Traditional piles used for deep foundation, such as steel, concrete, and timber, are susceptible to corrosion and a reduction in structural capacity over time. This has led to the development of new materials like concrete-filled FRP piles (CFFP). CFFP is a composite pile filled with concrete and covered with a fiber-reinforced plastic (FRP) shell, providing non-corrosive reinforcement and protection to the concrete. As a result, CFFP is a highly promising candidate for implementation in various fields due to its structural advantages and necessity. Compared to traditional concrete piles, CFFP can be installed with less damage and a lower blow range due to its elastic modulus, damping ratio, and specific weight. The bearing capacity of a pile is influenced by various factors, including its stiffness, residual stress, and axial load resistance. Due to competitive pricing, glass fiber has been widely utilized, and there is a growing interest regarding carbon-fiber-reinforced concrete piles due to the excellent mechanical properties of carbon fiber. The remarkable stiffness and strength attributes of carbon fibers are evident in CFRP-confined piles, which present a notably wide range of load-bearing capacities, boasting an ultimate axial load capacity ranging from 500 to 4000 kN. Furthermore, CFFPs have been confirmed to have superior lateral load resistance compared to conventional piles, attributed to the reinforcement provided by FRP materials. Conventional piles face a challenge in that their structural characteristics deteriorate in the corrosive marine environment, with a projected lifespan of less than 20 years. In contrast, the service life of CFFPs is estimated to range from 50 to 75 years.

국내 건설현장에서 장스팬 구조물이 증가함에 따라 콘크리트와 강재를 조합한 충전형합성보의 적용이 증가하고 있 다. 충전형합성보는 경제적이며 시공성이 향상되고 콘크리트 축열효과에 따라 내화성도 우수하다. 충전형합성보 내부에 휨성능 을 향상시키기 위해 Re-bar로 보강하여 사용한다. 이는 콘크리트 균열에 의해 부식 되어 내력저하를 유발한다. CFRP Re-bar는 경량이며 내부식성이 우수하다. 그러나 임계온도가 250℃로 낮기 때문에 화재에 취약으로 적절한 내화피복재를 적용해야된다. 따라서 열전달해석을 통해 내부 CFRP Re-bar가 보강된 충전형합성보의 온도분포를 확인하였다. 온도 상승에 따른 휨내력을 산 정하여 피복두께를 제안하고자 한다. 해석결과 단면크기에 상관없이 콘크리트 피복두께 40mm와 뿜칠내화피복재 20mm를 적용 하면 표준화재에서 3시간 내화성능을 확보하는 것으로 평가되었다.

이 연구는 탄소섬유시트의 보강겹수와 보강위치에 따른 I형 PFRP 휨부재의 휨보강 효과에 대해 조사하였다. 또한, 탄소섬유시트로 보강한 PFRP 휨부재의 실험적, 이론적으로 확인하기 위해 유한요소해석을 실시하였으며, 휨실험 결과와 이론적 해석결과를 비교분석하였다. 휨실험 결과와 유한요소해석 결과는 이론적인 결과와 비교한 결과 일치하는 경향을 보였고, 휨보강 효과가 큰 탄소섬유시트 2겹을 보강한 시편에서 결과에서 오차가 가장 크게 발생하였다.

GRP관은 연성관으로 분류되며, 지중에서 지반과 함께 외부하중에 저항하는 상호거동을 한다. 또한 국내 설계기준에서는 GRP관의 설계에 대한 명확한 규정을 제시하지 못하고 있으나, AWWA M 45 및 ASTM D 2412에서는 지중매설 GRP관의 관변형에 대한 주요설계변수를 관강성, 지반반력계수, 기초각 등으로 규정하고 있다. 이 연구에서는 지중매설된 연성관의 구조적 거동을 파악하기 위하여 기존 연구에서 수행한 연구결과와 AWWA M 45에서 제시하고 있는 설계식을 이용하여, 관강성, 지 반반력계수, 기초각계수를 변수로 지반-관 상호작용 특성을 검토하였다. 검토결과 지중매설 GRP관의 구조적 거동에 가장 큰 영향을 미치는 설계변수는 지반반력계수이고, 기초각은 180°로 시공하여야 하며, 특히 대구경관에서는 지반의 영향이 더욱 중요한 것으로 나타났다. 따라서 GRP의 안전성을 확보하기 위해서는 시공과정에서 되메움토에 대한 다짐도, 상대밀도, 흙의 종류에 대한 세부적인 규정과 관리가 필요하며, 특히, 헌치부에 대한 시공관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

전 세계적으로 건설폐기물에 의한 환경문제에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 건설재료들에 대한 재활용방안 에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. GFRP는 최근 구조물의 보강에 많이 사용되는 건설 재료이다. 본 연구에는 GFRP를 분쇄하 여 만든 재활용 GFRP파우더(RGP)의 잔골재 대체 가능성을 검토하고자 하였다. RGP는 GFRP의 제작 시 발생되는 GFRP 잉여물을 분쇄하여 사용하였다. RGP의 잔골재 치환율을 20%, 40% 60% 80%로 설정하였다. RGP가 혼합된 시멘트 모르타르의 재료 성능을 검토하기 위하여 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨 강도를 측정하였다. 실험결과, RGP의 혼입으로 시멘트 모르타르의 기초물성이 증가하는 경향이 나타났다. 본 연구결과는 장기적으로 GFRP의 건설재료로의 재활용을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

선체구조의 품질검사 중 가장 일반적인 방법의 하나는 비파괴검사이다. 하지만 복합소재 선체는 강화재와 수지로 구성된 여러가지 재료가 섞여 있고 또 생산환경과 작업자에 따라 FRP(Fiber-Reinforced Plastics) 제작품질에 차이가 발생할 가능성이 크기 때문에 정확한 검사평가는 쉽지 않은 일이다. 특히 FRP 선박의 경우에는 다른 구조물보다 두께가 매우 두껍고 주로 수척층 공법을 이용하기 때문에 더욱 그렇다. 초음파 탐상의 조건 중 검사체의 밀도가 매우 중요하기 때문에 본 연구에서는 FRP 선박 제작에 널리 사용되고 있는 소재와 유리섬유강화재 중량 비율로 제작된 선박의 외판을 검사체로 선정하고, Pulse-Echo 초음파 탐상기를 활용하여 GFRP(Glass Fiber-Reinforced Plastics) 선체 외판의 초음파 탐상을 위한 적정 조건을 조사하였다. 1.00 MHz, 2.25 MHz, 5.00 MHz 세 종류 탐촉자로 A-Scan 을 실시하였으며 선체 외판의 두께 검사결과와 비교분석함으로써 적정 초음파 탐상 조건을 찾고자 하였다. 연구결과 탐촉자의 초음파 주파수가 높아질수록 수신자의 반사파 음향 속력을 감소시켜야 더 정도 높은 두께 측정 결과를 얻을 수 있었으며, 상대적으로 낮은 초음파 주파수 탐촉자에서 더 적은 오차가 발생함을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 풍하중에 노출된 강재 및 CFRP로 구성된 비닐하우스에 대한 확률론적 성능비교를 하였다. 풍하중에 대한 취약성은 강풍에 노출된 온실의 파괴확률을 추정하기 위해 사용되었으며 단동 비닐하우스의 유한요소 모델링은 한국농촌 경제연구원에서 발간한 설계도를 적용하였다. 해석결과를 구조물의 한계상태와 비교함으로써 비닐하우스의 파괴상태를 결정할 수 있다. 기본적으로 몬테카를로 시뮬레이션은 풍속에 따른 파괴확률을 도출하기 위해 가상의 풍하중에 대하여 적용하지만 본 논문에서는 전체에 대한 수직 및 수평 변형한계상태를 고려하였다. 그 결과, 강재 비닐하우스가 가장 높은 성능을 보였으며 수평 변형 한계상태가 하중조건에 대한 단동비닐하우스의 파괴원인임을 확인하였다.

A pultruded fiber reinforced polymer plastic (PFRP) structural member consisted of plate elements, which is commonly used as construction member, may be considered as an orthotropic material due to its unique manufacturing process. It has different mechanical properties with respect to the longitudinal and transverse directions. This orthotropic nature of PFRP material needs to be considered in the analysis of buckling behavior. In this paper, a simplified buckling analysis for PFRP plate using geometric mean of the longitudinal and transverse mechanical properties is performed. The comparison between exact buckling analysis and simplified buckling analysis is conducted. Each analysis is performed by the Levy method and the finite element method (FEM), respectively.

CFRP composites have high specific strength, specific stiffness, long fatigue life, light weight environmental safety characteristics. In this study, the mechanical properties are investigated through the compressive simulation analysis on the carbon fiber reinforced plastic sandwich. The experiment is carried out with the same condition as the analysis to verify the analysis result. One sandwich plate is composed with four layers. From the upper, this plate has the first, second, third and fourth layers due to the arrangement of angle direction. A plate has the symbol of [0/30/30/0] as the first, second, third and fourth layers due to the angle directions of 0°, 30°, 30° and 0°. There are the plates of [0/30/30/0], [0/60/60/0] and [0/90/90/0] in this study. The maximum compressive load becomes 53.139kN during the compression time of 12 sec in case of the plate of [0/30/30/0]. The maximum compressive load becomes 61.826kN during the compression time of 12 sec in case of the plate of [0/60/60/0]. The maximum compressive load becomes 53.002kN during the compression time of 12 sec in case of the plate of [0/90/90/0]. So, the plate of [0/60/60/0] endures the most load among three plates. The result of this study can be applied practically through the validation of experimental data on the simulation data. In this study, the mechanical characteristics are examined systematically through the impact analysis on the composite material of the carbon fiber reinforced plastic with aluminum foam by using the impact absorption due to CFRP plate.

기계의 무게를 대폭 줄이는 것을 목적으로 복합재료에 대해서 많은 연구를 진행하고 있다. 본 연구에서 탄소 섬유 강화 플라스틱과 알루미늄 폼으로 조합해서 만든 샌드위치에 대해서 압축 시뮬레이션 해석을 하였다. 또한 탄소 섬유 강화 플라스틱의 섬유의 배열방식은 [0/90/90/0]이다. 시뮬레이션 해석 방법은 ANSYS를 이용하여 실제와 같은 경계조건을 주고 유한요소해석을 진행하였다. 시편을 압축하는 동안에 탄소 섬유 강화 플라스틱과 알루미늄 폼이 그 접착력보다 크게 발생되어 떨어지는 형상이 일어났다. 또한 2438.3MPa의 최대 등가응력이 발생된 것을 확인하였다. 본 연구에서 나온 해석결과는 안전설계 및 복합재료의 개발에 필요한 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

Recently, methods that usea carbon-based filler, a conductive nanomaterial, have been investigated to develop composite fillers containing dielectric materials. In this study, we added geometric changes to a carbon fiber, a typical carbon-based filler material, by differentiating the orientation angle and the number of plies of the fiber. We also studied the electrical and electromagnetic shield characteristics. Based on the orientation angle of 0˚, the orientation angle of the carbon fiber was changed between 0, 15, 30, 45, and 90˚, and 2, 4, and 6 plies were stacked for each orientation angle. The maximum effect was found when the orientation angle was 90˚, which was perpendicular to the electromagnetic wave flow, as compared to 0˚, in which case the electrical resistance was small. Therefore, it is verified that the orientation angle has more of an effect on the electromagnetic interference shield performance than the number of plies.

In this study, carbon fiber reinforced plastic and aluminum foam used in impact absorber are assembled and modelled. These models are investigated by impact simulation and verified by experimental data. Impact energies of 30 J, 60 J and 100 J are applied on these specimens by striker. For example the experiment for impact energy of 30 J is done and verified by referring to analysis result. As the structural safeties of these assembled composite materials can be anticipated through this study result, these simulation analysis results can be applied into real field.

An orthotropic plastic constitutive model for fiber-reinforced composite material, is developed, which is simple and efficient to be implemented into computer program for a predictive analysis procedure of composite laminates. An orthotropic initial yield criterion, as well as work-hardening model and subsequent yield surface are established that includes the effects of different yield strengths in each material direction, and between tension and compression. The current model is implemented into a computer code, which is Predictive Analysis for Composite Structures (PACS). The accuracy and efficiency of the anisotropic plastic constitutive model and the computer program PACS are verified by solving a number of various fiber-reinforced composite laminates. The comparisons of the numerical results to the experimental and other numerical results available in the literature indicate the validity and efficiency of the developed model.

본 논문에서는 탄소 섬유 강화 플라스틱 샌드위치 복합재료의 시뮬레이션 해석을 통해 기계적 충격특 성에 대해 연구를 하였다. 스트라이커에 30 J, 60 J, 100 J의 충격에너지를 부여하여 고정 된 시험편에 충격을 가했다. 시뮬레이션 해석 방법은 ANSYS를 이용하여 실제와 같은 경계조건을 주며 유한요소해 석을 진행하였다. 그 결과는 100J의 충격에 에너지를 가해졌을 때 스트라이커가 시험편을 완전히 관통하는 모습이 보이고 충격에너지 30J과 60J일 때는 스트라이커가 시험편을 관통하지 않았다. 본 연구의 결과로 탄소 섬유 강화 플라스틱과 알루미늄 폼으로 조립한 복합재료의 구조적 안전성을 예측과 구조적 안전성이 높이는 사료가 된다.

For the artistic column used by Glass Fiber Reinforced Plastic(GFRP), the connection of steel with GFRP were needed. Due to the fabricating characteristics of hand laminating, GFRP surfaces had to be connected. Because there were no existed data of these connection, experimental study has to be followed so that the structural strength and buckling mode could be investigated. In this paper, therefore, the axial tests of steel with GFRP were performed. The connection of GFRP's surfaces could be also tested as well. As a result, it could be figured out that the strength of these connections were determined by the adhesive strength.

In order to evaluate the fundamental properties of sewerage pipes for ductile properties and allowable deflection ratios, A field tests were conducted on the glass fiber reinforced plastic pipe. Also, Allowable deformation test was carried out to determine the soil-pipe relationship and earth pressure due to the loading of dump truck.