탄소섬유 복합체 그리드 보강 콘크리트 슬래브에 관한 연구 분석 (A Review on Concrete Slabs Reinforced with Carbon Fiber Reinforced Polymer Grid)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 35권 / 2호 / 185 ~ 196페이지
· 저자명 : 윤현도, 박완신, 김선우, 김정은

초록

이 논문은 탄소섬유 보강 폴리머(CFRP) 그리드로 기존 철근을 대체한 콘크리트 슬래브에 관한 기존 연구를 분석하였으며, CFRP 그리드의 대체 가능성, 슬래브 적용 시 처짐 및 균열 등에 관한 사용성 확보 방안, 뚫림전단 강도에 관한 예측식을 분석하였다. 기존 연구를 분석한 결과, CFRP 그리드의 철근 대체 가능성이 높은 것으로 나타났다. 그러나 철근에 비해 낮은 CFRP 그리드의 탄성계수로 인해, 철근 보강에 비해 CFRP 그리드 보강 슬래브의 처짐이 크게 발생하였으며, 균열폭과 길이도 크게 나타났다. 이에 CFRP 그리드 보강비 또는 슬래브 두께 증가를 통해 휨강성을 확보함으로써 설계기준의 사용성 제한을 만족할 수 있는 것으로 나타났다. CFRP 그리드 보강 콘크리트 슬래브의 뚫림전단강도 예측 제안식을 분석한 결과, 기존의 설계기준을 기반으로 한 상태에서 등가 보강비 등 FRP의 탄성계수를 고려하기 위한 보정계수를 도입하여 수정하였다. 이를 통해 실험값에 대한 예측 정확도가 향상되었으며, 이는 실험값을 예측하는 데에 적절한 범위로 판단된다.

영어초록

This work looks at previous research on the replacement of traditional steel reinforcement with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) grids in concrete slabs. The feasibility of using CFRP grid replacements is explored, as is a method for securing serviceability regarding deflection and cracks when applying slabs, in addition to predictive equations for punching shear strength. The analyses show that CFRP grids are a viable replacement for steel reinforcement. However, due to the lower modulus of elasticity of CFRP when compared with steel, CFRP grid-reinforced slabs exhibit significantly greater deflections, leading to greater crack widths and lengths than steel-reinforced slabs. To meet the serviceability limit of design codes, the flexural rigidity can be secured by increasing the CFRP grid reinforcement ratio or slab thickness. Following the study of predictive equations for the punching shear strength of CFRP grid-reinforced concrete slabs, based on existing design criteria, modification factors were applied to consider the modulus of elasticity of fiber reinforced polymer, such as equivalent reinforcement ratio. These modified equations improved the prediction accuracy for experimental data.

참고자료

· 없음