본 연구에서는 그라우트가 필요 없는 구속력을 활용한 강자켓 보강기법을 개발하고 FRP 자켓의 거동과 비교하였다. 이를 위하여 보강기법 및 기존 연구에 대한 문헌을 조사하고 이를 바탕으로 연구를 위해 제작한 시편들의 응력-변형률 선도와 강도를 비교함으로써 거동의 차이를 분석하였다. 연구에서 제시된 횡방향 구속력을 도입한 강판 보강기법은 그라우트를 하지 않아도 되기 때문에 시공이 간편하고 외관이 양호한 장점이 있다. 또한 콘크리트 시편의 강도 및 연성도를 증진시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 보강량(강판 두께)을 증가 시킬수록 강도증진 효과가 크게 나타났으며, 동일한 보강량에서는 콘크리트 설계강도가 낮은 시편에서 강도증진 효과가 더 크게 발생하였다. 연성도 증진 효과는 보강강판의 두께나 시편의 설계강도에 의해서 지배되기 보다는 용접 이음부의 성능에 의해 좌우되는 것으로 나타났다. 보강시편의 파괴양상은 용접이음부의 탈락에 의해서 발생하기 때문에 용접 이음부를 보강하여 강판의 모재부에서 항복과 항복 후의 ...
본 연구에서는 그라우트가 필요 없는 구속력을 활용한 강자켓 보강기법을 개발하고 FRP 자켓의 거동과 비교하였다. 이를 위하여 보강기법 및 기존 연구에 대한 문헌을 조사하고 이를 바탕으로 연구를 위해 제작한 시편들의 응력-변형률 선도와 강도를 비교함으로써 거동의 차이를 분석하였다. 연구에서 제시된 횡방향 구속력을 도입한 강판 보강기법은 그라우트를 하지 않아도 되기 때문에 시공이 간편하고 외관이 양호한 장점이 있다. 또한 콘크리트 시편의 강도 및 연성도를 증진시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 보강량(강판 두께)을 증가 시킬수록 강도증진 효과가 크게 나타났으며, 동일한 보강량에서는 콘크리트 설계강도가 낮은 시편에서 강도증진 효과가 더 크게 발생하였다. 연성도 증진 효과는 보강강판의 두께나 시편의 설계강도에 의해서 지배되기 보다는 용접 이음부의 성능에 의해 좌우되는 것으로 나타났다. 보강시편의 파괴양상은 용접이음부의 탈락에 의해서 발생하기 때문에 용접 이음부를 보강하여 강판의 모재부에서 항복과 항복 후의 대변형을 발생시킬 수 있다면 더 큰 연성도 증가 효과를 얻을 수 있다고 판단된다. 추가로 실시한 강판 자켓 보강방법은 횡방향 구속력을 도입한 분리되지 않은 강판에 의한 콘크리트 보강기법과 함께 보강 겹수 및 보강량에 따른 보강효과를 관찰 비교하여 보았다. 일정한 보강량이 요구되어지는 구조물은 1겹 강판으로 보강하는 방법보다 얇은 박판으로 여러 겹 보강하는 것이 시공성에서 우수 할 것이다. 추가 실험에서 횡방향 구속력을 도입한 강판 보강은 보강 겹수를 달리하여 보강량에 비례하여 콘크리트 시편의 강도 및 연성도를 증진시키는 것으로 나타났다. 보강두께(량)의 증가는 보강 겹수의 증가효과와 같은 것으로 나타났으며, 선행실험과 동일한 콘크리트 설계강도가 낮은 시편에서 강도증진 효과가 더 크게 발생하였다. 연성도 증가 효과는 용접이음부 파괴를 방지함으로써 선행실험과 비교하여 추가실험에서 현저한 증가를 보였다. 횡방향 구속력에 의한 콘크리트 공시편의 중요 영향인자를 파악하기 위해 해석적 연구를 수행하였다. 강도와 연성도에 영향을 미치는 주요인자는 콘크리트 설계강도와 강판의 항복강도 및 보강두께이다. 보강시편의 강도증진 효과는 일정한 콘크리트 압축강도와 보강되어지는 강판의 항복응력이 일정한 경우, 보강량에 비례하여 증가되는 것으로 나타났고 보강두께가 일정하고 항복강도가 증가할 경우도 동일한 결과가 나타났다. 콘크리트와 강판사이의 부착공극(gap)으로 비합성 거동을 보이는 것으로 나타났다. 새로운 강판보강 기법의 비교를 위하여 기존 FRP 자켓보강 콘크리트 공시편의 실험을 실시하였다. 실험체의 최대강도는 대부분 실험체가 파괴될 때 발생하지만 콘크리트의 강도가 크고, 보강두께가 비교적 얇은 실험체에서 최대하중은 실험체의 파괴가 아닌 콘크리트가 하중에 저항하는 구간에서 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 구속압에 따른 시편의 파괴강도 및 극한 변형률의 변화는 FRP 보강두께의 함수로 표현된다. 구속압이 증가하면서 FRP 보강 실험체의 강도 또한 증가하는 경향을 나타내고 있다. 본 연구에서 제시한 그라우트가 필요 없는 구속력을 활용한 강판 자켓 기법은 모재와 보강재가 비합성 거동을 유도함으로서 보강후 구조물의 강성에 변화가 없다. 이는 지진 하중의 저항력 측면에서 유리할 것으로 기대되며 최근 지진발생이 증가하고 있는 국내 실정에도 적합한 것으로 판단된다. 콘크리트 충전 튜브의 강판을 FRP로 대체한 콘크리트 충전 FRP 튜브는 강재의 단점을 개선한 보완하여 우수한 역학적 거동이 예측되지만 콘크리트 충전 튜브와 마찬가지로 모재와 보강제의 합성거동이 예상된다. 본 연구에서 제안한 강판 자켓팅 공법과 FRP 자켓 시험체의 실험을 통하여 비교함으로서 합성 거동과 비합성 거동의 특성을 파악하고 보강 및 설계를 위한 기초자료를 제시함과 더불어 내진성능을 평가하였다.
본 연구에서는 그라우트가 필요 없는 구속력을 활용한 강자켓 보강기법을 개발하고 FRP 자켓의 거동과 비교하였다. 이를 위하여 보강기법 및 기존 연구에 대한 문헌을 조사하고 이를 바탕으로 연구를 위해 제작한 시편들의 응력-변형률 선도와 강도를 비교함으로써 거동의 차이를 분석하였다. 연구에서 제시된 횡방향 구속력을 도입한 강판 보강기법은 그라우트를 하지 않아도 되기 때문에 시공이 간편하고 외관이 양호한 장점이 있다. 또한 콘크리트 시편의 강도 및 연성도를 증진시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 보강량(강판 두께)을 증가 시킬수록 강도증진 효과가 크게 나타났으며, 동일한 보강량에서는 콘크리트 설계강도가 낮은 시편에서 강도증진 효과가 더 크게 발생하였다. 연성도 증진 효과는 보강강판의 두께나 시편의 설계강도에 의해서 지배되기 보다는 용접 이음부의 성능에 의해 좌우되는 것으로 나타났다. 보강시편의 파괴양상은 용접이음부의 탈락에 의해서 발생하기 때문에 용접 이음부를 보강하여 강판의 모재부에서 항복과 항복 후의 대변형을 발생시킬 수 있다면 더 큰 연성도 증가 효과를 얻을 수 있다고 판단된다. 추가로 실시한 강판 자켓 보강방법은 횡방향 구속력을 도입한 분리되지 않은 강판에 의한 콘크리트 보강기법과 함께 보강 겹수 및 보강량에 따른 보강효과를 관찰 비교하여 보았다. 일정한 보강량이 요구되어지는 구조물은 1겹 강판으로 보강하는 방법보다 얇은 박판으로 여러 겹 보강하는 것이 시공성에서 우수 할 것이다. 추가 실험에서 횡방향 구속력을 도입한 강판 보강은 보강 겹수를 달리하여 보강량에 비례하여 콘크리트 시편의 강도 및 연성도를 증진시키는 것으로 나타났다. 보강두께(량)의 증가는 보강 겹수의 증가효과와 같은 것으로 나타났으며, 선행실험과 동일한 콘크리트 설계강도가 낮은 시편에서 강도증진 효과가 더 크게 발생하였다. 연성도 증가 효과는 용접이음부 파괴를 방지함으로써 선행실험과 비교하여 추가실험에서 현저한 증가를 보였다. 횡방향 구속력에 의한 콘크리트 공시편의 중요 영향인자를 파악하기 위해 해석적 연구를 수행하였다. 강도와 연성도에 영향을 미치는 주요인자는 콘크리트 설계강도와 강판의 항복강도 및 보강두께이다. 보강시편의 강도증진 효과는 일정한 콘크리트 압축강도와 보강되어지는 강판의 항복응력이 일정한 경우, 보강량에 비례하여 증가되는 것으로 나타났고 보강두께가 일정하고 항복강도가 증가할 경우도 동일한 결과가 나타났다. 콘크리트와 강판사이의 부착공극(gap)으로 비합성 거동을 보이는 것으로 나타났다. 새로운 강판보강 기법의 비교를 위하여 기존 FRP 자켓보강 콘크리트 공시편의 실험을 실시하였다. 실험체의 최대강도는 대부분 실험체가 파괴될 때 발생하지만 콘크리트의 강도가 크고, 보강두께가 비교적 얇은 실험체에서 최대하중은 실험체의 파괴가 아닌 콘크리트가 하중에 저항하는 구간에서 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 구속압에 따른 시편의 파괴강도 및 극한 변형률의 변화는 FRP 보강두께의 함수로 표현된다. 구속압이 증가하면서 FRP 보강 실험체의 강도 또한 증가하는 경향을 나타내고 있다. 본 연구에서 제시한 그라우트가 필요 없는 구속력을 활용한 강판 자켓 기법은 모재와 보강재가 비합성 거동을 유도함으로서 보강후 구조물의 강성에 변화가 없다. 이는 지진 하중의 저항력 측면에서 유리할 것으로 기대되며 최근 지진발생이 증가하고 있는 국내 실정에도 적합한 것으로 판단된다. 콘크리트 충전 튜브의 강판을 FRP로 대체한 콘크리트 충전 FRP 튜브는 강재의 단점을 개선한 보완하여 우수한 역학적 거동이 예측되지만 콘크리트 충전 튜브와 마찬가지로 모재와 보강제의 합성거동이 예상된다. 본 연구에서 제안한 강판 자켓팅 공법과 FRP 자켓 시험체의 실험을 통하여 비교함으로서 합성 거동과 비합성 거동의 특성을 파악하고 보강 및 설계를 위한 기초자료를 제시함과 더불어 내진성능을 평가하였다.
The purpose of this study was to propose a new steel jacketing method that does not require a grout between steel and concrete and to compare its seismic performance with that of the FRP jacketed concrete. The proposed steel jacketing method uses external pressures on steel jackets to attach it to t...
The purpose of this study was to propose a new steel jacketing method that does not require a grout between steel and concrete and to compare its seismic performance with that of the FRP jacketed concrete. The proposed steel jacketing method uses external pressures on steel jackets to attach it to the surface of concrete. Thus, the new steel jacketing method is relatively easy to install compared to the existing steel jacketing method. The experimental results of the concrete cylinders confined by the new steel jackets showed an increase in the strength and ductile behavior of the concrete. The strength of jacketed concrete can be increased even further when a thicker steel plate is used, and the steel jacketing method is more effective when used to increase the strength on the concrete that has a lower design strength. The ductile behavior of the jacketed concrete depends on the welding quality of the steel jackets rather than the thickness of the steel jackets and the design strength of concrete. The failure of the jacketed concrete was observed to occur at the welding lines and, thus, after reinforcing the welding lines with strip bands, the steel jackets yielded and showed good ductile behavior. In another experimental test of concrete cylinders, a double-layered steel jacket was introduced and showed good performance like a single-layered jacket. The effects on the confined concrete in several parameters such as the concrete strength, the yield strength and the jacket's thickness, and the gap between the steel and the concrete were discussed through nonlinear analytical model of concrete. The yield strength and the thickness of the steel jackets had a significant influence on the jacketed concrete significantly. Also, the size of gap affected the strength of the jacketed concrete in that a larger gap decreases the effect on increasing the strength. The performance of the proposed steel jacketing method was compared with that of FRP jackets. The proposed steel jackets show non-composite-behavior with the concrete. However, the FRP jackets do composite-behavior with concrete. The concrete confined by the new steel jacket showed a softening behavior after the steel jacket yielded, but the concrete confined by the FRP jacket showed a monotonous increase in strength until the failure-point. The significant difference of the two jackets is that the steel jackets do not increase the axial stiffness of the jacketed cylinders but the FRP jackets do. This point of the proposed steel jackets is beneficial to retrofit of RC columns. The proposed steel jacketing method is a very practical method that can be applied to RC columns on bridge piers. The method shows a good performance and can be easily installed. Consequently, the new method may be helpful to increase the seismic resistance of the RC columns that do not have an adequate seismic resistance.
The purpose of this study was to propose a new steel jacketing method that does not require a grout between steel and concrete and to compare its seismic performance with that of the FRP jacketed concrete. The proposed steel jacketing method uses external pressures on steel jackets to attach it to the surface of concrete. Thus, the new steel jacketing method is relatively easy to install compared to the existing steel jacketing method. The experimental results of the concrete cylinders confined by the new steel jackets showed an increase in the strength and ductile behavior of the concrete. The strength of jacketed concrete can be increased even further when a thicker steel plate is used, and the steel jacketing method is more effective when used to increase the strength on the concrete that has a lower design strength. The ductile behavior of the jacketed concrete depends on the welding quality of the steel jackets rather than the thickness of the steel jackets and the design strength of concrete. The failure of the jacketed concrete was observed to occur at the welding lines and, thus, after reinforcing the welding lines with strip bands, the steel jackets yielded and showed good ductile behavior. In another experimental test of concrete cylinders, a double-layered steel jacket was introduced and showed good performance like a single-layered jacket. The effects on the confined concrete in several parameters such as the concrete strength, the yield strength and the jacket's thickness, and the gap between the steel and the concrete were discussed through nonlinear analytical model of concrete. The yield strength and the thickness of the steel jackets had a significant influence on the jacketed concrete significantly. Also, the size of gap affected the strength of the jacketed concrete in that a larger gap decreases the effect on increasing the strength. The performance of the proposed steel jacketing method was compared with that of FRP jackets. The proposed steel jackets show non-composite-behavior with the concrete. However, the FRP jackets do composite-behavior with concrete. The concrete confined by the new steel jacket showed a softening behavior after the steel jacket yielded, but the concrete confined by the FRP jacket showed a monotonous increase in strength until the failure-point. The significant difference of the two jackets is that the steel jackets do not increase the axial stiffness of the jacketed cylinders but the FRP jackets do. This point of the proposed steel jackets is beneficial to retrofit of RC columns. The proposed steel jacketing method is a very practical method that can be applied to RC columns on bridge piers. The method shows a good performance and can be easily installed. Consequently, the new method may be helpful to increase the seismic resistance of the RC columns that do not have an adequate seismic resistance.
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