간행물
복합신소재구조학회 논문집 KCI 등재 Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
- 발행기관 한국복합신소재구조학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 2093-5145 (Print)2288-0232 (Online)
- 수록기간 2010 ~ 2026
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 532DDC 624
권호리스트/논문검색
Vol.17 No.1 (2026년 2월) 7건
1.
2026.02
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
철근 콘크리트의 부식으로 인해 비부식성 대체재의 채택이 촉진되었으며, GFRP 철근은 가장 널리 채택된 경제적이고 균형 잡힌 성능 옵션 중 하나이다. GFRP 철근의 탄성 계수는 강철보다 낮아 완전한 대체가 어렵다. 하지만 최근 GFRP의 탄성 계수는 국제 기준 30∼40 GPa에서 약 60 GPa(국외 생산 기준), 50 GPa(국내 생산 기준)로 증가했습니다. 그러나 대부분의 설계 방정식은 기존의 저탄성계수 GFRP를 기준으로 보정되었다. 본 연구에서는 고탄성계수 GFRP 보강근으로 보강된 두 개의 콘크리트 보의 휨 거동을 분석하며, 실험 하중-변위 응답을 Adam, ACI 440.1R-06, CSA S806-12 및 최신 ACI 440.11-22의 예측값과 비교한다. 이 모델들은 모두 비균열 영역의 초기 경사와 일치하지만, 저탄성계수 GFRP를 사용한 보정으로 인해 실제 강성을 과소평가하고 처짐 을 과대 예측하는 경향이 있습니다. 균열 발생 후 편차가 증가하며, 이때, Adam 방정식이 가장 큰 편차를 보인다. 이는 기존 모델의 한계를 보여주며, 변위 제어가 매우 중요한 경우 기존 모델의 사용에 신중해야 함을 보여준다.
4,000원
2.
2026.02
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 연구에서는 차량 충돌 시 독립기초 콘크리트 강도가 볼라드의 방호성능에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 2.5 ton 급 SUV 차량이 30 km/h의 속도로 충돌하는 실물 충돌 시험을 진행하였고, 시험 결과로부터 기초에 작용하는 충돌하중과 모멘트를 산정하였다. 이를 설계하중으로 적용하여 700×1000×300 mm 단면을 갖는 독립기초의 모델에 대한 LS-DYNA 수치해석을 수행하 였으며, 콘크리트 설계강도(21∼40 MPa)와 철근 배근 여부를 주요 변수로 설정하였다. 차량 속도 감소, 기초 상단의 변위, 균열 및 파괴 형상을 비교한 결과, 콘크리트 강도가 증가할수록 차량의 관입량이 감소하고 기초의 손상이 줄어 저항 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 특히 철근 배근은 기초의 연성 거동이 확보되어, 전단파괴와 같은 파괴 양상이 효과적으로 제어되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 독립기초 볼라드 설계시 약 30 MPa 이상의 콘크리트 강도와 함께 적절한 철근의 배근이 필요함을 확인하였다.
4,000원
3.
2026.02
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 연구는 해양 환경에 설치되는 도교 구조물의 강재 부재의 부식 문제를 해결하고자 내부식성 재료인 FRP 제품으로 대체하 는 연구 과제의 일환으로써, 대체 구조물 설계 및 구조적 건전성 검증과 FRP 거더(GFRP, CFRP) 적용 시의 타당성을 검증하기 위해 수치해석적 연구를 수행하였다. 대체 구조물의 경우, 인천항 갑문 인근의 리딩피어 연결도교의 제원을 기반으로 각종 KDS 기준에 근거하여 설계되었으며, ABAQUS를 이용한 3차원 유한요소해석 모델을 통해 재료 변화에 따른 구조 거동을 비교⋅분석하였다. 하중 조건은 보도교 설계기준에 따라 0.0035 MPa의 등분포 활하중 등을 고려하였으며, 두 가지 하중 조합(극한한계상태, Case 1 및 사용 한계상태 Case 2)에 대해 검토하였다. 해석 결과, 사용성 측면에서 모든 하중 조합에 대해 허용 처짐(22.22 mm)을 만족하였다. GFRP 는 낮은 강성으로 강재 대비 처짐이 약 23.4% 증가했으나, CFRP는 강재 대비 약 0.3% 감소하여 강재와 유사한 거동을 보였다. 동적 특성 분석 결과, 모든 재료가 보행자 유발 공진 가능성이 낮은 것으로 확인되었으며, 내구성 측면에서 또한 마찬가지로 모든 재료가 휨, 전단, 축 하중에 대해 충분한 구조적 안정성을 확보하였다. GFRP 적용 시, 낮은 강성으로 인해 하중이 난간으로 재분배되는 현상 이 관찰되었으며, 이로 인해 난간의 축 압축 Damage가 강재 대비 약 24.9% 증가하였다. CFRP는 강재와 유사한 거동 특성을 보였으 나, 전단력 Damage에서 강재 대비 약 209.2% 및 GFRP 대비 약 110.2% 높게 산정되어 휨 성능 대비 전단 성능이 내구성 검토 시 더 불리하게 작용할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 FRP 거더, 특히 CFRP가 강재의 부식 문제를 해결할 수 있는 효과적인 대체재 로 작용할 수 있음을 정량적으로 검증하였다. 다만, 제시된 해석 모델은 Beam 요소를 이용한 단순화된 모델로써, 재료의 이방성 및 접합부 국부 거동을 상세히 규명하는 데에는 한계가 명확하다. 따라서 후속 연구로써 상세 해석을 통한 최적 설계 검토가 필요할 것으 로 판단된다.
4,500원
4.
2026.02
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 연구는 고속도로 다주식 교각 두부보를 대상으로 철근 보강과 철근 대체 GFRP 보강의 균열 손상 거동을 3차원 유한요소 해석으로 비교ㆍ평가하였다. 콘크리트는 ABAQUS의 CDP 모델을 적용하고, 균열 분포는 인장 손상 변수를 핵심 지표로 사용하였다. 선형해석 결과, 두부보 중앙 상단부의 압축 응력 지배 구간과 중앙 하단부 및 접합부 주변의 인장ㆍ전단 영향 구간이 명확히 구분되었 으며, 향후 실험 계측 위치 선정에 활용 가능한 정보를 제공하였다. 비선형 해석 결과, 전반적으로 각 Case의 최초 균열하중 및 최대하 중, 균열 발생 시 변위 및 최대 변위는 큰 차이 없이 유사 범위에 분포하였으며, 균열 면적과 분포 형상 역시 대체로 유사하여 GFRP 보강 두부보의 구조적 안정성이 확인되었다. 특히 일부 Case는 초기 강성과 파괴 저항 측면에서 철근 보강 대비 경쟁력 있는 결과를 보여, 실무적 대체 가능성을 뒷받침하였다.
4,000원
5.
2026.02
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
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.
4,000원
6.
2026.02
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 논문은 철계-형상기억합금 bar가 인장보강재로 사용된 콘크리트 보의 휨 거동을 예측하기 위한 해석적 연구결과를 제시 한다. 연구를 위해 범용 구조해석 프로그램인 OpenSees가 사용되었으며, 콘크리트, 철근, Fe-SMA bar의 재료모델이 제안되었다. 본 연구에서 제안된 유한요소 해석 모델의 검증을 위해 기존 연구에 대한 재현해석이 수행되었다. 그 결과 제안된 유한요소해석 모델은 초기 균열과 극한하중을 실험결과와 각각 7.95%, 6.76%의 오차 범위로 예측하는 것으로 나타났다. 또한 제안된 유한요소 해석 모델을 이용하여 철계-형상기억합금의 회복응력이 콘크리트 보에 미치는 영향을 평가한 결과 회복응력이 50 MPa 증가할 때 초기균열 하중은 약 7.14 kN 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 철계-형상기억합금의 회복응력이 콘크리트 부재 극한하중에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.
4,000원
7.
2026.02
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
The study investigated the applicability of a freestanding retaining wall system, with a combination of H-beams and precast concrete blocks. Additionally, the study utilized finite element analysis in ABAQUS. The concrete damaged plasticity and Mohr–Coulomb models were employed to model concrete and soil, respectively. The key parameters included H-beam size (100 × 100, 200 × 200, and 300 × 300 mm), wall height (6.0, 4.5, and 3.0 m), and embedment depth (3.0, 2.5, 2.0, and 1.5 m), with displacement limits of 24, 18, and 12 mm. For 6.0-m walls, only the 300 × 300-mm H-beam with a 3.0-m embedment met the displacement criteria. Most combinations for the 4.5- and 3.0-m walls met the criteria, with the exception of the smallest displacement limit at 4.5-m walls with reduced embedment. The results showed that, assuming proper embedment, wall behavior is governed by H-beam stiffness, with 300 × 300-, 200 × 200-, and 100 × 100-mm beams suitable for 6.0-, 4.5-, and 3.0-m walls, respectively.
4,000원
