기 위하여 국외에서는 병원, 방송국 등과 같은 주요시설물의 초기 지진피해에 의한 피해와 손상을 신속히 응급복구하고 향후 2차 여진 및 관련 시설물에 대한 항구적인 보강대책을 제공할 수 있는 내진안전성 개선연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서 제시한 긴급복구용 GFRP 내력패널의 경우, 기존 콘크리트 또는 강 프레임 구조물 내 지진에 의한 벽체손상 피해 발생 시 이들 손상된 벽체(조적조 또는 콘크리트 벽체)를 제거한 후 사전제작된 GFRP 내력벽체를 적용, 대체 횡적 보강구조체로 시공하여 향후 피해저감 및 응급복구용으로 그 효율성을 극대화하고 예방하는 내진 공법을 개발하고자 한다.

본 연구는 최근 세계적으로 이상기후에 의하여 빈번히 발생하는 지진재해에 의한 주요시설물 피해저감 및 신속복구에 대한 복합재료 적용에 관한 연구이다. 최근에 발생된 지진의 경우, 1차 지진에 의한 시설물 피해가 발생하고 이후 강력한 규모의 2차, 3차 여진이 지속적으로 발생하고 있다. 이에 대응하기 위하여 국외에서는 병원, 방송국 등과 같은 주요시설물의 초기 지진피해에 의한 피해와 손상을 신속히 응급복구하고 향후 2차 여진 및 관련 시설물에 대한 항구적인 보강대책을 제공할 수 있는 내진안전성 개선연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서 제시한 긴급복구용 파형강판-GFRP 내력패널의 경우, 강재료인 파형강판을 사이에 두고 외부를 GFRP 로 하여 GFRP-파형강판을 결합한 구조의 내력패널을 제작하여 기존 콘크리트 또는 강 프레임 구조물 내 지진에 의한 벽체손상 피해 발생 시 이들 손상된 벽체(조적조 또는 콘크리트 벽체)를 제거한 후 사전제작된 GFRP 내력벽 체를 적용, 대체 횡적 보강구조체로 시공하여 향후 피해저감 및 응급복구용으로 그 효율성을 극대화 및 내진 피해를 예방하고자 한다.

It has been more than twenty years since the application of GFRP bridge decks in construction fields. Recently, a few studies by governments and individual researchers have investigated in-use GFRP bridge decks. Areas of trouble include the problems of cracking, spalling and the de-bonding of the pavement or the wearing surface on GFRP bridge decks, all of which affect the long-term durability and serviceability of these new construction materials. Related to these problems, reflective cracks on asphalt pavement are directly related to pultruded GFRP bridge decks. This study investigates the behavior of an adhesive joint under weak-axis bending by tests and FE analyses to identify the causes of pavement cracks in in-use pultruded GFRP bridge decks. In detail, the flexural stiffness and the load-carrying capacities in strong and weak axes are measured during bending tests on pultruded GFRP decks. Next, tensile local failures of an epoxy adhesive due to the concentration of deformations at adhesive joints are identified via a weak-axis bending test. Finally, the tensile failure of an epoxy adhesive due to the local concentration of deformation at an adhesive joint under weak-axis bending is verified through a finite element analysis.

This study carried out finite element deflection analysis of cylindrical shell structures made of composite materials, which is based on the micro-mechanical approach for different fiber-volume fractions. The finite element (FE) models for composite structures using multi-scale approaches described in this paper is attractive not only because it shows excellent accuracy in analysis but also it shows the effect of the material combination. New results reported in this paper are focused on the significant effects of the fiber-volume fraction for various parameters, such as fiber angles, layup sequences, and length-thickness ratios. It may be concluded from this study that the combination effect of fiber and matrix, largely governing the dynamic characteristics of composite shell structures, should not be neglected and thus the optimal combination could be used to design such civil structures for better dynamic performance.

This study investigates the stress-strain relations of internally confined hollow concrete filled tube pier reinforced with GFRP tube by uniaxial compression test. The confined concrete subjected multi-axial stresses have been known as the strength of concrete increases significantly. Many researchers have studied in confining effects of CFT which have only outer GFRP tube. In this study, specimens reinforced with outer and inner GFRP tube were tested by uniaxial compression test. To investigate the influence of concrete strength increase by confining conditions in GFRP tube, 13 specimens with different thickness of tube, hollowness ratio and nominal concrete strength were tested and compared with Steel tube.

본 연구는 외부 온도변화에 따른 GFRP 횡구속 콘크리트 압축부재의 강도특성에 대한 성능을 조사, 평가하였다. 일반적으로 외부 보강재에 의하여 구속된 압축부재의 성능평가는 과거 많은 연구자들에 의하여 수행되어 왔는데 복합재료를 이용한 구속 콘크리트의 경우, 복합재료 자체의 외부환경(자외선, 습도, 온도 등)에 대한 단점으로 인하여 상대적으로 뛰어난 중량 대비 구속에 따른 압축성능 개선효과에도 불구하고 그 신뢰성에 많은 어려움을 겪어왔다. 본 연구는 이들 콘크리트 횡구속 복합재료 보강재에 대하여 고온으로의 외부온도 변화 시 FRP로 횡구속된 콘 크리트 압축부재의 강도변화 거동을 통한 FRP보강재의 구속효과에 대한 변화를 알아보기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 수행된 실험연구에서는 건설용 보강재료로 가장 많이 활용되는 GFRP를 대상으로 상온(20℃), 100℃, 15 0℃, 200℃까지 온도를 상승하여 실험하였으며 가온 시 노출시간의 경우 국외선행연구 및 사전 모의실험을 통하여 약 60분간 시험체를 설정온도에 노출시켜 실험을 진행하였다. 제작된 시험체들은 모두 KSF 2405의 절차에 따라 압축실험을 실시하였으며 그 결과 외부온도가 증가함에 따라 GFRP보강재의 횡 구속력이 점진적으로 감소되어 GFRP 구속효과가 100℃, 150℃, 200℃에서 각각 약 8%, 29%, 27% 감소하는 것으로 나타냈다.

본 연구는 최근 세계적으로 이상기후에 의하여 빈번히 발생하는 지진재해에 의한 주요시설물 피해저감 및 신속 복구에 대한 복합재료 적용에 관한 연구이다. 최근에 발생된 지진의 경우, 1차 지진에 의한 시설물 피해가 발생하 고 이후 강력한 규모의 2차, 3차 여진이 지속적으로 발생하고 있다. 이에 대응하기 위하여 국외에서는 병원, 방송국 등과 같은 주요시설물의 초기 지진피해에 의한 피해와 손상을 신속히 응급복구하고 향후 2차 여진 및 관련 시설물에 대한 항구적인 보강대책을 제공할 수 있는 내진안전성 개선연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 기존 건설 재료인 콘크리트와 강재의 경우 실제 지진재해 발생 시 기존시설물의 손상에 따른 응급복구용 재료로써 구조체 제작 및 시공에 다소 애로사항이 많다는 점을 착안, 저 중량 고강도 및 시공이 상대적으로 용이한 복합재료를 이용, 응급복구용 구조체로 제작하여 활용하는 방안을 제안하였다. 본 연구에서 제시한 긴급복구용 GFRP-파형강판 합성형 내력패널의 경우, 기존 콘크리트 또는 강 프레임 구조물 내 지진에 의한 벽체손상 피해 시 이들 손상된 벽체(조적조 또는 콘크리트 벽체)를 제거한 후 사전 제작된 GFRP- 파형강판 합성형 내력벽체를 적용, 대체 횡적 보강구조체로 신속 시공함으로써 향후 피해저감 및 응급복구용으로 그 효율성을 극대화하고 예방하는 내진공법을 개발하고자 한다. 연구에서 제안된 GFRP-파형강판 합성형 내력패널 의 경우, 상용 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 활용하여 3차원 해석모델링을 통하여 설계하며, 내력패널 내 구성요소의 경우 좌굴거동에 의한 파괴패턴을 기준으로 형상 및 재원을 결정하였다.