FRP로 보강된 원형 CFT기둥의 구속효과를 고려한 압축내력설계식 제안

박재우(Park Jai-Woo),최성모(Choi Sung-Mo) 대한건축학회 2010 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.26 No.7

The purpose of this study is to propose the axial load capacity design formula for circular CFT column reinforced by FRP. To propose the equation, 11 specimens' results obtained from Xiao and Park's tests were used in this study. Steel tube and FRP confined concrete strengths were obtained from the Mander equation used in ACI committee 440. The confinement effectiveness coefficient for FRP confined circular CFT column are proposed and confined concrete strengths are also obtained by using the coefficient. Finally, from the obtained concrete strengths, the axial load capacity design formula for FRP reinforced circular CFT columns is proposed and the design equation results are in good agreement with the test results.

탄소섬유쉬트로 보강된 원형CFT기둥의 압축거동과 ACI 440 code를 응용한 압축내력예측식 제안

박재우,홍영균,최성모,Park, Jai-Woo,Hong, Young-Kyun,Choi, Sung-Mo 한국복합신소재구조학회 2011 복합신소재구조학회논문집 Vol.2 No.1

본 연구에서는 CFRP쉬트로 보강된 원형 CFT기둥의 압축거동을 관찰하고 설계식을 제안하였다. 원형 CFT기둥의 CFRP쉬트의 보강효과를 관찰하기 위해 10개의 실험체를 제작하여 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수로는 CFRP쉬트 보강겹수와 직경-두께비(D/t)이다. 실험결과 원형CFT기둥에 CFRP쉬트 보강을 통해 압축내력을 증가시킨 것으로 나타났다. 끝으로 ACI 440code를 응용하여 CFRP 보강된 원형 CFT기둥의 압축내력을 예측하기 위한 설계식을 제안한다. 제안식을 분석한 결과 실험결과와 비교적 일치한 것으로 나타났다. This study investigates the axial behavior of CFRP strengthened circular CFT columns and proposes the design formula of CFRP strengthened circular CFT columns. 10 specimens were prepared and axial loading test were conducted to investigate the retrofitting effects of CFRP composites on CFT columns. The main parameters are the number of FRP sheets and D/t ratio. Test results showed that the CFRP retrofitting enhanced the load bearing capacity of the circular CFT columns. Finally, A ACI 440 code applied ultimate axial strength formula is proposed to predict the ultimate strength of CFRP strengthened circular CFT columns. The proposed formula are good agreement with the test results.

탄소섬유쉬트(CFRP Sheets)로 보강된 세장한 각형강관기둥의 중심축하중실험

박재우,최선규,최성모,송동엽,유정한,Park, Jai Woo,Choi, Sun Kyu,Choi, Sung Mo,Song, Dong Yub,Yoo, Jung Han 한국강구조학회 2012 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.24 No.6

본 연구에서는 세장판으로 구성된 중공강관(SHS)기둥에 CFRP쉬트로 보강하여 중심축하중 실험을 수행하였다. 총 6개의 실험체를 제작하였으며, 실험변수는 판폭두께비, 보강유무이다. 실험결과 사각단면의 두면은 안쪽으로 국부좌굴이 발생하였으며, 나머지 두 면은 바깥쪽으로 국부좌굴이 발생하였다. CFRP쉬트의 보강을 통해 최대 33%의 내력상승효과를 얻었으며, 초기강성과 연성능력을 비교하였다. 끝으로, 압축극한 내력을 산정식을 제안하여 실험값과 비교하였다. This paper presents the experimental results of axially loaded stub columns of slender steel hollow square section(SHS) strengthened with carbon fiber reinforced polymers(CFRP) sheets. 6 specimens were fabricated and the main parameters were: width-thickness ratio(b/t) and CFRP retrofitting. From the tests, it was observed that two sides would typically buckle outward and the other two sides would buckle inward. A maximum increase of 33% was achieved in axial-load capacity. Also, stiffness and ductility index(DI) were compared between unretrofitted specimens and retrofitted specimens. In the last section, a prediction formula of the ultimate strength developed using the experimental results is presented.

축력과 반복수평력을 받는 TR-CFT기둥에 관한 실험적 연구

박재우,김진호,홍영균,홍기섭,Park, Jai Woo,Kim, Jin Ho,Hong, Young Kyun,Hong, Gi Soup 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.4

CFT (Concrete filled steel tube) column has become popular for building construction due to not only its composite effect but also economic effect. However, the conventional CFT column also has its own disadvantages having plastic buckling at the end of column followed by the reduction of strength by yielding of steel tube. An experiment on TR-CFT (Transversely reinforced CFT) column are conducted for making up for conventional CFT column's disadvantages. The experiment parameters are strength of concrete, the layer numbers of carbon fiber sheet. In this study, hysteretic curve, initial stiffness, strength, plastic deformation capacity, and dissipated energy are compared and analyzed between CFT and TR-CFT columns. CFT(Concrete filled steel tube)기둥은 콘크리트와 강관의 이질적인 성질을 상호보완 할 수 있는 구조체 일뿐만 아니라 시공적인 측면에서도 공기단축으로 인한 공사원가 절감으로 인해 최근 널리 사용되고 있다. 그러나 기존CFT기둥은 강관의 항복이후 일정지점의 국부좌굴을 생기는 단점을 지니고 있다. 이를 개선하고자 본 연구에서는 예상국부좌굴위치에 탄소섬유쉬트로 보강을 한 TR(Tranversely reinforced) -CFT기둥에 대해 실험을 수행하였다. 실험변수는 콘크리트강도와 탄소섬유쉬트보강량이며 CFT실험체와 TR-CFT실험체의 이력곡선, 초기강성, 내력, 소성변형능력, 흡수에너지를 각각 비교분석하였다.

강구조물의 FRP 보강연구의 사례 고찰

박재우,최성모,Park, Jai-Woo,Choi, Sung-Mo 한국복합신소재구조학회 2015 복합신소재학회논문집 Vol.6 No.1

탄소섬유쉬트(CFRP Sheets)로 보강된 각형강관(HSS)기둥의 유한요소해석 연구

박재우,유정한,Park, Jai Woo,Yoo, Jung Han 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.3

본 연구에서는 탄소섬유쉬트로 보강된 각형강관 기둥의 유한요소 해석결과를 소개하고 있다. 실험체 개수는 총 6개이며, 각형강관에 대해서는 비조밀 단면 단주, 세장판 단면 단주, 비조밀 단면 장주로 구성되어 있다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수이다. AFRP 스트립과 강재사이의 부착거동과 부착응력-슬립관계를 규명하였다. 총 6개의 실험체에 대하여 ANSYS V.14.0을 사용하여 유한요소해석을 수행하였으며, 파괴모드, 하중-변위곡선, 최대내력, 초기강성에 대해 실험결과와 비교하였다. 끝으로, AISC cold-formed steel structures 기준에 근거하여 세장비에 따른 좌굴응력값을 산정하였으며, 각 단면타입에 대한 좌굴응력값 및 보강효과를 비교하였다. This paper presents the finite element method results for HSS(Hollow Square Section) steel columns strengthened with Carbon Fiber Reinforced Polymer Plastic(CFRP) sheets. 6 specimens were fabricated and the specimen groups were non-compact short columns, slender short columns, and non-compact long columns. Test parameter was the number of CFRP ply. The finite element analysis was performed by using ANSYS Workbench V.14.0 and the results of FEM were compared with those of Test for failure mode, load-displacement curve, maximum load, and initial stiffness. The comparisons between experimental observations and computed results show that the analyses provided good correlation to actual behavior. Finally, the buckling stress were calculated according to the AISC cold-formed structure provision and the retrofitting effect were verified for each section type.

한국형 녹색도로인증시스템 평가요소 개발 - 고속도로 및 국도 건설단계 중심 -

박재우,이두헌,구재동,노관섭,Park, Jae-Woo,Lee, Du-Heon,Koo, Jai-Dong,Noh, Kwan-Sub 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.6

최근 국가정책 아젠다인 '저탄소 녹색성장'은 국가의 중요한 비젼으로 전정부차원의 노력이 이루어지고 있다. 정부는 2020년까지 세계 7대, 2050년까지 세계 5대 녹색강국으로 진입을 목표로 하고 있다. 이러한 목표를 실현시키기 위해 효율적 온실가스 감축 및 녹색국토, 교통의 조성이 중요한 시책으로 추진되고 있다. 건설산업 부문도 예외가 아니어서 에너지 및 온실가스 배출저감을 위한 정책 및 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 해외 선진국의 경우 가장 광범위한 대상인 도로시설물에 대한 녹색도 측정을 위한 연구가 수행되었으며 그것을 기반으로 녹색도로인증제가 적용되고 있다. 본 논문은 선진국 제도 및 사례를 벤치마킹하고 국내 도로부문에 있어 적용성을 검증하여 녹색도로인증제도의 성공적인 국내 도입에 일조 하고자 한다. Recent national policy agenda of 'Low-Carbon Green Growth' has been implemented as the important vision of the country. The government has set a target of entering the seven major world powers of Green Nation at 2020, and five major world powers at 2050. In order to achieve the goal, the reduction of greenhouse gases and the composition of green land and transportation has been promoted as an important policy. In a construction industry sector, policies and technologies for reducing greenhouse gas emissions and energy have been actively developed. In the case of developed countries, research for green road infrastructure has been conducted, which is the basis for certification system of green highway. This paper benchmarks the policies and cases of developed countries, verifies the applicability in the domestic road sector, and suggests the introduction of the certification system of green highway.

탄소섬유쉬트로 구속된 콘크리트충전 각형강관기둥의 단조압축실험

박재우,홍영균,홍기섭,이성희,최성모,Park, Jai Woo,Hong, Young Kyun,Hong, Gi Soup,Choi, Sung Mo,Lee, Seoung Hee 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.3

This paper presents the experimental results of an experiment on the current rectangular CFT columns and rectangular CFT columns additionally confined by carbon fiber sheets(CFS) under axial loading. The main experimental parameters were the layer numbers of the CFS and the depth-to-thickness ratio. Nine specimens were prepared according to the experimental parameter plans, and axial compression tests were conducted. From the tests, the failure procedure, the load-axial deformation curve, the maximum axial strength, and the deformation capacity of the CFT columns and the confined CFT columns were compared. Finally, it was seen that the maximum axial strengths of the CFT increased more significantly than that of the current CFT columns because of delayed local buckling. 본 연구에서는 기존 각형 CFT기둥 실험체와 탄소섬유쉬트로 추가구속된 각형 CFT기둥 실험체의 단조압축거동 및 압축내력평가에 관한 실험을 수행하였다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수와 폭-두께비이며, 실험변수에 따라 총 9개의 실험체를 제작하여 단조압축실험을 수행하였다. 실험을 통하여 기존 CFT 실험체와 탄소섬유쉬트로 구속된 CFT 실험체의 파괴거동, 하중-축변위 곡선, 최대내력, 변형성능을 비교한다. 끝으로 탄소섬유쉬트의 추가구속은 기둥의 국부좌굴을 지연시켰으며 이로 인해 실험체의 최대내력이 상승한 것으로 나타났다.

탄소섬유쉬트로 보강된 콘크리트충전 원형강관기둥의 연성능력

박재우,홍영균,최성모,Park, Jai-Woo,Hong, Young-Kyun,Choi, Sung-Mo 한국강구조학회 2010 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.22 No.2

This paper presents the experiment results for a CFT column confined by carbon fiber sheets(CFSs) under an axial load. Nine specimens were constructed and axial compression tests were conducted. The main experiment parameters were diameter-thickness ratio(D/t), reinforcing CFSa, and the attachment of a cushion gap between surface of steel tube and CFSs. The load-displacement curves of the specimens were obtained from the compression tests. Finally, it was concluded that the CFT column with a gap had grater ductility capacity improvement that the CFT column confined by CFSs. 본 연구에서는 탄소섬유쉬트로 추가구속된 각형 CFT기둥 실험체의 단조압축실험을 수행하였고 이를 토대로 실험체의 연성능력을 평가하였다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수와 폭-두께비, 갭부착유무이며 실험변수에 따라 총 9개의 실험체를 제작하여 단조압축실험을 수행하였다. 실험을 통하여 각 실험체의 파괴거동, 하중-축변위 곡선, 최대내력, 변형성능을 비교한다. 탄소섬유쉬트의 추가구속은 기둥의 국부좌굴을 지연시켰으며 갭의 부착으로 탄소섬유쉬트의 구속분담시점을 지연시켜 연성능력은 상승한 것으로 나타났다.

강구조물의 복합소재를 활용한 보수보강

박재우,유정한,최성모,Park, Jai Woo,Ryu, Jung Han,Choi, Sung Mo 한국복합신소재구조학회 2013 복합신소재학회논문집 Vol.4 No.3