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복합재료 : 한국복합재료학회지 = Journal of the Korean Society for Composite Materials v.25 no.2, 2012년, pp.46 - 53   피인용횟수: 1
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펄트루젼 I형 FRP 압축재의 설계
Design of Pultruded I-shape FRP Compression Member

주형중    ((주)아이시스이엔씨   ); 이승식    (삼성물산(주) 건설부문   ); 이종석    (k-water 녹색기술연구소   ); 윤순종    (홍익대학교 토목공학과  );
  • 초록

    펄트루젼 공정에 의해 생산된 FRP 부재는 길이에 제한이 없이 임의의 단면형상으로 제작할 수 있기 때문에 건설 구조용 부재로 사용하기 적합하며, 특히, 각종 화학적 유해환경 등에서 그 성능이 우수하기 때문에 습윤환경 및 해양환경 등의 부식환경에서 그 활용이 두드러지고 있다. 그러나 설계를 위한 관련 규준이 마련되어 있지 않아 이에 대한 연구가 시급한 실정이다. FRP 구조재는 대부분 단면의 효율적 사용을 위해 판요소로 구성된 박판부재를 사용하고 있으며, 이러한 부재를 압축재로 사용할 경우 강도한계상태는 주로 좌굴거동에 의해 결정된다. 이 연구에서는 FRP I형 단면 압축재에 대한 좌굴거동을 이론적으로 해석하였고, 기존 실험적 연구결과와 비교, 분석하여 설계방법 및 설계흐름도를 제안하였다. 제안된 설계방법은 ANSI/AISC 360-10의 방법과 유사한 형태로서 설계자의 편의를 도모하였으며, 비교적 간단한 방법에 의해 PFPR I형 단면 압축재의 설계를 수행할 수 있도록 하였다.


    Using pultrusion process, FRP composite structural members having various cross-section shapes can be produced with unlimited lengths. Because of such reasons, these members are suitable for the application in the construction field. Especially, this material is highly appreciated if the material is to be used in the corrosive environments such as aquatic or oceanic environments due to its high corrosion resistance. However, design criteria for the FRP structural member are not developed yet. So, the research on the development of design guideline is needed ungently. In order to use the pultruded structural FRP member efficiently, the members are composed of thin plate components, and thus, the member is prone to buckle easily and the buckling is one of the governing strength limit states for the design. In this paper, we present the analytical study results pertaining to the buckling behavior of I-shape FRP compression member. In addition, design procedure and flow-chart are also proposed based on the study results including previous experimental results. Proposed design procedure is similar to that in ANSI/AISC 360-10 with minor modification. Therefore, it is convinced that the structural design of pultruded FRP compression member could be done easily by following design procedure proposed in this paper.


  • 주제어

    펄트루젼 복합재 .   압축재 .   구조적 거동 .   좌굴 .   구조설계.  

  • 참고문헌 (11)

    1. 주형중, 이승식, 윤순종, "펄트루젼 구조압축재의 국부좌굴 설계규준 개발에 관한 연구," 한국강구조학회지, 제18권, 제5호, 2006, pp. 597-605.     
    2. Bulson, P.S., "The Stability of Flat Plates, American Elsevier Publishing Company," Inc., 1969, New York. 
    3. Shih, B.J., "On the Analysis of Fiber-Reinforced Polymeric Bridge Components," PhD. Thesis, Georgia Institute of Technology, 1994. Atlanta, Georgia. 
    4. Yoon, S.J., "Local Buckling of Pultruded I-shape Column," PhD. Thesis, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia. 
    5. 채수하, "직교이방성 박판기둥의 해석과 설계에 관한 연구," 박사학위논문, 홍익대학교, 2005. 
    6. Joo, H.J., "Buckling Behavior and Design of Pultruded Thin-walled Open Section Compression Members," PhD. Thesis, Hongik University, 2010. 
    7. Salmon, C.G., and Johson, J.E., "Steel Structures (Design and Behavior)", 5the ed., Pearson Prentice Hall, 2009, New Jersey. 
    8. Timoshenko, S.P. and Gere, J.M., Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill, 1961, New York. 
    9. ANSI/AISC 360-10, Specification for Structural Steel Buildings, 2010, American Institute of Steel Construction. 
    10. 정재호, 윤순종, 유성근, "직교이방성판의 좌굴강도를 구하기 위한 근사식의 개발," 한국복합재료학회지, 제16권, 제5호, 2003, pp. 28-38. 
    11. 윤순종, 정상균, "탄성구속된 직교이방성판의 좌굴거동," 한국복합재료학회지, 제12권, 제3호, 1999, pp. 17-25. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Lee, Young-Geun ; Park, Joon-Seok ; Kim, Sun-Hee ; Kim, Hong-Lak ; Yoon, Soon-Jong 2013. "Compression Behavior of Manufacturability Enhanced FRP-Concrete Hybrid Composite Pile" Composites research = 복합재료, 26(1): 66~71     

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