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콘크리트 내에 표면매입 보강된 FRP 판의 부착강도
Bond Strength of Near Surface-Mounted FRP Plate in RC Member 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.24 no.4, 2012년, pp.415 - 422  

서수연 (한국교통대학교 건축공학과)

초록
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이 연구에서는 FRP 부재를 이용한 표면매입 보강에서, FRP의 부착강도를 평가하기 위하여 총 78개의 기존실험 결과를 분석하고, 기존 연구자들에 의해 제안된 식들을 평가하였다. 그 결과 FRP부재의 형상계수(폭-두께비)와 강성을 반영한 Seracino의 식이 부착내력을 가장 근사하게 예측하는 것으로 나타났다. 그러나 Seracino의 식은 실험 결과를 다소 과소평가하는 양상을 보이고 특히 부착길이가 작을수록 그 경향이 두드러진 것으로 나타났다. 이는 부착길이 증가에 따른 영향이 Seracino의 식에는 전혀 반영되어있지 않기 때문으로 볼 수 있다. 기존 실험 결과의 분석을 통하여 부착길이와 강도와의 상관관계를 찾고 또한 여러 개의 FRP부재를 인접하여 배치시 발생하는 무리효과를 고려하여 Seracino 식을 수정 제안하였다. 이 제시된 식을 이용하여 기존 실험체에 대한 내력을 계산하고 평가한 결과, 제안된 식으로서 표면매입 보강된 FRP의 부착강도를 매우 근사하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper analyzed seventy eight previous test results to evaluate bond strength of Near Surface-Mounted (NSM) FRP and prediction formulas previously proposed by researchers. The results showed that the most reliable bond strength prediction was the one proposed by Seracino, who considered the shap...

주제어

#표면매입 FRP   #부착강도   #형상계수(폭-두께비)   #부착길이   #무리효과  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그러나 아직까지 실제 FRP판의 형태 및 방법, 매입깊이, 콘크리트 강도 등과 같은 여러 인자에 따라 계산된 결과 값이 실제 실험으로 나타난 부착성능을 적절히 묘사하지 못하는 것으로 확인되어 이 연구에서는 기존 연구자들의 실험연구 결과를 분석하고 각 연구자의 내력평가방법을 비교한 뒤 실제 표면매입 보강된 FRP판의 부착 강도를 적절하게 평가할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
  • 이들의 연구 결과는 판형태의 FRP를 매입하는 방법이 다른 NSMR방법에 비하여 홈작업이 용이하고, 홈내에 삽입된 FRP 판의 부착력이 높아 보강효율이 높은 것으로 보고하고 있다. 또한 판형태의 FRP를 표면매입할 경우, 매입에 따른 부착강도와 변형에 대한 이론적인 연구도 함께 수행하여 그 결과가 제시되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
콘크리트 구조물의 보강을 위하여 표면매입방법을 사용한 것의 시초는 무엇인가? 콘크리트 구조물의 보강을 위하여 표면매입방법을 사용한 것은 1950년대 유럽에서 철근을 이용한 보강이 시초이다. 이후 FRP 재료의 발달에 의해 시트 또는 판형태로 제작된 FRP를 콘크리트 표면에 부착시켜 보강하는 방법이 널리 활용된 이후 최근에 FRP 재료를 표면에 매입하는 보강방법을 현장에 적용하고 있는 상황이다.
표면매입 보강의 장점은 무엇인가? FRP(fiber reinforced polymer)를 이용한 콘크리트 구조물의 보강에서, 표면매입 보강(nearsurface-mounted retrofit, NSMR)은 콘크리트에 홈을 형성하는 추가의 작업이 필요하지만, 보강효과를 높일 수 있고 FRP가 표면에 노출되지 않기 때문에 환경의 영향을 저감시킬 수 있는 공법으로 알려져 있다.
FRP 부재의 형상계수 (폭-두께비)와 강성을 반영한 Seracino의 식이 실험 결과를 다소 과대평가 하는 양상을 보이고 특히 부착길이가 작을수록 그 경향이 두드러지는 이유는 무엇인가? 2) 그러나 Seracino의 식은 실험 결과를 다소 과대평가 하는 양상을 보이고 특히 부착길이가 작을수록 그 경향이 두드러짐을 알 수 있다. 이는 부착길이 증가에 따른 영향이 Seracino의 식에는 전혀 반영되어 있지 않기 때문으로 볼 수 있다.
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참고문헌 (14)

  1. 서수연, 오재길, 최기봉, "FRP 판을 이용한 콘크리트 보강에서 보강방법에 따른 부착성능," 대한건축학회 논문집, 27권, 8호, 2011, pp. 55-63. 

  2. 서수연, 윤승조, 권영순, 최기봉, "표면매입 보강방법으로 콘크리트 내에 매입된 FRP 판과 콘크리트 사이의 부착거동," 콘크리트학회 논문집, 23권, 5호, 2011, pp. 675-682. 

    원문보기 상세보기

  3. 서수연, 최기봉, 권영순, "FRP 판으로 표면매입 보강된 철근콘크리트 보의 보강성능," 구조물진단학회지, 16권, 1호, 2012, pp. 18-26. 

  4. 정우태, "CFRP로 표면매립 보강된 철근콘크리트 보의 등가 단면 모델을 고려한 휨거동 분석," 명지대학교 박사학위논문, 2009. 

  5. 임동환, "표면매입 및 외부부착 탄소섬유판으로 보강된 RC보의 휨 거동에 관한 실험 연구," 콘크리트학회 논문집, 20권, 5호, 2008, pp. 601-609. 

    원문보기 상세보기

  6. EI-Hacha, R. and Rizkalla, S. H., "Near-Surface-Mounted Fiber-Reinforced Polymer Reinforcements for Flexural Strengthening of Concrete Structures," ACI Structural Journal, Vol. 101, No. 5, 2004, pp. 717-726. 

    상세보기

  7. Yost, J. R., Gross, S. P., Dinehart, D. W., and Mildenberg, J. J., "Flexural Behavior of Concrete Beams Strengthened with Near-Surface-Mounted CFRP Strips," ACI Structural Journal, Vol. 104, No. 4, 2007, pp. 430-437. 

    상세보기

  8. Ali, M. S. M., Oehlers, D. J., Friffith, M. C., and Seracino, R., "Interfacial Stress Transfer of Near Surface-Mounted FRP-to-Concrete Joints," Engineering Structures, Vol. 30, 2008, pp. 1861-1868. 

    상세보기 crossref

  9. Seracino, R., Raizai Saifulnaz, M. R., and Oehlers, D. J., "Geneeric Debonding Resistance of EB and NSM Plate-to-Concrete Joints," Journal of Composites for Construction, ASCE, Vol. 11, No. 1, pp. 401-409. 

  10. Seracino, R., Jones, N. M., Ali, M. S. M., Page, M. W., and Oehlers, D. J., "Bond Strength of Near-Surface Mounted FRP Strip-to-Concrete Joints," Journal of Composites for Construction, ASCE, Vol. 11, No. 4, pp. 401-409. 

    상세보기

  11. Sena-Cruz, J. and Barros, J., "A Pullout Test for the Near Surface Mounted CFRP-Concrete Bond Characterization," Conference of Sociedade Portuguesa de Materials, 13, Porto, 2007. 

  12. ACI Committee 440, "Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with FRP Bars (ACI 440.1R-01)," American Concrete Institute, Famington Hills, Mich., 2001, 41 pp. 

  13. Fib TG9.3, "Externally Bonded FRP Reinforcement for RC Structures," Techinical Report on the Design and Use of Externally Bonded Frbre Reinforced Polymer Reinforcement (FRP EBR) for Reinforced Concrete Structures, International Federation for Structural Concrete, Lausanne, 2001. 

  14. Nami, A., "FRP Reinforcement for Bridge Structures," Proceedings, Structural Engineering Conference Beams, Journal of Composites for Construction, ASCE, Vol. 5, No. 1, 2000, pp. 12-17. 

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