CFRP 그리드로 보강된 콘크리트 부재의 휨거동 예측 (Prediction of Flexural Behavior of Concrete Members Reinforced with CFRP Grid)

서지정보

· 발행기관 : 한국복합신소재구조학회
· 수록지 정보 : 한국복합신소재구조학회 논문집 / 13권 / 6호 / 55 ~ 61페이지
· 저자명 : 곽홍신, 이정풍, 홍기남, 연영모, 한민철

초록

본 논문은 철근을 대체재로 CFRP 그리드의 적용 가능성을 평가하기 위한 해석적 연구 결과를 보고한다. CFRP 그리드로 보강된 콘크리트 보의 휨거동 예측을 위한 유한요소해석은 상용 구조해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 수행되었다. 제안된 유한요소해석 모델은 Kwak et al.(2022)에 의해 수행된 실험 결과에 대한 재현해석을 통해 검증되었다. 해석에서 도출된파괴양상은 실험 결과와 비교적 정확히 예측되었다. 또한 유한요소해석에서 예측된 극한하중 및 극한하중에서의 처짐은 실험결과와 각각 9%, 12%의 미미한 오차를 보였으며, 제안된 유한요소해석모델의 정확성은 검증되었다. 제안된 해석모델을 FE해석모델을 이용하여 CFRP 그리드로 보강된 콘크리트 부재의 휨강도에 영향을 미치는 인자를 확인하기 위해 매개변수해석이 수행되었다. 매개변수해석 결과, CFRP 그리드의 단면적이 CFRP 그리드로 보강된 콘크리트 보의 휨성능에 상당한 영향을 끼치는 인자로 확인되었다.

영어초록

This paper presents an analytical study to evaluate the applicability of CFRP grids as a substitute for traditional steel rebars. Finite-element (FE) analysis that predicts the flexural behavior of concrete beams that were reinforced with CFRP grids was performed using LS-DYNA, which is a commercial structural-analysis program. To verify the reliability of the proposed FE model, the experimental results performed by Kwak et al. (2022) and the FE analysis results were compared. The failure mode of the specimens predicted by the FE analysis was found to be relatively similar to that of the experimental results. In addition, the ultimate load and ultimate deflection of the specimens predicted by the FE analysis exhibited insignificant errors of 9% and 12%, respectively, compared with those of the experimental results. Parametric studies were conducted to confirm the factors that affected the flexural strength of the concrete members reinforced with CFRP grids using the proposed FE analysis model. The result of the parametric studies confirmed the cross-sectional area of the CFRP grid as a factor that significantly affected the flexural performance of the concrete beam reinforced with CFRP grid.

참고자료

· 없음