장기하중이 FRP-보강근 콘크리트 보의 휨균열폭에미치는 영향 (Effect of Long-Term Load on Flexural Crack Widths in FRP-Reinforced Concrete Beams)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 19권 / 12호 / 694 ~ 701페이지
· 저자명 : 최봉섭

초록

FRP-보강근 콘크리트 부재들은 FRP-보강근이 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도를 갖고 있어 철근콘크리트 부재에 비해 과도한 균열폭의 가능성이 클 수 있다. 따라서 외국의 기준들에서는 FRP-보강근 콘크리트 부재의 균열제어를 위하여 허용균열폭의 제한규정을 두고 있는데, ACI 440.1R-15 설계지침에서는 최대 보강근 간격으로 제어하는 간접적인 방법으로 제안하고 있다. 그러나 제안식은 아직까지 장기하중이 균열폭에 미치는 시간종속적인 효과를 반영하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 장방형단면뿐만 아니라 T형단면의 FRP-보강근 콘크리트 보를 대상으로 장기실험을 통하여 얻어진 실험결과를 바탕으로 단면형태별 균열폭 특성을 구분하여 파악하므로 써 장기균열폭 예측모델을 제안하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 따라서 단면형태별로 각각 한 개씩 의 철근콘크리트 비교시험체를 포함한 4개의 장방형보와 4개의 T형보로 구성된 총 8개의 시험체를 제작하여 시공하중의 영향을 고려한 1년간 4점 가력 장기휨실험을 수행하였다. 결과로서 시간종속적인 영향을 받는 순수장기균열폭은 철근 시험체에 비해 보강근의 탄성계수가 낮은 GFRP나 AFRP-보강근 시험체에서는 2.6∼3.0배 증가하였으나 CFRP-보강근 시험체에서는 1.1∼1.4배 증가에 그쳤다. 또한 즉시균열폭을 포함한 총장기균열폭은 장방형단면과 T형단면 시험체에서 평균적으로 각각 즉시균열폭의 약 2.4와 3.1배 증가를 보여주어 보수적으로 각각 2.5와 3.5의 시간종속계수를 구분하여 제안하였다.

영어초록

Larger crack widths can be observed more in FRP-reinforced concrete members than in steel-reinforced concrete members as a result of the lower elastic modulus and bond strength of FRP reinforcement. The ACI 440.1R-15 design guide provides equations derived as the maximum bar spacing to control the crack widths indirectly. On the other hand, it is not concerned with long-term effects on the crack control design provisions. This study provides suggestions for how to incorporate time-dependent effects into the crack width equation. The work presented herein includes the results from 8 beams composed of four rectangular and T-shaped FRP-reinforced concrete beams tested for one year under four-point bending. Over a one year period, the crack widths increased as much as 2.6∼3.0 times in GFRP and AFRP-reinforced specimens and 1.1∼1.4 times in the CFRP-reinforced specimens compared to steel-reinforced specimens. In addition, the average multiple for crack width at one year relative to the instantaneous crack width upon the application of the sustained load was 2.4 in the specimens with a rectangular section and 3.1 in the specimens with a T-shaped section. As a result, it is recommended conservatively that the time-dependent coefficient be taken as 2.5 for the rectangular beams and 3.5 for T-beams.

참고자료

· 없음