본 연구는 철근 부식 문제의 대안으로 주목받는 섬유보강폴리머(FRP) 보강 콘크리트 구조물의 성능을 통합적으로 평가하고 최적 설계 기준을 제시하기 위해 메타분석을 수행하였다. 부착, 휨, 압축 성능을 다룬 선행 연구 6편에서 도출된 355개의 정량적 데이 터 셋을 종합하여, 개별 연구에서는 파악하기 어려운 설계 변수 간의 상호작용과 성능의 임계 조건을 규명하였다. 분석 결과, 특정 조건에서 FRP 보강 부재의 성능이 오히려 철근콘크리트(RC)보다 저하되는 ‘성능 전이 현상’을 최초로 정량화하였다. 휨 부재에서는 보강비(ρ)에 따라 요구되는 최소 탄성계수(      )를, 압축 부재에서는 RC 대비 성능 우위를 확보하기 위한 임계 보강비 (  )와 최소 콘크리트 강도(  40MPa)를 제시했다. 또한, 기둥의 취성파괴 위험을 설계 초기 단계에서 정량적으로 평가할 수 있는 ‘취성파괴 위험지수(BFRI)’를 개발하여 안전성 검증을 위한 새로운 척도를 제안했다. 본 연구의 성과는 기존의 정성적 지침을 넘어, 실무 설계자가 FRP의 성능을 극대화하고 취성파괴 위험을 체계적으로 관리할 수 있는 정량적 설계 프레임워크를 제공한다는 점에서 중요한 의의를 가진다.

Steel, concrete and their combination materials are the most 6commonly used materials for civil engineering structural systems such as buildings, bridge structures and other structures. Recently, however, fiber reinforced polymer (FRP) composites, a relatively new composite material made of fibers and polymer resins, have been gradually used in structural systems as an alternative structural material. This paper describes a comparison of design strength equations for steel column and FRP composite column based on design philosophies. The safety factors used in allowable stress design (ASD) are relatively higher in FRP structural design than steel structural design. Column critical stress equations of FRP composites column from an experimental study can be represented by Euler elastic buckling equation at the long-range of slenderness, and an exponential form at the short-range of slenderness as defined in Load and Resistance Factor Design (LRFD) of steel column. The column strength of steel and FRP composite columns in large slenderness is independent of material strength, this result verified the elastic buckling equation as derived by Eq. (15) and Eq. (5).