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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 18(7); 2018 > Article
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Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2018;18(7):323-332.
DOI: https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2018.18.7.323    Published online December 31, 2018.
모듈형 FRP DSCT 기둥 휨성능 실험평가
홍혜민1, 김성원2, 윤길림3, 오명학4, 한택희5
1정회원, 한국해양과학기술원 연안개발⋅에너지연구센터 연구원
2정회원, 한국해양과학기술원 연안개발⋅에너지연구센터 연구원
3한국해양과학기술원 연안개발⋅에너지연구센터 책임연구원, 한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 교수
4한국해양과학기술원 해양ICT융합연구센터 책임연구원, 한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 교수
5한국해양과학기술원 연구개발실 책임연구원, 한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 교수
Experimental Bending Strength Evaluation of Modular FRP DSCT Column
Hyemin Hong1, Sungwon Kim2, Gil-Lim Yoon3, Myoung Hak Oh4, Taek Hee Han5
1Member, Research Scientist, Coastal Development and Ocean Energy Research Center, Korea Institute of Ocean Science & Technology
2Member, Research Scientist, Coastal Development and Ocean Energy Research Center, Korea Institute of Ocean Science & Technology
3Member, Principal Research Scientist, Coastal Development and Ocean Energy Research Center, Korea Institute of Ocean Science & Technology, Professor, School of Ocean Science & Technology, Korea Maritime & Ocean University
4Member, Principal Research Scientist, Maritime ICT R&D Center, Korea Institute of Ocean Science & Technology, Professor, School of Ocean Science & Technology, Korea Maritime & Ocean University
5Member, Principal Research Scientist, Research Project Development Affairs Section, Korea Institute of Ocean Science & Technology, Professor, School of Ocean Science & Technology, Korea Maritime & Ocean University
Corresponding author:  Taek Hee Han, Tel: +82-51-664-3529, Fax: +82-51-664-3529, 
Email: taekheehan@kiost.ac.kr
Received: 27 September 2018   • Revised: 1 October 2018   • Accepted: 23 October 2018
Abstract
In this study, a modular FRP DSCT(Modular Fiber-Reinforced Polymer Double-Skinned Composite Tubular) column was suggested, and bending performance was experimentally evaluated. Two specimens were designed, a monotype and a modular type, and quasi-static tests were conducted to investigate the bending strength of the modular type in order to compare its strength with the monotype. To calculate the number of bolts needed and the bolt diameter for the modular type, the maximum stress result acting on the FRP tube from nonlinear analysis was applied. The test was carried out by increasing the drift ratio, and as a result of the test, the moment, lateral load, displacement, and dissipation energy were calculated. The test results showed that there was no significant difference in maximum displacement between the monotype and the modular type, but the modular type showed a strength approximately 30% lower than that of the monotype. For the displacement ductility and the energy ductility, it resulted in values 1.4% and 3.5% higher than those of the monotype, respectively. Therefore, it is necessary to develop an enhanced connector or to consider a reduction factor in designing a modular DSCT column.
Key Words: Column, Modular, Composite Material, FRP, DSCT
요지
본 연구에서는 모듈형 FRP DSCT (Modular Fiber Reinforced Polymer Double-Skinned Composite Tubular) 기둥을 제안하고 휨거동 실험을 실시하였다. 2 종류의 시험체에 대해 준정적 실험을 수행하여 휨성능을 비교 평가하였으며, 각 시험체는 일체형 FRP DSCT 기둥과 모듈형 FRP DSCT 기둥이다. 모듈형 시험체의 연결부는 비선형해석을 통하여 내외부 FRP 관에 작용하는 최대 응력에 대해 연결 볼트의 직경과 개수를 산정하였다. 실험은 변위에 따른 Drift ratio를 증가시키는 변위제어 방법으로 진행되었으며, 모멘트, 횡하중, 변위, 소산에너지, 연성도 등이 계산되었다. 실험 결과, 일체형과 모듈형 시험체의 최종 파괴변위는 큰 차이가 없었지만, 강도 측면에서 모듈형이 일체형 대비 약 30% 작게 나타났으며, 모듈형 시험체 변위 연성도는 일체형 보다 1.4% 높으나 유사한 수준으로 판단된다. 모듈형 시험체는 최종 파괴 시까지 일체형 시험체 대비 약 30% 적게 소산하였으며, 에너지 연성도는 일체형 시험체 대비 3.5% 높은 값을 나타났다. 모듈형 시험체의 경우, 일체형 시험체보다 연성도 측면에서 유리한 것으로 나타났으나 의미 있는 차이는 아닌 것으로 판단되었다. 향후 모듈형 FRP DSCT 풍력타워의 적용을 위해서는 연결부 성능의 보완이 필요할 것으로 판단된다.
핵심용어: 기둥, 모듈, 복합재료, DSCT, FRP


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