간행물

한국복합신소재구조학회> 복합신소재구조학회논문집

복합신소재구조학회논문집 update

Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures

  • : 한국복합신소재구조학회
  • : 공학분야  >  기타(공학)
  • : KCI등재
  • :
  • : 연속간행물
  • : 격월
  • : 2093-5145
  • : 2288-0232
  • :

수록정보
수록범위 : 3권2호(2012)~12권5호(2021) |수록논문 수 : 370
복합신소재구조학회논문집
12권5호(2021년 10월) 수록논문
최근 권호 논문
| | | |

KCI등재

1형상기억합금으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 해석모델 개발

저자 : 정동혁 ( Jung¸ Donghyuk ) , 정새벽 ( Jeong¸ Sae-beyok )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-8 (8 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

지난 수십 년간 발생한 강진으로 인해 철근의 내부 구속력이 부족한 철근 콘크리트(RC) 기둥에 수많은 심각한 피해가 발생하였다. 다양한 보수공법 중 형상기억합금(SMA)을 이용한 능동구속 기법은 지진에 취약한 RC기둥의 휨 연성을 높이는데 유의미한 결과를 보였다. SMA로 구속된 RC기둥의 동적거동에 관한 연구는 선행 연구자들에 의해 실험적으로 수행되었지만 구조적인 모델 개발은 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조건에서 능동구속된 RC기둥의 지진 시 거동을 확보하기 위해 SMA와이어로 보강된 RC 기둥의 진동대 실험 결과를 바탕으로 한 능동구속된 RC 기둥의 해석 모델을 제안한다. 제안된 해석모델은 양방향 지진력에 의한 SMA- RC기둥의 동적 거동 및 손상 정도를 확인할 수 있는 것으로 나타났다.


Several reinforced concrete (RC) columns have been severely damaged by prior earthquakes because of the lack of sufficient internal steel confinement. Among various retrofitting methods, active confinement technique using shape memory alloy (SMA) showed promising results in improving the flexural ductility of seismically deficient RC columns. Although previous studies have experimentally investigated the seismic responses of SMA-confined RC columns, their structural models were rarely developed. This study develops analytical models of actively confined RC columns based on the shake table testing of RC columns retrofitted with SMA wires to estimate the seismic responses of actively confined RC columns under various conditions. It is demonstrated that the proposed analytical models can capture the dynamic behavior and damage status of SMA-confined RC columns under bidirectional seismic excitations.

KCI등재

2탄소섬유복합체의 탄성계수와 극한응력으로부터 평가한 극한유효변형률

저자 : 김윤곤 ( Kim¸ Yun-gon )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 9-16 (8 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

취성특성을 가진 탄소섬유복합체의 인장특성을 결정하기 위해 ASTM D 3 0 39에 따라 인장시험을 실시하였다. 극한시점에 박리, 부분파단으로 인해 스트레인 게이지의 계측값의 변동성이 커져 신뢰성을 확보하기 어렵기 때문에 극한응력과 탄성계수를 이용한 유효극한변형률을 제안하고, 극한계측변형률과 상호보완하였다. 특히 게이지가 비정상적으로 작용할 경우에도 적용이 가능하다는 장점이 있다. 또한 유효극한변형률을 결정하는 탄성계수는 단일시편에서 여러 변형률 구간에 대하여 평가하여 비교 검증할 수 있다.


Coupon tests were conducted under ASTM D3039 to determine the tensile properties of carbon fiber reinforced polymers (CFRP), which are brittle materials. The study proposes the evaluation of the ultimate effective strain from rupture stress and modulus of elasticity because of strain gauges' inconsistent and unreliable measurement for delaminated CFRP layers and its partial laminate fracture at the ultimate and mutual complementary with measured ultimate strain. Thus, the proposed method can be applied even if the measured values from the strain gauge are abnormal. Furthermore, the elastic modulus can evaluate any strain range in a single specimen to compare and verify the ultimate effective strain in multiple strain intervals.

KCI등재

3전역 최적화 기법을 활용한 강재 댐퍼의 최적 설계 및 성능 검증

저자 : 차영욱 ( Cha¸ Young-wook ) , 백창현 ( Baek¸ Chang-hyun ) , 허종완 ( Hu¸ Jong-wan )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 17-24 (8 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

현재 국내외적으로 다양한 강재 댐퍼의 형상에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 강재 댐퍼는 제진장치 중 하나로 항복을 통해 지진에너지를 흡수 및 소산하여 본 구조물을 보호한다. 최근 적용되고 있는 면내 전단 변형에 의해 작동하는 댐퍼는 응력이 특정 부위에 집중되어 재료의 대부분이 본래의 역량을 발휘하지 못하는 한계가 있었다. 따라서, 본 연구에서는 이 한계를 극복하고자 전역 최적화 기법 중 하나인 뻐꾸기 탐색을 적용해 최적 형상을 설계하였다. 탐색된 최적 형상을 토대로 수치해석과 실제 실험을 통한 성능검증을 수행했다. 최적 형상으로 설계된 댐퍼는 안정적인 이력거동을 보이고, 높은 에너지 소산능력을 확보하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 전역 최적화 기법을 적용한 최적 설계 방법을 제시하고 그 결과를 검증함으로써, 다양한 형태의 공학적 문제 해결에 대한 적용 가능성을 제시하였다.


Studies on the shape of various steel dampers are currently being conducted globally. The steel damper is a vibration-damping device that protects a structure by absorbing and dissipating seismic energy via yielding. Recent steel dampers operated by in-plane shear deformation have a drawback; most of the materials used in steel dampers do not work to their full capacity due to the concentration of stress in a specific area. Therefore, to overcome this limitation, the optimal shape of the damper used in this study was designed by applying the cuckoo search, which is a global optimization technique. The performance of the optimized shape was verified using numerical analysis and actual experiments. The damper showed stable hysteresis behavior and high-energy dissipation capacity, thereby suggesting its application to various types of engineering problem solutions.

KCI등재

4사전제작 T-Joint BFRP Plate로 보강된 조적벽체의 성능평가

저자 : 김가람 ( Kim , Ga-Ram , 김학현 ( Kim , Hak-Hyun , 정우영 ( Jung , Woo-Young

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 25-36 (12 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

최근 경주와 포항에서 발생한 지진피해 사례에서 보듯 조적벽체 및 필로티 구조물의 붕괴 위험이 사회적으로 큰 주목을 받고 있다. 본 연구는 명확한 내진설계지침이 없고 수평하중에 대한 내성이 구조적으로 매우 약하며 재난관리시설 중 지진붕괴 위험이 높은 조적조 구조물에 대한 보강 설계 및 성능평가를 조사하였다. 기존 선행연구에서 발표된 FRP Plate의 외부 접착시 부착파괴의 문제점을 반영하여 부착력이 개선된 매립형 T-Joint BFRP Plate를 개발하였으며, 시공 시 에폭시 계열의 연성페인트를 활용하여 보강구조물의 연성을 개선하는 방법을 제안하였다. 최종적으로 수행된 정적 및 반복가력 실험을 통하여 보강시험체의 강성 및 에너지 소산능력이 각 1.23과 1.39배 증가함을 확인하였다.


Due to recent cases of earthquake damage in Gyeongju and Pohang, the risk of collapse of masonry walls and pilotite structures has received great social attention. Therefore, This study investigated reinforcement design and performance evaluation of the masorny wall structure that does not have clear seismic design guidelines and is among disaster management facilities vulnerable to horizontal loads. Also, a masonry wall is known as structures with high risk of earthquake collapse.
From the previous researches, embedded T-Joint BFRP plates was developed to enhance the bonding capacity in consideration of the problem of interface bonding failure between concerte and BFRP composite. In the construction stage, a method of improving the ductility of the reinforced structure using epoxy-based soft paint was also proposed.
By the static and cyclic load experiments, it is presented that the stiffness and energy dissipation capacity of the reinforced structure increased by 1.23 and 1.39 times compared to non-reinforced structnrue, respectively.

KCI등재

5고무 마찰 베어링 장치의 거동 특성 연구

저자 : 김재중 ( Kim¸ Jae-joung ) , 백창현 ( Paek¸ Chang-hyun ) , 허종완 ( Hu¸ Jong-wan ) , 김영찬 ( Kim¸ Young-chan )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 37-43 (7 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

구조물의 지진 피해 감소를 위한 내진 시스템 중에서 면진 시스템은 효율적으로 내진 성능을 향상시킬 수 있는 구조 시스템이다. 면진 시스템은 지반과 구조물을 분리시키는 만큼 안전성이 뛰어나지만, 사용되는 장치의 계열에 따라 연직 및 수평 하중에 대한 지지력과 요구변형량에 대한 복원력이 부족하여 파손이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 면진 시스템의 성능 개선을 위해 기존 연구에서 제안한 면진 장치의 지지력과 복원력을 향상시킨 고무 마찰 베어링 장치에 대하여 실험 및 해석을 통한 성능 검증 연구를 수행하였다. 이를 위해 고무 마찰 베어링 장치의 설계 상세를 재정립하고 요구 성능에 따른 구조 실험을 수행하여 장치 특성을 검증하였다. 또한, 실험 결과의 신뢰성 향상을 위한 유한요소해석을 수행하여 실험 결과와 유사한 성능 수준의 장치 특성을 확인하였다.


Among seismic systems used to protect structures from earthquake damages, the seismic isolation system is a structural system that can efficiently improve seismic performance. Although the seismic isolation system is safe because it separates the ground and structure, depending on the type of device employed, the support capacity for vertical and horizontal loads and the restoring force for the required deformation may be insufficient, resulting in damages. In this study, to improve the seismic isolator system performance, a performance verification study was conducted through experiments and the rubber friction bearing system was analyzed, which improved the bearing capacity and restoring force of the seismic isolator proposed in a previous study. To this end, the design details of the rubber friction bearing device were re-established and structural tests were performed based on the required performance to verify the device characteristics. In addition, finite element analysis was performed to improve the reliability of the experimental results and confirm the device characteristics at a performance level similar to the experimental results.

KCI등재

6FRP로 보강된 콘크리트 보의 설계에 관한 연구

저자 : 이상열 ( Lee¸ Sang-youl ) , 손병직 ( Son¸ Byung-jik )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 44-53 (10 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

본 연구는 콘크리트구조기준(2012)을 적용한 RC보와 ACI 440.1R-15 (2015)를 적용한 FRP 콘크리트를 비교, 분석하였다. 파라미터 변수로 콘크리트의 폭과 높이, FRP의 탄성계수 그리고 보강량 4가지로 설정하여 연구를 수행하였다. 파라미터 연구 결과 보강량비가 상대적으로 적을수록, FRP의 탄성계수가 클수록 RC 대비 FRP 콘크리트의 휨성능이 우수하게 나타났다. 탄성계수가 40GPa이하인 유리섬유는 보강으로 효과가 없으며, 120GPa이상인 탄소섬유는 보강으로 효과가 있는 것으로 분석되었다. 따라서, 보강량이 상대적으로 적을 경우에 탄소 보강재(CFRP) 콘크리트는 RC 대비 경쟁력이 있을 것으로 판단된다.


This study compared and analyzed reinforced concrete (RC) beams constructed according to the concrete structure guidelines (2012) and fiber-reinforced polymer (FRP) concrete prepared based on ACI 440.1R-15 (2015). The study was conducted by setting the width and height of concrete, the modulus of elasticity of FRP, and the amount of reinforcement as parameter variables. The parameter study revealed that the bending performance of FRP concrete was superior to that of the RC because the reinforcement ratio was relatively small and the elastic modulus of FRP increased. Glass fibers with an elastic modulus of 40 or less have no effect as reinforcement, whereas carbon fibers with an elastic modulus of 120 or more are effective. Therefore, carbon-FRP concrete is observed to be superior than RC when the amount of reinforcement is relatively small.

KCI등재

7Quasi-isotropic 적층 보강재로 보강된 RC보의 휨 보강 설계에 관한 연구

저자 : 지효선 ( Ji¸ Hyo-seon )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 54-60 (7 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

본 논문은 준등방성 적층 섬유배열된 FRP보강재로 보강된 철근콘크리트보의 휨 보강 설계에 대하여 소개하고 있다. 본 논문에서는 첫 번째로 FRP보강재의 적층설계와 그 적층부재의 물성값 해석이 수행되었다. 마지막으로 여러 개의 준등방성 적층구조로 보강된 철근콘크리트보에 대한 휨 해석이 수행되었다. 그 결과값은 직교차 적층 구조를 갖는 RC보와 비교되었다. 따라서 본 연구가 준등방성 적층구조의 FRP보강재로 보강된 노후 RC보의 휨 설계의 지침서가 될 수 있을 것이다.


This study presents the flexural design for deteriorated reinforced concrete beams strengthened with quasi-isotropic laminate structures' fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcements. First, the laminates for FRP reinforcements were designed and then their properties were analyzed. The flexural analysis demonstrated that the reinforced concrete (RC) beams strengthened with FRP reinforcements of several quasi-isotropic laminate structures prevented the coupling effect of the FRP reinforcements in this study. The results were analyzed and compared with the RC beams strengthened with cross-ply laminate structures. Thus, this study can serve as a flexural design guideline for RC beams strengthened with the FRP reinforcements of quasi-isotropic laminate structures.

KCI등재

8플라스틱 골재 종류와 양생 방법에 따른 시멘트 복합체의 물리적 특성에 관한 실험적 연구

저자 : 천현욱 ( Cheon¸ Hyeon-uk ) , 권준희 ( Kwon¸ Jun-hee ) , 이우진 ( Lee¸ Woo-jin ) , 정의영 ( Jeong¸ Ui-yeong ) , 김우석 ( Kim¸ Woo-suk )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 61-70 (10 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

최근 대규모 토목 및 건축 구조물 증가 추세로 건설 부재의 고강도 및 경량화에 대한 수요가 높아지고 있다. 기존 시멘트 경량 복합체의 경우 단위 체적 중량이 낮아 강도 저하 문제가 발생할 수 있다. 보통 경량화를 위해서 시멘트 복합체를 배합할 때 일반 경량골재와 고무재질의 경량골재, 플라스틱 펠릿 등 다양한 인공 경량골재를 적용한 시멘트 복합체로 경량화를 확보할 수 있다. 이 중에서도 시멘트 복합체의 인공 경량골재로 플라스틱을 사용하면 상대적으로 골재 자체의 강도를 확보하면서 경량화를 꾀할 수 있지만 재료의 매끄러운 표면 특성으로 인해 시멘트 페이스트와 부착하는 데 불리한 부분이 있고 이는 콘크리트 골재 또는 시멘트 복합체 골재로서의 사용에 있어 단점이 된다. 띠라서 이번 연구에서는 기존 연구에서 플라스틱 골재로 가장 적합한 유형으로 확인된 PP, PE 두가지 유형의 플라스틱 골재와 강섬유, 양생방법을 변수로 하여 실험을 진행하였고 실험 결과 플라스틱의 비중이나 표면 재질뿐만 아니라 강섬유의 혼입유무, 양생방법에 의해서 시멘트 복합체의 물리적 특성이 변화된다는 것을 확인하였다.


Recently, large-scale civil and architectural construction has increased the demand for high-strength and lightweight structures. In the case of the lightweight cement composite, the unit volume weight may be reduced; however, a decrease in strength occurs. In general, when mixing cement composites for weight reduction, it is possible to cut down weight by combining cement composites using artificial aggregates, such as general lightweight aggregates, rubber lightweight aggregates, and plastic pellets. Furthermore, the aggregate strength can be secured if plastic is used as a lightweight artificial aggregate for cement composites. Still, due to the material's surface properties, mixing with cement paste and using it as an aggregate is disadvantageous. Therefore, this study conducted experiments to select the most suitable plastic as an aggregate using steel fiber, curing method, and two types (PP and PE) of plastic cement composites as variables. The results showed changes in the physical properties of the cement composite according to whether or not the steel fiber is mixed, the curing method, and the specific gravity of plastic or surface material.

KCI등재

9탄소섬유시트로 보강한 펄트루젼 I형 FRP 부재의 휨 보강에 따른 계면응력에 대한 평가

저자 : Nyamdavaa¸ Saraa , 김선희 ( Kim¸ Sun-hee ) , 이강연 ( Lee¸ Kang Yeon ) , 박승진 ( Park¸ Sung-jin )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 12권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 71-78 (8 pages)

다운로드

(기관인증 필요)

초록보기

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.


The effect of reinforcing pultruded I-shape fiber reinforced polymer (FRP) flexural members based on the number of reinforcing layers and the position of the carbon fiber sheet was investigated in this study. Furthermore, finite element analysis was performed for experimental and theoretical verification of pultruded I-shape FRP flexural members reinforced with carbon fiber sheets and the flexural test and theoretical analysis results were compared. The flexural test and the finite element analysis results were similar to the theoretical results. The results of the specimens reinforced with 2-ply carbon fiber sheets, which had a flexural strengthening effect, showed the greatest difference.

1
권호별 보기

내가 찾은 최근 검색어

최근 열람 자료

맞춤 논문

보관함

내 보관함
공유한 보관함

1:1문의

닫기