GFRP 보강 철근 폴리머 콘크리트 T형보의 휨특성 (Flexural Characteristics of Reinforced Polymer Concrete T-Beams Strengthened with GFRP)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 24권 / 5호 / 585 ~ 596페이지
· 저자명 : 김남길, 황해근, 연정흠

초록

이 연구는 교량이나 주차장 건물 등에 적용이 가능한 GFRP 보강 철근 폴리머 콘크리트 T형보의 휨특성에 관한 연구로서 GFRP 보강 수준에 따른 압축파괴(Compression Failure : CF), 인장파괴(Tension Failure : TF) 및 GFRP 보강재의 파괴(Fiber Sheet Failure : FF) 등 파괴 모드의 판단과 결정 방법을 제시하고, 파괴모드별 설계휨강도 산정식을 제시 하였다. GFRP 보강 철근 콘크리트 보에서는 FF, TF, CF 등 3 가지 파괴모드 중에서 철근항복→GFRP 파단→압축측 콘크리트 파괴의 순으로 진행되는 FF 파괴 모드가 가장 이상적이다. FF 파괴 모드의 경우 압축측 폴리머 콘크리트가 극한변형률()에 도달하기 전에 GFRP 가 먼저 파단 되므로 콘크리트의 극한상태를 기반으로 하는 기존의 등가직사각형 응력블럭의 개념을 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 특성에 부합되는 이상화된 폴리머 콘크리트의 압축응력-변형률 곡선을 제안하고, 폴리머 콘크리트의 변형률을 기반으로 하여 응력블럭 매개변수 를 도출하였다. 또한 T형보의 형상비에 따른의 압축응력 분포 및 설계휨강도 특성을 규명하고 적정한 형상비를 2.5로 제시하였으며, GFRP 보강재의 두께 및 높이에 따른 설계휨강도 산정식을 제시하고 그 식의 적정성을 실험과 이론해석에 의해 입증하였다.

영어초록

In this study, the flexural characteristics of reinforced polymer concrete T-beams strengthened with GFRP, which are typically used for bridges and parking structure, are investigated. Through this study, a method to determine the flexural failure mode of reinforced polymer concrete T-beams―compression failure(CF), tension failure(TF), and fiber sheet failure(FF)―for different levels of GFRP strengthening is suggested. Moreover, the present study provides a formula to calculate the design flexural strength for each failure mode. In reinforced polymer concrete T-beams strengthened with GFRP, an ideal failure mode can be achieved when the failure occurs in the following order: 1) yield of steel reinforcement, 2) failure of GFRP, and 3) compression failure of concrete. In the case of FF mode, because GFRP fails before the polymer concrete in compression region crushes, a concept of equivalent rectangular block, which is based on the ultimate limit state of concrete, cannot be used. Thus, this study suggests an idealized stress-strain curve for polymer concrete and finds parameters for stress block, α and β, based on the strain distribution in polymer concrete. Furthermore, the present study suggests an aspect ratio of 2.5 by examining the compressive stress distribution and design flexural strength characteristics for different aspect ratio of T-beams. This study also provides a design flexural strength formula, and validates its acceptability based on experiment and theoretical analysis.

참고자료

· 없음