긴급시공이 가능한 FRP 내진보강재로 보강된 기둥의 내진성능평가 실험

김진섭,권민호,서현수,임정희,김동영 한국구조물진단유지관리공학회 2013 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.17 No.6

최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진설계가 반영되지 않은 기둥의 경우 지진에 의한 횡하중을 저항하지 못하고, 취성적인 파괴가 유발되어 구조물 전체적 붕괴를 유발할 수 있다. 따라서 빠른 시간내에 보강이 가능하면서 기둥에 손상을 주지 않는 기존의 보강법과 구별되는 응급 보강법이 필요하다. 과거에는 기둥 보강법으로 단면 증설법과 강판보강법 등이 개발되어 현장에 적용되었지만, 최근에는 FRP (Fiber Reinforced Polymer)의 장점을 활용한 탄소섬유시트공법이 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 긴급시공이 가능한 체결식 FRP 내진보강재를 사용한 구조물의 내진성능보강효과를 검토하고자 하였다. 검토를 위하여 실제 구조물의 축소모델의 철근콘크리트 시험체를 제작하고 횡방향 변위하중을 가력하였다. FRP 내진보강재를 이용한 내진보강시공후 실내시험을 통하여 내진성능을 평가하였다. 그 결과 개발된 보강재의 철근콘크리트 구조물에 보강 시, 내진성능이 향상됨을 확인하였다. As increasing number of large-size earthquake, the social interest of seismic retrofitting of RC structure is growing. Especially, the RC columns that are not reflected seismic design can not resist lateral loads by the earthquake. The brittle fracture of Non-seismic designed columns lead to full collapse of the building. Thus, the emergency columns reinforcement method is needed. That have a fast construction time, do not cause damage to the column. In the past, cross-sectional expansion method, a steel plate reinforcing method is applied mainly, but in recent years, carbon fiber sheet taking advantage of FRP (Fiber Reinforced Polymer) is widely used. In this study, retrofitting effect of seismic performance of FRP seismic reinforcement, which is possible to emergency construction, was examined. Reinforced concrete specimens were constructed to experimental study. The seismic performence of specimes retrifitted with FRP seismic reinforcement were evaluated. As a result, the seismic performance of specimen reinforced with FRP seismic reinforcement has been improved.

학교건물에 있어서 비탄성해석 및 비선형 정적해석을 통한 내진성능 평가에 따른 보강 연구

이호,권영욱,김홍도,Lee, Ho,Kwon, Young-Wook,Kim, Hong-Do 한국공간구조학회 2012 한국공간구조학회지 Vol.12 No.2

본 연구는 학교 건물의 구조적 성능 평가를 통한 내진보강에 대한 연구이다. 본 연구의 목적은 학교 건물의 구조적 성능평가를 통하여 안전성과 사용성을 고려한 구조보강방안을 비교분석하고 합리적 내진 보강안을 제시하여 보다 지진에 안전한 건축물을 유지하는데 도움 이 되고자 한다. 이 목적을 위해 기존의 학교건물을 연구 대상으로 선정하여 내진성능평가를 실시하고 내진 보강안을 제시하였다. 본 연구의 방법은 기존의 철근콘크리트 학교건물을 대상으로 1차 내진 성능평가와 2차 내진 성능평가를 실시하였다. 위와 같은 방법으로 내진성능평가를 하여 그 결과를 분석하고 내진보강방안을 제시(강재댐퍼, 탄소막대보강재)하였다. 제시된 내진 보강방안을 대상 건축물에 적용하여 내진보강 전, 후의 내진성능평가를 통해 종합적인 결과를 도출 하였다. This study is about earthquake-proof reinforcement through structural function evaluation of an school building. The purpose of this study is to comparatively analyze structure reinforcement measures in consideration of safety and usability through structural function evaluation of school buididng, to offer rational measures for earthquake-proof function and to provide help in maintaining safe structures against earthquake. For this purpose, was selected for this study as an existing school building, earthquake-proof function evaluation was conducted, and measures to reinforce earthquake-proof function was offered. As for the research method, the first and the second earthquake-proof function evaluations were conducted which is an existing reinforced concrete school building. Through the abovementioned methods, earthquake-proof function evaluation were conducted, the results were analyzed and the measure to reinforce earthquake-proof function were offered(Steel damper, Carbon plate stiffeners). The offered measure to reinforce earthquake-proof function was applied to the subject structure, and comprehensive results were derived from earthquake-proof function evaluation regarding before and after earthquake-proof function reinforcement.

긴급시공이 가능한 내진보강재 개발을 위한 재료 물성 연구

김상우 ( Kim Sang-woo ),김진섭 ( Kim Jin-sup ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.2

국내의 지진으로 인한 피해가 증가되면서 비내진 구조물의 내진보강 공법 및 보강재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 긴급시공이 가능한 내진보강재 개발을 위해 기존 벨크로의 재료 물성에 관한 연구를 수행하였다. 벨크로의 후크 원단과 후크 원단을 부착하여 길이 200mm, 폭 50mm의 시편을 6개 제작하여 인장실험을 통해 발생 최대 하중 및 변위를 측정하였으며, 탄성계수를 구하였다.

벨크로 랩핑을 통한 단기둥의 성능변화 실험

권민호 ( Kwon Minho ),정영석 ( Jeong Yeongseok ),림츠홍 ( Lim Chhoung ),남광식 ( Nam Gwangsik ),허소현 ( Heo Sohyeon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1

경주지진과 포항지진 발생 이후 구조물의 내진성능에 대한 관심이 증대되고 있다. 공공시설물은 2011년부터 진행된 기존 공공시설물 내진보강 기본계획에 따라 내진율이 37.3%에서 62.3%로 크게 증가하였으나, 민간시설물은 내진율에 대한 조사 조차 진행되지 않은 실정이다. 따라서 민간의 영역에서 내진 대책 마련의 필요성이 대두되고 있으나 기존에 개발된 내진보강 공법은 대부분이 시공비가 고가인 이유로 민간에 보급되기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 철근콘크리트, 강재, 복합재료 등에 비해 저렴한 재료인 공업용 밸크로를 사용한 보강법을 고안하여 벨크로 랩핑 공법을 적용한 단기둥의 성능변화실험을 수행하여 벨크로 내진보강재의 적용성을 평가하였다. 실험결과 벨크로 랩핑공법이 연성보강에 큰 효과를 보이는 것을 확인하였다.

강재 조립형 이중보강재를 가지는 좌굴방지가새의 이력특성

신승훈(Shin, Seung-Hoon),오상훈(Oh, Sang-Hoon) 대한건축학회 2016 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.32 No.1

The conventional braced system is generally accepted as the lateral load resisting system for steel structures due to efficient story drift control and economic feasibility. But lateral stiffness of the structure decreases when buckling happens to the brace in compression, so that it results in unstable structure with unstable hysteresis behavior through strength deterioration. Buckling restrained brace(BRB) system, in which steel core is confined by mortar/concrete-filled tube, represents stable behavior in the post-yield range because the core"s buckling is restrained. So, seismic performance of BRB is much better than that of conventional braced system in point of energy absorption capacity, and it is applied the most in high seismicity regions as damper element. In this study, we examined a few of weaknesses of general-shaped BRB and improved them, so that suggested new shape of BRB. It is made up of two steel restraining elements with non-filled material and the steel core. The new shapes of BRB were tested according to AISC(2010) and evaluated seismic performances and hysteresis characteristics.

긴급시공이 가능한 FRP 복합재료 보강재로 보강된 기둥의 내진성능평가

김진섭(Jin-Sup Kim),서현수(Hyun-Su Seo),임정희(Jeong-Hee Lim),권민호(Min-Ho Kwon) 한국콘크리트학회 2014 콘크리트학회논문집 Vol.26 No.1

AFRP 쉬트와 매입형 FRP 보강재를 복합 보강한 R/C 외부 보-기둥 접합부의 내진성능 평가 및 개선

하기주(Ha, Gee-Joo),이동렬(Yi, Dong Ryul),강현욱(Kang, Hyun-Wook) 대한건축학회 2018 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.34 No.12

In this study, experimental research was carried out to evaluate the seismic performance of reinforced concrete exterior beam-column joint regions using hybrid retrofitting with AFRP sheets and embedded CFRP reinforcements in existing reinforced concrete building. Therefore it was constructed and tested three specimens retrofitting the beam-column joint regions using such retrofitting materials. Specimens, designed by retrofitting the beam-column joint regions of existing reinforced concrete structure, were showed the stable failure mode and increase of load-carrying capacity due to the effect of crack control at the times of initial loading and confinement of retrofitting materials during testing. Specimens RBCJ-SRA3 designed by the retrofitting of AFRP sheets and embedded CFRP reinforcements in reinforced exterior beam-column joint regions were increased its maximum load carrying capacity by 1.86 times and its energy dissipation capacity by 1.65 times in comparison with standard specimen RBCJ for a displacement ductility of 5.

조립식 내부 구속 중공 CFT 기둥의 내진 성능

원덕희,한택희,김승준,강영종,Won, Deok Hee,Han, Taek Hee,Kim, Seungjun,Kang, Young Jong 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.2

교량 건설에 있어서 사용 재료의 개발과 새로운 형식을 개발하는 기술이 발달하였다. 그러나 대부분의 기술 개발은 현장 타설 및 재료비 절감을 위한 공법에 치중하고 있다. 이러한 현장 타설의 경우 주변 환경 피해와 주변 민원을 야기할 뿐만 아니라 날씨에 큰 영향을 받는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 공기 단축을 위한 공법 개발이 증대되고 있는 실정이다. 이 방법이 조립식 공법이다. 대부분의 조립식 건설공법은 상부구조에 위주이며, 이에 반해서 하부구조는 매우 미미하다. 선행 연구자들은 내부 구속 중공 CFT 기둥을 이용하여 조립식 기둥을 제시하였으며, 상세 요소로 기둥 세그먼트 접합부, 기초접합부, 기둥-코핑 접합부, 조립식 코핑부가 개발되어졌다. 본 연구에서는 기존에 개발된 방법을 적용하여 조립식 ICH CFT 모델의 실험체를 제작하여 내진성능을 분석하였다. 실험체는 기둥 접합방법에 따라서 몰탈주입법과 보강재 보강법으로 2개가 제작되었으며, 실험 모델이 지진 하중을 받을 경우의 파괴 및 거동 특성을 다양한 방법으로 분석하였다. Recently, a great progress has been made in bridge construction technology through the development of high performance materials and new structural types. However, most of attention has been paid to the cast-in-place technologies and material cost saving. The cast-in-place method is always subject to some environmental damages in construction sites, which frequently causes conflicts with residents. To overcome the disadvantages, a lot of fabrication construction method was developed. Most fabrication construction methods developed up to now have been applied for superstructure of bridges. In contrast, such fabricable methods developed for substructures are extremely rare. A fabricated column using ICH CFT(Internally Confined Hollow CFT) column was developed in a series of previous researches. Included in the previous studies are design and construction methods for the precast segmental coping, the column-coping connection, the column-segment connection, column-foundation connection. In this paper, seismic performance of the fabricated ICH CFT columns was extensively investigated experimentally. Two test specimens were prepared depending on the connection methods of segments; one by mortar-grouting method and the other by reinforcement method using stiffeners.

기존 가새골조의 내진보강 방안에 관한 연구

김진구,김지웅 단국대 부설 리모델링연구소 2004 리모델링 연구소 논문집 Vol.2 No.1

The chevron braced frames designed without considering the unbalanced force induced in floor beams tend to become unstable when they are subjected to a seismic load. To enhance the seismic performance of OCBF chevron braced frames the effect the following three retrofit schemes are investigated: buckling-restrained braces, zipper columns, V-shaped cables. According to analysis results of unretrofitted model structures, collapse mechanism occurred in a certain story when they were subjected to design level seismic load. However in the retrofitted structures the plastic hinges were distributed in many stories, and the amount of plastic deforrnation was also decreased.

역 V형 가새골조의 내진보강

김지웅,김진구 대한건축학회 2003 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.23 No.2(구조계)

The chevron braced frames designed without considering the unbalanced force induced in floor beams tend to become unstable when they are subjected to a seismic load. To enhance the seismic performance of OCBF chevron braced frames the effect the following three retrofit schemes are investigated: buckling-restrained braces, zipper columns, V-shaped cables. According to analysis results of model structures collapse mechanism occurs in a certain story when they are subjected to design level seismic load. However in the retrofitted structures the plastic hinges are distributed in many stories, and the amount of plastic deformation is also decreased.