하이브리드 GFRP-강재 심재를 갖는 복합샌드위치 교량바닥판의 정적거동에 관한 실험 연구

지효선 ( Hyo Seon Ji ) , 천경식 ( Kyung Sik Chun ) , 박대용 ( Dae Yong Park ) , 손병직 ( Byung Jik Son )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제3호, 12~17페이지(총6페이지)

본 논문은 노후교량바닥판 대체용으로서 하이브리드 GFRP-강재 바닥판의 휨거동을 구조적 거동특성을 기술하고 있다. 하이브리드 GFRP-강재 바닥판의 구조적 특성을 조사하기 위해 정적하중의 실험적 연구를 수행하였다. 하이브리드 바닥판의 파괴모드는 초기항복을 지나서 연성거동을 나타내었다. 결과는 유한요소프로그램 ANSYS의 값과 비교하였다. 제안된 하이브리드 바닥판이 교량적용에 유용함을 확인하였다. 하이브리드 바닥판의 두께는 유사한 휨강성을 갖는 완전복합신소재 바닥판께와 비교하였을 때 감소될 수 있었다.

TAG hybrid GFRP deck, structural characteristics, failure mode, ANSYS

GRP 연성관의 관강성 예측

이영근 ( Young Geun Lee ) , 김선희 ( Sun Hee Kim ) , 박준석 ( Joon Seok Park ) , 윤순종 ( Soon Jong Yoon )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제3호, 18~24페이지(총7페이지)

이 연구에서 GRP 관의 하중-처짐 거동을 조사, 보고하였다. 지중매성 GRP관은 높은 내화학성, 높은 부식저항성, 경량성, 관표면의 매끄러움, 지반-관의 상호작용 고려에 따른 경제성 등의 탁원한 역학적, 물리적 특성들로 인해 건설현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 지중에 매설되는 연성관을 설계하기 위해서는 ASTM D 2412 (2010)에 따라야 한다. ASTM D 2412 (2010)에 따라 설계할 경우, 관의 원강성 (PS)을 편평시험에 따라 먼저 결정해야 하는데, 이 시험이 귀찮고 노동력을 필요로 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 UTM에 설치된 형태의 GRP관의 하중-처짐 거동을 유한요소법에 따라 모사하였으며, 유한요소법에 의한 모사에는 재료의 탄성계수와 단면의 기하학적 치수 등 기초적인 자료를 사용하였다. 이와 같은 연구로부터,...

TAG Flexible pipe, 연성관, GRP, 유리섬유강화복합관, Pipe deflection, 원강성, Finite element analysis, 유한요소해석

복합적층판 해석시 종방향 모멘트 무시효과

한봉구 ( Bong Koo Han ) , 백종남 ( Jong Nam Baek )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제3호, 25~29페이지(총5페이지)

몇 가지 섬유 배향각을 가진 적층판은 층수가 증가하면 D16, B16, D26 및 B26 강성이 감소하게 되어 특별직교이방성 판처럼 거동함을 밝히고, 간단한 공식들을 개발하여 발표한 바 있다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정식에 대한 종방항 모멘트항(Mx)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에는 이러한 문제들에 대한 연구결과를 제시하였다.

TAG effect of neglecting the Longitudinal moment terms, 종방향모멘트 무시효과, aspect ratio, 형상비, finite difference method, 유한차분법, natural frequencies, 고유진동수

신형상 층고절감형 합성보의 최적단면 도출에 관한 연구

윤명호 ( Myung Ho Yoon ) , 이윤희 ( Yoon Hee Lee )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제3호, 30~35페이지(총6페이지)

본 연구에서는 신형상 층고절감형 합성보에 대한 최적단면을 도출하기 위해 단면성능 계산 프로그램을 개발하여 단면성능에 대해 비교 분석을 하였다. 신형상 합성보는 상부 플랜지 하부에 바닥시스템이 위치하여 전통적인 공법에 비해 층고절감의 효과와 최적단면으로 설계시 공기의 단축과 비용의 절감은 물론 물량의 감소를 기대 할 수 있다. 그러나 단면은 기존 H형강 보와 달리 상하 비대칭으로 중립축의 위치가 중앙에 위치하지 않기 때문에 상하연단에 대한 단면계수가 같지 않게 된다. 이에 따른 상하플랜지 판요소의 두께비에 따른 매개 변수적 분석이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 단면의 상부 플랜지 두께에 대한 하부 플랜지 두께의 비에 따른 중립축위치, 단면계수의 변화추이를 분석하여 최적단면을 도출하는데 주목적을 두었다.

TAG Story Height Saving Type, 층고절감형, Steel-concrete Composite Beam, 합성보, Optimum Section, 최적단면

콘크리트 휨부재 보강용 FRP의 부착성능 평가를 위한 실험방법 연구

우투이나디아 ( Nadia Utui ) , 김희선 ( Hee Sun Kim )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제3호, 36~41페이지(총6페이지)

본 연구에서는 한국산업표준에서 제시하는 콘크리트 강도 시험용 공시체를 이용하여 콘크리트 보강용 FRP의 부착성능을 평가하기 위한 실험방법을 제안하고 이에 따라 FRP의 부착성능을 평가해 보도록 한다. 따라서 탄소섬유와 유리섬유로 이루어진 FRP를 두 겹으로 보강하여 양생한 철근 콘크리트 보에서 보강재의 탈락이 유도될 수 있도록 실험체를 설계하고, 3점 재하 시 적절한 파괴형상 및 부착강도가 나타나는 지를 실험을 통해 관찰하였다. 실험결과, 보강재의 탈락으로 인한 파괴가 유도되었으므로, 본 연구에서 제안된 실험방법을 통하여 크기가 작은 일반강도 콘크리트 실험체에서 FRP의 부착강도를 평가할 수 있는 것으로 사료된다.

TAG hybrid FRP, debonding test, FRP retrofitting, debonding strength

복합적층판의 고유진동수에 대한 하중 크기의 영향

한봉구 ( Bong Koo Han ) , 석주원 ( Ju Won Suck )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제3호, 42~47페이지(총6페이지)

임의의 단면과 지점을 갖고 임의의 하중을 받는 보나 탑의 진동해석 방법이 발표된 바가 있다. 이러한 진동해석을 위하여 처짐의 영향을 고려한 다양한 방법이 검토되었다. 본 연구에서 얻은 결과를 보 이론과 비교하였다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 유한차분법을 사용하였다. 고유진동수에 대한 D22 탄성계수의 영향을 철저히 검토하였다. 본 논문에서는 구조부재의 고유진동수와 적용 하중의 크기에 대한 관련성을 연구하였으며 그 결과를 제시하였다. 본 논문에서는 특별직교이방성 판이론 이용하여 강교량과 철근콘크리트 슬래브 교량에 적용하여 을 해석하였으며 그 결과를 제시하였다.

TAG specially orthotropic plate theory, 특별직교이방성 판이론, influence of Loading sizes, 하중크기의 영향, natural frequencies, 고유진동수, finite difference method, 유한차분법

하이브리드 FRP로 보강된 콘크리트 보의 거동 예측을 위한 해석연구

우투이나디아 ( Utui Nadia ) , 김희선 ( Hee Sun Kim )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제2호, 1~6페이지(총6페이지)

본 연구는 하이브리드 FRP로 보강된 철근 콘크리트 보의 구조거동 예측을 목표로 구조해석을 수행하여 기존에 발표된 실험 연구 데이터와 비교하였다. 보다 정확한 구조해석을 위하여 현존하는 다양한 부착강도 모델을 검토한 후, 이 중 콘크리트 피복분리를 예측하는 Teng and Yao model과 FRP 탈락 현상을 예측할 수 있는 Smith and Teng model을 유한요소 해석 모델에 포함시켰다. 비선형 재료 및 형상 역시 구조해석 모델에 포함되었으며 이렇게 해석된 결과는 실험결과와 비교하여 유사한 경향을 나타냈다. 그러나 다양한 하이브리드 FRP로 보강한 철근 콘크리트 보의 파괴모드를 보다 정확하게 예측하기 위하여 현존하는 수치식의 수정 및 도입이 필요하다.

TAG hybrid FRP, failure strength model, concrete separation, debonding

슬립앵커를 이용한 강-콘크리트 합성 거동 연구

원덕희 ( Deok Hee Won ) , 한택희 ( Taek Hee Han ) , 김승준 ( Seung Jun Kim ) , 한승룡 ( Seung Ryong Han ) , 강영종 ( Young Jong Kang )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제2호, 7~12페이지(총6페이지)

현재 강재와 콘크리트를 합성화 시키는 방법으로 대표적인 것이 스터드를 이용하는 것이다. 그러나 이 방법을 강합성 기둥에 적용할 경우에 용접량이 많아져 이로 인하여 강재의 성능이 변하여 국부좌굴로 유도될 가능성이 매우 크다. 외부가 구속된 CFT 부재나 내부 구속 중공 CFT 부재 그리고 내부가 강관으로 내부 구속 중공 RC 부재에 적용할 경우에 합성 거더에 비하여 강재와 콘크리트가 분리되려는 인발력 대신 슬립에 의한 분리현상이 더 크게 발생한다. 이렇기 때문에 스터드의 높이 보다는 콘크리트와 강재가 합성되는 면적을 넓혀주는 것이 더 필요하다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 일정부분 강관에 용접을 하여 부착을 하고 ㄷ자 형으로 제작된 슬립앵커의 철근이 콘크리트 속에 삽입되어 강재와 콘크리트의 일체 거동성을 높였다. 이러한 방법의 경우에는 곡률을 가진 ...

TAG Slip Anchor, 슬립 앵커, Adhesive force, 부착력, steel, 강재, concrete, 콘크리트

접착제를 사용한 CFRP와 강재 이음부의 강도 해석

박대용 ( Dae Yong Park ) , 이상열 ( Sang Youl Lee ) , 장석윤 ( Suk Yoon Chang )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제2호, 13~19페이지(총7페이지)

본 연구에서는 강재가 맞대기 이음으로 연결될 경우 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 쉬트(sheet)를 맞대기 이 음부에 접착할 경우 강재 및 CFRP 쉬트에 발생하는 응력을 해석하였다. CFRP 쉬트로 보강한 경우 접착제의 두께, 강재와의 접착 길이, CFRP 강도 변화를 매개변수로 사용하여 이 매개변수에 변화에 따른 이음부의 응력분포를 분석하였다. 또한 CFRP를 여러 층으로 접착할 경우 각 층의 강도를 다르게 변화시켜 맞대기 이음부에 유리한 응력분포를 나타내는 CFRP의 강도를 제시하였다. 본 연구를 위해 빠른 수렴성을 가지며 왜곡된 요소형상에서도 정확한 응력결과를 보이는 강화변형률장(Enhanced Assumed Strain Field)을 사용한 평면변형률 유한요소에 ...

TAG Butt joint, 맞대기 이음부, Enhanced Assumed Strain, 강화변형률장, CFRP

복합적층판 이론에 의한 2차원 콘크리트 슬래브 철도교량의 정확하고 간단한 해석

한봉구 ( Bong Koo Han ) , 방배산 ( Bae San Bang )  한국복합신소재구조학회, 복합신소재구조학회지 [2011] 제2권 제2호, 20~25페이지(총6페이지)

본 논문에서는 2차원 콘크리트 슬래브 철도교량을 특별직교이방성 복합적층판 이론으로 해석하였다. 슬래브의 해석에 있어 단면의 기하학적, 물리적 특성이 중립면에서 휨-연계강성 B(ij) = 0 이고, D16 = D26 = 0임을 고려하였다. 교량상판은 특별직교이방성 판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면 혹은 불규칙한 단면을 갖는 시스템은 해석적 해를 구하기가 매우 어렵다. 이러한 문제에 대한 해석을 위해서 유한차분법이 이용되었다. 본 논문에서는 보 이론과 유한차분법이 해석을 위해 사용되었다.

TAG specially orthotropic, 특별직교이방성, beam theory, 보이론, finite difference method, 유한차분법

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