본 연구에서는 철근 부식 문제의 근본적인 해결책으로 각광받고 있는 GFRP 보강근을 교각의 두부 보에 적용하기 위해 철근 보강 콘크리트로 설계된 고속도로 교각의 두부보를 철근 대신 GFRP 보강근 으로 대체하여 설계하고 실용화를 위해 필요한 요소를 발굴하였다. 교란영역(D-region)인 두부보 설계 를 위해 8도로교량의 콘크리트 바닥판, 콘크리트 방호울타리 등의 휨 지배 구조물9의 설계로 적용범위 를 한정하고 있는 국내 설계기준 대신 8AASHTO LRFD Bridge Design Guide Specifications for GFRP-Reinforced Concrete 2nd Edition9을 적용하여 설계하였다. 이를 통해 철근 대비 지나치게 보 수적인 설계 요소 및 GFRP 재료가 철근 대체재로 활용되기 위해서 보완되어야 할 점을 제시함으로써 향후 GFRP 보강근 적용 부재의 확대 및 실용화에 기여할 수 있을 것이라 기대한다.

This paper dealt with the applicability of GFRP materials as reinforcements for a steel box girder bridge deck. The purpose of this study is to provide detailed design procedures with a code-based text for GFRP composites for civil engineering structures. From the example design, the deck was optimized from a serviceability perspective but was quite overdesigned with regard to flexural strength and creep rupture stress, due to its relatively low longitudinal modulus but high strength. We may conclude from these results that it is advisable to check the serviceability limits before optimizing the design for strength or starting the design from the serviceability calculation.

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.

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.

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.

Numerical behavior of reinforced concrete(RC) column with GFRP seismic reinforcement was evaluated through the finite element analysis in this study. For the numerical analysis, a experimental test results was used to develop a nonlinear three dimensional finite element model of RC column with GFRP seismic reinforcement. The developed the nonlinear three dimensional finite element model of RC column with GFRP seismic reinforcement was well predicted the behavior, maximum strength and initial stiffness, of RC column with GFRP seismic reinforcement.

Based on the study of the Rule of Mixture for FRP (Fiber Reinforced Polymer), it was found that the tensile strength of FRP rebars (reinforcing bars) with circular cross-sections could be estimated with proper reduction coefficients. In this study, a reduction coefficient for FRP rebars with a diameter of 16 mm was proposed.

The object of this study is to investigate the confined effects of specimens using GFRP(glass fiber reinforced polymer) sheet and PET(polyethylene terephthalate) sheet. Since GFRP and PET sheet have a grate deformation capacity, the brittle failure of concrete can be avoid. A total of specimens is sixteen and major variables are the type of strengthen material and strengthening layer. As a result of test, specimens reinforced with a glass fiber sheet compare to the standard specimen have a significant increase both strength and ductility. Ductile of the specimens reinforced with PET is superior to it of the GFRP regardless of strengthening layer. However, in the strength effect aspect is not great compare to the ductile. Resultingly, it is judged that the reinforced method with PET is available to apply field application.

기존의 철근 콘크리트 구조물에서 나타나는, 극한 환경하에서의 철근의 부식 문제 때문에 GFRP 보강근으로 철근을 대체하고 있다. 최근 들어 GFRP를 보강근으로 사용한 보의 성능에 대한 해석적, 실험적 연구가 지속적으로 행해지고 있지만 아직 철근 콘크리트 보의 연구에 대한 수에 비하여 이에 대한 연구 결과는 매우 적어 신뢰성을 얻기 힘든 상황이다. 이에 본 연구에서는 겹침이음된 GFRP 보강근을 보에 적용하여 모멘트-처짐 관계에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험변수는 GFRP의 보강비와 피복 두께에 대한 것으로 총 6개의 GFRP 보강 콘크리트 보의 실험체가 제작되었다. 모든 실험체는4000mm의 스팬을 가지고 있으며 12.7mm의 지름을 가지는 GFRP 보강근을 사용하였다. 보강근이 겹침이음된 부분에 일정한모멘트가 작용하게 하기 위해 2점 가력 방식을 사용하였다. 실험 결과 보강근비의 증가에 따라 극한 하중의 크기가 증가하였다. 파괴 모드는 보강근비에 따라 매우 민감하게 변화하였으며 피복 두께는 인장측의 콘크리트의 탈락에 의해 최대 강도와 처짐량을 결정하는 요인이 되는 것으로 나타났다.