The columns of older reinforced concrete (RC) buildings generally have limited reinforcement details. Thus, they could be vulnerable to earthquake ground motions, leading to partial or complete building collapse. In this study, high-performance fiber-reinforced cementitious composite (HPFRCC) was applied to RC columns to improve their seismic behavior. Experimental tests were conducted with two full-sized specimens with limited reinforcement details, including short lap splices, while unidirectional loadings were applied to the specimens. The seismic behavior of RC columns was substantially improved by using HPFRCC.

본 연구에서는 직관적인 적용 및 응용이 가능한 FRP 구속 콘크리트의 재료모형을 반영하는 단면해석 기법을 적용하여 FRP 보강 RC 교각의 성능 증진효과 분석을 수행하였다. 분석 대상 교각은 국내 시설물 내진성능평가 지침인 ｢기존 시설물 (교량)의 내진성능 평가요령 해설 및 예제집(국토해양부, 2015)｣에서 제시하고 있는 예제 모델을 대상으로 하였으며, Lam and Teng. (2003)의 FRP 구속 콘크리트 재료 모델을 활용하여 단면해석을 수행하였다. 미국 콘크리트 학회(ACI, American Concrete Institute)의 구조물 FRP 보강 매뉴얼인 ACI440.2R-17에서 제시하고 있는 구조물 보강용 FRP 소재 물성 제원을 활용하였으며, 구조물 FRP 보강 설계 세부 조항을 따랐다. 국내 내진성능 평가요령에 제시된 교각의 축방향 철근 겹침이음을 조항을 고려하여 기존 교각의 콘크리트 재료 물성을 가정하여 매개변수 연구를 수행하였으며, FRP 보강재 소재별 보강 겹수를 고려하여 FRP 보강 RC 교각의 휨 성능 증진 효과 분석을 수행하였다.

In this study, the out-of-plane seismic resistance of lightly-reinforced existing walls strengthened with thick RC jacket was investigated. The thick RC jacket with a thickness of 500 mm was placed at one side of the thin existing wall with a thickness of 150 mm. At the interface between the wall and RC jacket, a tee-shaped steel section with a number of anchor bolts and dowel bars was used as the shear connector. To investigate the connection performance and strengthening effects, the cyclic loading tests of four jacketed wall specimens were performed. The tests showed that the flexural strength of the jacketed walls under out-of-plane loading was significantly increased. During the initial behavior, the tee shear connector transferred forces successfully at the interface without slip. However, as the cracking, spalling, and crushing of the concrete increased in the exiting walls, the connection performance at the interface was significantly degraded and, consequently, the strength of the jacketed walls was significantly decreased. The flexural strength of the jacketed walls with tee shear connector was estimated considering the full and partial composite actions of the tee shear connector.

The paper presents an experimental study on shear behavior of RC beams retrofitted with Uni-Directional Narrow Fabric to improve seismic performance. Experimental parameters include the type of fiber, spacing of the fiber, and the ratio of transverse reinforcement. Also, Static loading test was performed on twelve shear-critical specimens. An experimental result were analyzed to investigate the contribution of shear strength and failure modes of the specimens retrofitted or strengthened with Uni-Directional Narrow Fabric compared to the non-retrofitted the specimen. In order to derive the shear strength model according to the spacing of the fiber, the experimental results were compared with the conventional shear strength model of RC elements retrofitted with FRP.

2010년 인천공항으로 향하던 공항버스가 인천대교 부근에서 노측용 방호울타리를 뚫고 넘어서 추락하는 사고가 발생되었다. 사고 장소에 설치된 방호울타리는 평지부에서 실차충돌시험을 거쳐 성능이 검증된 방호울타리로서 시험성적에는 문제가 없는 제품이었다. 하지만 실차충돌시험을 수행할 당시에는 ‘도로안전시설 설치 및 관리지침-차량방호 안전시설 편, 국토교통부’에 따라 평지부에서 시험을 수행하였으나, 실제 도로현장에서는 대부분의 방호울타리가 평지부가 아닌 성토부에 설치되어 가드레일 지주의 수평지지력이 성능시험 조건보다 매우 취약하다는 문제가 제기되었다. 이를 계기로 국토교통부는 실차충돌시험을 평지부가 아닌 현장조건과 동일한 성토부에서 수행하도록 2012년 지침을 개정하였으며, 시험기관에서는 실차충돌시험 시에 지주의 수평지지력 시험을 수행하여 시험성적서에 지지력 값을 명기하도록 하였다. 따라서 현장에 설치하고자 할 경우에는 설치현장의 수평지지력 시험을 수행하여 시험성적서의 지지력보다 낮은 경우에는 지주를 보강하여 시험장지지력의 90% 이상 만족하도록 하였다. 특히, 2012년 지침이 개정되기 이전에 평지부에서 실차충돌시험을 거친 방호울타리의 경우에는 지지력이 상대적으로 높기 때문에 반드시 현장지지력 시험을 거쳐 지주 보강방안을 마련하도록 하였다. 공인시험기관의 평지부에서 수차례 수평지지력 시험을 수행한 결과, 지침 개정 이전에 평지부에서 실차충돌시험을 수행한 방호울타리는 수평지지력을 4.5tonf으로 가정하고 현장의 성토부에 설치할 경우에는 지주 지지력이 4.5tonf의 90% 이상 확보하도록 규정한 것이다. 지주의 수평지지력 시험은 지주를 성토부의 시작점(B.P)에 지주를 설치하고, 유압실린더나 윈치 등 적절한 가력장비를 이용하여 지주를 수평방향으로 인장 또는 압축하여 지주가 성토부 방향으로 변형되도록 힘을 가한다. 횡하중 가력높이는 지표면으로부터 650mm로 하고 가능한 지주가 더 이상의 하중에 저항하지 못할 때까지의 하중-변위 관계를 계측한다. 충돌시험장에서 계측된 지주의 하중-변위 관계는 제품의 시험성적서에 명기하고 변위가 350mm일 때의 하중을 지주의 수평지지력으로 본다. 만일 최대하중이 변위 350mm 이전에 나타난다면 그 하중을 수평지지력으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 방호울타리의 지주 보강방안을 개발하여 한국도로공사 도로교통연구원에서 수평지지력 시험을 수행하였다. 보강방안은 보강지주 길이가 0.9m와 1.2m로 두 가지 타입에 대하여 각각 보강 전·후로 지지력 지지력시험을 수행하여 비교하였다. 시험결과 보강길이 0.9m의 경우에는 보강 전·후 466%의 보강효과를 보였으며, 1.2m의 경우에는 보강 전·후 300%의 보강효과를 보였다.

All structures can not be perfect due to geometric or material initial imperfections. Initial imperfections are an important factor in determining the buckling mode and are known to be important factors in evaluating the actual buckling strength. The DNV-RP-C202 design standard limits the longitudinal stiffener spacing. However, the criteria for the stiffener spacing presented in DNV-RP-C202 is a guideline derived from the curved panel theory of perfect cross-sectional shape without initial imperfections. In this study, considering geometric initial imperfections, the transition point of stiffener spacing where longitudinal stiffeners affect the buckling strength of reinforced steel wind turbine tower is analyzed using finite element analysis program. The results of finite element analysis compared with theoretical results based on the perfect shape. As a result, a more reasonable stiffener spacing considering the initial imperfections was suggested.

본 논문에서는 유공형 강판의 횡방향 보강간격에 따른 넓은 보의 전단성능을 실험적으로 평가하기 위하여 횡방향 전단보강 간격과 넓은 보의 유효깊이를 변수로 고려하였다. 시험체는 총 8개로 유공형 강판으로 전단보강한 시험체가 5개, 무보강 시험체가 3개이다. 균열 및 파괴유형, 변형률과 하중-변위 곡선을 분석하였다. 유공형 전단보강재의 전단강도 기여분을 분석하고, 횡방향 전단보강의 최대간격을 제안하였다. 횡방향 전단보강 개수가 2개인 시험체에 비해 3개인 시험체에서 전단강도가 크게 나타났으며 유효깊이가 증가할수록 전단강도가 크게 나타났다.

The purpose of this study is intended to determine the validity of shear reinforcement by evaluating flexural performance in the hollow slab. The hollow slab is relatively light and second moment of inertia is large. Due to these characteristics, it can be used to slab system efficiently. Therefore the prediction of the structural behaviors is very important because of decrease of shear and flexural strength which is caused by hollow section of slab interior. In this study, the flexural test were performed to analyze the flexural capacity of the hollow slab w/ or w/o shear reinforcement. A total of six full scale specimens were tested. These specimens have three cases of reinforcing bar ratio, 0.009, 0.018 and 0.024. To verify the flexural behavior such as ultimate load, load-deflection and crack pattern, the flexural experiment were tested by using loading frame. Experimental results have shown that the flexural behavior are depend on the reinforcing bar ratio. Also the hollow slab with shear reinforcement have shown flexural behavior. Therefore, it is appropriate that the hollow slab is reinforced by shear reinforcement to improve the flexural performance of the hollow slab.

Even though the longitudinally stiffened laminated composite plates with closed section ribs should be an effective system for axially compressed members, the existing researches on the applications of closed-section ribs, especially for the laminated composite plates, are not sufficient. This study is aimed to examine the influence of the sectional stiffness of U-shaped ribs on the buckling modes and strengths of laminated composite plates. Applying the orthotropic plates with eight layers of the layup [(0°)4]s and [(0°/90°)2]s, 3-dimensional finite element models for the U-rib stiffened plates were setup by using ABAQUS and then a series of eigenvalue analyses were conducted. From the parametric studies, the minimum required ply thicknesses as well as the buckling strengths were presented for the analysis models. The buckling strengths were compared with the theoretical critical stress equation for simply supported plates based on the Classical laminated plate theory. This study will contribute to the future study for evaluating the minimum required stiffness and optimum design of U-rib stiffened plates

압축을 받는 복합적층판의 보강을 위해 폐단면리브를 적용하는 것이 효과적이나, 적정 크기나 최적 두께에 대한 충분한 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에 따라 폐단면리브 단면 제원에 따른 복합적층판의 압축좌굴 거동에 대한 영향이 우선 검토되어야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 직교이방성 [(0°)4]s와 Cross-ply [(0°/90°)2]s 적 층단면을 각각 고려하여 U리브 단면강성에 따른 복합적층 보강판의 탄성좌굴강도 및 좌굴모드의 변화를 수치해석 적으로 검토하였다. 구조부재로써 적용성을 고려하여 U리브 단면 모델을 선정하였고 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 U리브 적층두께에 따른 고유치 해석을 실시하였다. U리브와 같은 폐단면 보강재를 적용한 복 합적층판에서는 단순지지 조건의 판좌굴 강도에 비해 상승효과가 있음이 본 연구의 수치해석 결과로부터 입증되었 으며 본 해석연구 대상 모델에 대해 U리브 최적 적층두께를 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 향후 U리브의 최 적 단면 선정방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

FRP Sheet와 비좌굴가새를 적용한 보-기둥 접합부의 보강효과를 평가하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체에 축력 및 반복 횡가력을 가하여 실험을 수행하였다. 동일한 크기의 6개의 실험체를 제작하였으며 FRP Sheet의 종류 및 비좌굴 가새의 유무를 변수로 하였다. 실험체의 파괴양상 및 최대하중, 연성지수, 에너지소산능력의 측면에서 실험결과를 분석하였다. 실험결과 CFRP Sheet와 비좌굴가새를 혼용한 보강방법이 가장 우수한 성능을 나타냈다.

본 연구의 목적은 일정 축하중과 반복횡하중 하에서 탄소섬유시트와 비좌굴 가새로 보강된 보-기둥 시험체의 횡방향 거동 평가를 통하여 사용된 보강 방법의 구조적 성능을 검증하는 것이다. 세 개의 시험체를 비보강, 탄소섬유보강, 탄소섬유와 비좌굴 가새 보강 방법을 각각 적용하여 제작하였다. 변위에 따른 최대, 최소하중은 하중-변위 관계를 분석함으로써 평가되어지며, 하중과 강성의 관계는 비교구간의 유효강성 분석에 의해 평가된다. 실험의 수행 결과, 보강을 하지 않은 시험체에 비하여 보강을 적용한 시험체는 최대허용하중과 유효강성, 철근 항복 시 재하 횡하중, 변위연성비 등에서 상대적으로 우수한 성능을 보였다.

이 논문에서는, 탄성 섬유와 점탄성 기지로 구성된 2차원의 단일방향 복합재료가 높은 제작온도로 부터 실온으로 냉각될때 섬유와 기지사이의 계면에서 발생하는 특이 열응력을 조사하고 있다. 계면을 따라 발생하는 잔류 열응력의 특성을 조사하는데 시간영역 경계요소법을 적용하였다. 수치해석 결과에 의하면, 계면응력들은 자유경계면 근처에 이르러 급속히 커지는데, 이러한 특이 잔류응력들은 자유경계면 가까이에서 국부 항복을 일으키거나 섬유와 기지의 결합분리를 야기시킬수 있다.

기존 콘크리트 구조물의 노후화 또는 지진과 같은 외부 하중에 의하여 구조물의 구조 성능이 저하되기 때문에, 기존 건물의 보수 및 보강 연구는 중요하다. 외부부착 탄소섬유 보강 공법과 같은 효율적인 보수 공법을 사용하면 경제적으로 콘크리트 구조물의 구조 성능을 높일 수 있다. 따라서 외부부착 탄소섬유를 사용한 콘크리트 부재의 실험 연구는 많이 진행되었다. 특히, 콘크리트 보를 사용한 전단 보강에 관한 연구는 탄소섬유의 양, 부착 각도, 스트립의 폭, 그리고 재료간의 상호작용에 관한 것이었다. 하지만 선행된 연구에 비하여 탄소섬유의 이 방향 레이아웃에 관한 다양한 변수 연구는 부족한 상황이다. 따라서 이 연구에서는 이 방향 레이아웃 외부부착 탄소섬유 공법을 사용하여 콘크리트 보의 전단보강 효과를 검증하였다. 이 방향 레이아웃의 보강 효과는 스터럽과의 전단 기여도, 실험체의 전단 거동과 보강 시점에 따른 최대 내력의 비교를 통하여 이루어졌다.

Recently, the demand for seismic retrofitting has risen rapidly due to the increasing risk of collapse of existing reinforced concrete columns due to the subsequent occurrence of the Gyeon-gju earthquake and the Po-hang earthquake in Korea. In the existing seismic retrofitting method, there are many seismic retrofitting methods such as steel plate reinforcement, fiber reinforcement, and cross-sectional enlargement, but there is a need for an improved method in terms of workability, economic feasibility, durability and maintenance. Therefore, seismic strengthening method of rectangular shaped RC column using rapid fastening of steel bars on the outside of the column is proposed, and the seismic evaluation of the proposed method is investigated through experiments.

Effect of confining pressure on the shear strength of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRCs) was investigated using a new shear test setup. Different confining pressures were applied and maintained to the specimens prior to shear testing. The shear strength of UHPFRCs was obviously sensitive to the confining pressure: the higher confining pressure produced higher shear strength. The confined shear strength could be expressed as a function of unconfined shear strength, confining pressure, and tensile strength.