본 연구는 3차원 비선형 유한요소해석을 이용하여 고속도로 2주형 교각 코핑부에서 철근을 유리섬유보강폴리머(GFRP) 보강 근으로 대체하는 경우를 평가하였다. 콘크리트의 균열, 손상 및 보강근 응답을 모사하기 위해 콘크리트 손상소성(CDP) 모델을 적용하 였다. 단조하중 조건에서 철근 기준 Case와 다수의 GFRP Case를 비교하였다. 주요 변수로는 GFRP의 강성, 콘크리트와의 부착계수 영향, 그리고 수직 전단보강근 상세 배근을 포함하였다. 수치해석 모델은 실험 경향과의 비교를 통해 검증되었으며 전반적인 거동이 일관되게 나타났다. GFRP로의 대체는 철근 대비 강성과 하중 전달 메커니즘을 변화시켰다. 또한 콘크리트 손상이 전체 응답과 파괴 진행을 지배하는 주요 요인으로 나타났다. GFRP 강성이 높고 부착성능이 우수할수록 구조 효율과 상세설계의 실현성이 향상되었다. 적절한 설계가 전제될 경우 전단보강근의 양은 전체 거동에 미치는 영향이 제한적인 범위에서 최적화가 가능하였다. 이상의 결과는 GFRP 적용의 실무적 가능성을 뒷받침하는 동시에, GFRP의 선형탄성ㆍ취성 거동과 국부 응력집중 가능성을 고려할 필요가 있음을 시사한다.

This study investigated the replacement of steel with glass fiber-reinforced polymer (GFRP) as reinforcement in an expressway two-column pier coping. The study used 3D nonlinear finite element analysis and employed a concrete damaged plasticity model to accurately capture and visualize cracking, damage, and reinforcement response. A comparison was drawn between a steel reference case with several GFRP scenarios under monotonic loading. Key variables examined included GFRP stiffness, the bond coefficient effect with concrete, and the detailing of vertical shear reinforcement. The numerical model was validated against experimental trends and demonstrated consistent global behavior. Compared to steel reinforcement, the substitution of GFRP altered both stiffness and load-transfer mechanisms. Concrete damage emerged as a dominant factor influencing the overall response and failure progression. Enhanced stiffness and improved bond conditions contributed to greater structural efficiency and detailing feasibility. If designed appropriately, the amount of shear reinforcement could be optimized with minimal impact on the global response. The results support the practical application of GFRP while highlighting its linear-elastic, brittle characteristics and local stress concentration potential.

ABSTRACT
1. 서 론
2. 기본 이론
3. 3차원 비선형 유한요소 해석
    3.1 개요
    3.2 3차원 해석 모델링
    3.3 비선형 해석 및 결과 분석
4. 요약 및 결론
감사의 글
REFERENCES
국문초록

• 이상열(국립경국대학교 건설환경건축공학부 교수) | Lee Sang-Youl (Professor, School of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Gyeongkuk National University, Andong, Korea) Corresponding author