세계적으로 지진의 발생빈도가 높아지고 있으며, 지진 규모도 증가되고 있는 추세로, 국내에서도 지진에 대한 철근콘크리트구조물의 안전성을 확보하고자 하는 많은 노력이 이어지고 있다. 철근콘크리트구조물은 시공이 용이하고, 내구연한이 높아 널리 사용되어 왔지만 하중, 지진 등 여러 가지 외부 요인과 환경적인 요인으로 인해 구조물의 균열, 처짐, 강도저하 등과 같은 문제점이 발생하게 된다. 이와 같은 문제점들의 개선책으로 여러 가지 보수 ․보강방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 최근 개정된 건축구조설계에 따르면 우리나라도 ...
세계적으로 지진의 발생빈도가 높아지고 있으며, 지진 규모도 증가되고 있는 추세로, 국내에서도 지진에 대한 철근콘크리트구조물의 안전성을 확보하고자 하는 많은 노력이 이어지고 있다. 철근콘크리트구조물은 시공이 용이하고, 내구연한이 높아 널리 사용되어 왔지만 하중, 지진 등 여러 가지 외부 요인과 환경적인 요인으로 인해 구조물의 균열, 처짐, 강도저하 등과 같은 문제점이 발생하게 된다. 이와 같은 문제점들의 개선책으로 여러 가지 보수 ․보강방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 최근 개정된 건축구조설계에 따르면 우리나라도 SD 지반조건에서 철근콘크리트 중간모멘트골조 이상의 철근배근상세를 요구하고 있다. 이러한 이유로 최근 증축되는 구조물의 대부분은 구조부재에 대한 구조보강이 필요한 실정이다. 일반적으로 현장에서 주로 활용되고 있는 보강재로는 강판과 섬유(fiber)를 들 수 있으며, 이 중에서 섬유는 유리섬유(glass fiber), 탄소섬유(carbon fiber), 아라미드 섬유(aramid fiber)와 같은 복합소재를 이용한 보강 방법이 콘크리트 구조물에 널리 통용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 모재와 부착력증가를 위해 Peel-ply 공법을 적용하여 개발한 아라미드 섬유를 사용하여 보강유무와 보강겹수, 보강형태, 보강재의 종류(sheet, strip)에 따라 8개의 실험체를 계획 제작하여 아라미드섬유판으로 보강된 철근콘크리트 보의 파괴특성을 분석하고 내력을 평가하였다. 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 실험체 파괴모드 휨실험체의 경우, 대부분의 실험체가 아라미드섬유 판의 Rip-off파괴로 최종파괴 되었다. 전단실험체의 경우, 보 측면을 아라미드 섬유판으로 측면에 수직으로 보강한 RSAP-0514-V실험체와 RSAP-0514-H 실험체에서 Rip-off파괴가 발생된 반면 대각선형으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체의 경우 다른 실험체는 Rip-off파괴가 일어나지 않고 콘크리트 압축연단이 파괴되는 취성파괴 특성을 나타내었다. 2)최대내력 평가 실험결과 휨실험체는 보 하부에 아라미드섬유판을 보강한 후 보강재의 박락을 방지하기 위하여 아라미드쉬트로 단부를 U형으로 보강한 실험체가 기준실험체보다 내력이 약 130% 높게 나타났다. 이것은 아라미드쉬트가 아라미드섬유판의 박락을 매우 적절히 구속해 준다는 의미로서 기존연구에서도 제시된 바와 같이 아라미드섬유판의 Debonding 파괴나 Rip-off 파괴를 방지하기 위해서는 단부의 적절한 구속이 필요하다는 의미이다. 전단실험체의 경우, 보의 단부에 대각선으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체가 일정간격으로 수직 수평보강한 실험체보다 최대내력이 크게 나타났다. 이는 하중의 증가에 따라 발생하는 전단균열에 효과적으로 기여하는 것으로 판단된다. 3) 보강량에 따른 영향평가 실험결과 보강량이 2배 높은 RBAP-0514-2 실험체와 보강량이 적은 RBAP-0514-1 실험체보다 최대내력이 작게 나타났다. 이것은 기존연구에서도 나타났듯이 섬유보강공법의 경우 보강재와 모재사이에서 Debonding이나 Rip-off에 의해서 종국내력에 도달하게 되는데, 이 때 가장 중요한 것이 결국 모재와 섬유의 부착재인 에폭시의 물성치에 의해 좌우되게 된다. 그러나 보강량에 따라 에폭시를 달리 사용하는 것으로 현실적으로 불가능하므로, 따라서 실무적용 시 보다 많은 보강량이 필요할 경우 보강재의 적절한 단부 구속이 동반되어야 할 것으로 판단된다. 4) 단부구속여부에 따른 영향평가 아라미드쉬트로 보강한 RBAP-0514-U 실험체와 보강하지 않은 실험체가 최대내력은 거의 유사하게 나타났으나 최대하중 이후 약 29% 정도 내력이 감소하였지만 곧 바로 하중이 재 증가하는 급락을 여러 번 나타났다. 이는 보강내력을 증가시키기 위해서는 AFRPS의 보강량을 증가시키는 것보다 철근콘크리트 모재와 AFRPS와의 부착력에 의해 결정되므로 실무에 있어서 단부 Rip-off 파괴가 발생되지 않도록 단부를 U형으로 감싸 AFRPS을 정착하는 것이 휠씬 보강효과에 있어 효과적이라는 것으로 알 수 있다. 5) 보강형태에 따른 영향평가 아라미드섬유판 보강형태를 수직형태로 시공한 RSAP-0514-V 실험체와 수평형태로 시공한 RSAP-0514-H 실험체를 비교할 때 수직보강이 수평보다 35% 내력이 크게 나타났으며, 수직보강한 RSAP-0514-V 실험체와 대각선으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체를 비교하면 대각선으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체가 15% 내력이 증가하였다. 이것은 대각선형태로 보강 할 경우 전단균열에 대한 저항이 크게 나타난 것으로 판단된다.
세계적으로 지진의 발생빈도가 높아지고 있으며, 지진 규모도 증가되고 있는 추세로, 국내에서도 지진에 대한 철근콘크리트구조물의 안전성을 확보하고자 하는 많은 노력이 이어지고 있다. 철근콘크리트구조물은 시공이 용이하고, 내구연한이 높아 널리 사용되어 왔지만 하중, 지진 등 여러 가지 외부 요인과 환경적인 요인으로 인해 구조물의 균열, 처짐, 강도저하 등과 같은 문제점이 발생하게 된다. 이와 같은 문제점들의 개선책으로 여러 가지 보수 ․보강방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 최근 개정된 건축구조설계에 따르면 우리나라도 SD 지반조건에서 철근콘크리트 중간모멘트골조 이상의 철근배근상세를 요구하고 있다. 이러한 이유로 최근 증축되는 구조물의 대부분은 구조부재에 대한 구조보강이 필요한 실정이다. 일반적으로 현장에서 주로 활용되고 있는 보강재로는 강판과 섬유(fiber)를 들 수 있으며, 이 중에서 섬유는 유리섬유(glass fiber), 탄소섬유(carbon fiber), 아라미드 섬유(aramid fiber)와 같은 복합소재를 이용한 보강 방법이 콘크리트 구조물에 널리 통용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 모재와 부착력증가를 위해 Peel-ply 공법을 적용하여 개발한 아라미드 섬유를 사용하여 보강유무와 보강겹수, 보강형태, 보강재의 종류(sheet, strip)에 따라 8개의 실험체를 계획 제작하여 아라미드섬유판으로 보강된 철근콘크리트 보의 파괴특성을 분석하고 내력을 평가하였다. 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 실험체 파괴모드 휨실험체의 경우, 대부분의 실험체가 아라미드섬유 판의 Rip-off파괴로 최종파괴 되었다. 전단실험체의 경우, 보 측면을 아라미드 섬유판으로 측면에 수직으로 보강한 RSAP-0514-V실험체와 RSAP-0514-H 실험체에서 Rip-off파괴가 발생된 반면 대각선형으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체의 경우 다른 실험체는 Rip-off파괴가 일어나지 않고 콘크리트 압축연단이 파괴되는 취성파괴 특성을 나타내었다. 2)최대내력 평가 실험결과 휨실험체는 보 하부에 아라미드섬유판을 보강한 후 보강재의 박락을 방지하기 위하여 아라미드쉬트로 단부를 U형으로 보강한 실험체가 기준실험체보다 내력이 약 130% 높게 나타났다. 이것은 아라미드쉬트가 아라미드섬유판의 박락을 매우 적절히 구속해 준다는 의미로서 기존연구에서도 제시된 바와 같이 아라미드섬유판의 Debonding 파괴나 Rip-off 파괴를 방지하기 위해서는 단부의 적절한 구속이 필요하다는 의미이다. 전단실험체의 경우, 보의 단부에 대각선으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체가 일정간격으로 수직 수평보강한 실험체보다 최대내력이 크게 나타났다. 이는 하중의 증가에 따라 발생하는 전단균열에 효과적으로 기여하는 것으로 판단된다. 3) 보강량에 따른 영향평가 실험결과 보강량이 2배 높은 RBAP-0514-2 실험체와 보강량이 적은 RBAP-0514-1 실험체보다 최대내력이 작게 나타났다. 이것은 기존연구에서도 나타났듯이 섬유보강공법의 경우 보강재와 모재사이에서 Debonding이나 Rip-off에 의해서 종국내력에 도달하게 되는데, 이 때 가장 중요한 것이 결국 모재와 섬유의 부착재인 에폭시의 물성치에 의해 좌우되게 된다. 그러나 보강량에 따라 에폭시를 달리 사용하는 것으로 현실적으로 불가능하므로, 따라서 실무적용 시 보다 많은 보강량이 필요할 경우 보강재의 적절한 단부 구속이 동반되어야 할 것으로 판단된다. 4) 단부구속여부에 따른 영향평가 아라미드쉬트로 보강한 RBAP-0514-U 실험체와 보강하지 않은 실험체가 최대내력은 거의 유사하게 나타났으나 최대하중 이후 약 29% 정도 내력이 감소하였지만 곧 바로 하중이 재 증가하는 급락을 여러 번 나타났다. 이는 보강내력을 증가시키기 위해서는 AFRPS의 보강량을 증가시키는 것보다 철근콘크리트 모재와 AFRPS와의 부착력에 의해 결정되므로 실무에 있어서 단부 Rip-off 파괴가 발생되지 않도록 단부를 U형으로 감싸 AFRPS을 정착하는 것이 휠씬 보강효과에 있어 효과적이라는 것으로 알 수 있다. 5) 보강형태에 따른 영향평가 아라미드섬유판 보강형태를 수직형태로 시공한 RSAP-0514-V 실험체와 수평형태로 시공한 RSAP-0514-H 실험체를 비교할 때 수직보강이 수평보다 35% 내력이 크게 나타났으며, 수직보강한 RSAP-0514-V 실험체와 대각선으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체를 비교하면 대각선으로 보강한 RSAP-0514-D 실험체가 15% 내력이 증가하였다. 이것은 대각선형태로 보강 할 경우 전단균열에 대한 저항이 크게 나타난 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.