폭발 손상을 입은 강섬유 및 FRP 시트 보강 철근콘크리트 보의 국부손상 및 잔류성능 평가 (Evaluation of Local Damages and Residual Performance of Blast Damaged RC Beams Strengthened with Steel Fiber and FRP Sheet)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 26권 / 5호 / 627 ~ 634페이지
· 저자명 : 이진영, 장대성, 권기연, 윤영수

초록

본 연구에서는 폭발에 의한 국부손상이 철근콘크리트 보의 잔류 휨강도 및 연성에 미치는 영향을 알아보기 위하여160×290×2200mm의 철근콘크리트 보에 대하여 근접 폭발 시험과 정하중 휨시험을 수행하였다. 또한 이 시험을 통해 강섬유 및FRP 시트로 보강한 철근콘크리트 보의 폭발저항성능을 평가하였다. 장약량 1kg, 이격거리 0.1m의 폭발 시험을 수행하였으며, 시험 후 시험체의 crater, spall 지름과 무게손실(weight loss)을 측정하여 시험체의 국부손상을 평가하였다. 또한 폭발하중을 받지 않은 시험체와 폭발하중을 받아 국부손상이 발생한 시험체의 정하중 휨시험을 수행하여 휨강도 및 연성지수를 측정하였다. 시험결과, 보통콘크리트 시험체(NC)는 비교적 큰 crater와 spall이 발생하였으며 국부손상에 의한 무게 손실이 23.5kg 발생하였다. 반면강섬유보강콘크리트 시험체(SFRC)와 FRP 시트 보강 시험체(NC-F, NC-FS)는 NC에 비해 crater 크기와 무게손실이 감소하며 향상된 폭발저항성능을 나타내었다. 또한 폭발하중에 의해 국부손상이 발생한 시험체들은 휨강도와 연성지수가 감소하였다. 특히NC는 잔류 휨강도가 기존 강도에 비해 크게 감소하였고 압축철근의 좌굴현상이 나타나며 취성적으로 파괴되었다. 강섬유와FRP 시트로 보강한 시험체의 경우 잔류 휨강도 및 연성지수가 NC에 비해 증가하였다. 이를 통해 폭발이 발생할 경우, 충분한이격거리를 확보하지 못하면 장약량이 적더라도 구조부재에 심각한 국부손상을 발생 시킬 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 강섬유와 FRP 시트에 의한 보강 방법이 폭발저항성능을 향상시킨다는 것을 확인할 수 있었다.

영어초록

In this study, standoff detonation tests and static beam tests on 160×290×2200mm RC beams were conducted toinvestigate the effect of local damage on the flexural strength and ductility index. And also, blast resistance of RC beamsstrengthened with steel fiber and FRP sheet were evaluated by these tests. The standoff detonation tests were performed with chargeweight of 1kg and standoff distance of 0.1m. After the tests, crater diameters and loss weights of specimens were measured toevaluate the local damage of specimens. Flexural strength and ductility index were measured by conducting the static beam tests onthe damaged and undamaged specimens. As a test results, normal concrete specimen(NC) showed relatively large crater and spalldiameters that caused weight loss of 23.5kg as a local damage. Whereas, steel fiber reinforced concrete specimen(SFRC) and FRPsheet retrofitted specimens(NC-F, NC-FS) showed higher blast resistance than NC by reducing crater size and weight loss. Flexuralstrength and ductility index were decreased in case of local damaged specimens by detonation. Especially, large decrease of flexuralstrength was shown in NC as compared with intact specimen and brittle failure was occurred due to buckling of compressivereinforcement. In case of specimens strengthened with steel fiber and FRP sheet, residual flexural strength and ductility index wereincreased as compared with NC. In these results, it is concluded that critical local damage can be occurred unless enough standoffdistance can be assured even if the charge weight is small. and it is verified that strengthening method using steel fiber and FRP sheetcan increase blast resistance.

참고자료

· 없음