아라미드 섬유 쉬트를 이용한 철골 보 부재의 휨 보강 성능에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Flexural Performance of Steel Beams Reinforced by AFRP Sheets)

서지정보

· 발행기관 : 한국구조물진단유지관리공학회
· 수록지 정보 : 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 / 15권 / 2호 / 61 ~ 69페이지
· 저자명 : 김강석, 나환선, 김강식, 이현주, 이강민

초록

강 구조물의 보강공법으로는 강판 보강공법이 대표적인 방법으로 통용되고 있으나, 일부 구조물에서는 고정 설비 및 기타 간섭물로 인하여 보강 시공이 번거롭고, 보강부재 접합시 원부재의 단면 손실이 수반되는 단점이 있다. 최근, 강재의 원가 상승으로 강판 보강공사의 시공비가 증가되고 있는 실정이다. 반면, 복합소재를 이용한 보강공사의 경우는 재료의 자중이 가벼워서 보강재 취급이 수월하고 내화학성능이 우수하기 때문에 유지비용이 절감되기 때문에 콘크리트 구조물에서는 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 복합소재를 이용한 강 구조물의 보강의 기술적 가능성을 검증하기 위해 강재와 복합소재와의 부착성능 및 보 부재를 통해 휨 보강 성능을 평가하였다. 그 결과, 항복 이전까지는 강재와 아라미드섬유 쉬트가 일체 거동에 따른 보강효과를 예상할 수가 있었다. 또한, 보강 겹수가 증가함에 따라 무보강 실험체 대비 내력이 증가했지만, 예상 보강효과(1겹에서 12.5%, 2겹에서 25%)에 비해 절반 정도의 수준의 개선효과를 보였다. 그 이유는 모든 보강 실험체가 계면파괴로 파단되었고, 이후 아라미드섬유 쉬트가 실험체 내력 개선에 영향을 미치지 못했기 때문이다. 따라서, 최근 복합소재의 재료적 개선 및 접착제의 부착성능 향상으로 인하여 강 구조물의 보강공사에 적용할 수 있는 가능성을 찾을 수 있었으나, 보강성능을 향상시키기 위한 부착성능 향상을 위한 방법에 대한 연구가 필요하다고 판단된다.

영어초록

Fiber Reinforced Plastic (FRP) sheets have been widely used to retrofit and rehabilitate RC structures, while in case of retrofitting steel structures, there are no codes and researches. It stems from configuration of member and characteristics of bonding behavior. This study focused on the static behavior of steel beams reinforcement by AFRP sheets. The main objective of the experimental programme was the evaluation of the force transfer mechanism, the increment of the beam load carrying capacity and the bending stiffness. A bending test was conducted on a H-shaped steel beam, with aramid FRP sheets bonded to its flanges. The mid-span deflection and the strain from three points along AFRP sheets were recorded Test results exhibit that the increment of the load-carrying capacity with reference to a mid-span deflection level of 15 mm(1/125mm of the clear span) was equal to 9.4% and for the two layers case, an elastic stiffness increment is slightly higher than one layer case.

참고자료

· 없음