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GFRP 보강 철근 폴리머 콘크리트 T형 보의 휨 특성
Flexural Characteristics of Reinforced Polymer Concrete T-Beams Strengthened with GFRP 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.24 no.5, 2012년, pp.585 - 596  

김남길 (동일기술공사) ,  황해근 (강원대학교 지역건설공학과) ,  연정흠 (텍사스대 교통연구센터)

초록
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이 연구는 교량이나 주차장 건물 등에 적용이 가능한 GFRP 보강 철근 폴리머 콘크리트 T형 보의 휨 특성에 관한 연구로서 GFRP 보강 수준에 따른 압축파괴(compression failure: CF), 인장파괴(tension failure: TF) 및 GFRP 보강재의 파괴(fiber sheet failure: FF) 등 파괴모드의 판단과 결정방법을 제시하고, 파괴모드별 설계휨강도 산정식을 제시하였다. GFRP 보강 철근콘크리트 보에서는 FF, TF, CF 등 3가지 파괴모드 중에서 철근항복 ${\rightarrow}$ GFRP 파단 ${\rightarrow}$ 압축측 콘크리트 파괴의 순으로 진행되는 FF 파괴모드가 가장 이상적이다. FF 파괴모드의 경우 압축측 폴리머 콘크리트가 극한변형률(${\varepsilon}_{cu}$)에 도달하기 전에 GFRP가 먼저 파단되므로 콘크리트의 극한상태를 기반으로 하는 기존의 등가직사각형 응력블럭의 개념을 적용할 수 없다. 따라서 이 연구에서는 폴리머 콘크리트의 특성에 부합되는 이상화된 폴리머 콘크리트의 압축응력-변형률 곡선을 제안하고, 폴리머 콘크리트의 변형률을 기반으로 하여 응력블럭 매개변수 ${\alpha}$, ${\beta}$를 도출하였다. 또한 T형 보의 형상비에 따른의 압축응력 분포 및 설계휨강도 특성을 규명하고 적정한 형상비를 2.5로 제시하였으며, GFRP 보강재의 두께 및 높이에 따른 설계휨강도 산정식을 제시하고 그 식의 적정성을 실험과 이론해석에 의해 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the flexural characteristics of reinforced polymer concrete T-beams strengthened with GFRP, typically used for bridges and parking structures, are investigated. A method to determine the flexural failure mode of reinforced polymer concrete T-beams comprised of compression failure (CF)...

주제어

#폴리머 콘크리트   #T형보   #휨거동   #등가직사각형 응력블럭   #파괴모드  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폴리머 콘크리트는 어디에 이용되고 있는가? 폴리머 콘크리트는 보통 시멘트 콘크리트에 비해 압축, 휨 및 인장강도 등 역학적 성질이 우수할 뿐만 아니라 부착성, 방수성, 내약품성 및 동결융해저항성 등이 뛰어나 콘크리트 포장 덧씌우기나 보수용으로 이용되어 오고 있으며, 교량과 같은 도로용 구조물이나 열악한 환경조건 하에 놓여있는 지하나 해양구조물용 구조부재로 널리 이용되고 있다.1,2)
폴리머 콘크리트의 장점은 무엇인가? 폴리머 콘크리트는 보통 시멘트 콘크리트에 비해 압축, 휨 및 인장강도 등 역학적 성질이 우수할 뿐만 아니라 부착성, 방수성, 내약품성 및 동결융해저항성 등이 뛰어나 콘크리트 포장 덧씌우기나 보수용으로 이용되어 오고 있으며, 교량과 같은 도로용 구조물이나 열악한 환경조건 하에 놓여있는 지하나 해양구조물용 구조부재로 널리 이용되고 있다.1,2)
FRP 시트 보강재의 폴리머 콘크리트와의 결합 특징은 무엇인가? FRP는 폴리머 콘크리트와 같은 불포화 폴리에스터 수지를 결합재로 하므로 폴리머 콘크리트와 동시 시공 및 양생이 가능하여 경화수축에 의한 보강재의 응력손실을 방지함은 물론 폴리머 콘크리트와의 계면 부착력을 향상 시켜 단부 부착파괴와 같은 국부파괴를 사전에 방지한다.
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참고문헌 (18)

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  3. ACI 440R-96(1996), State-of-the Art Report on Fiber Reinforced Plastic (FRP) Reinforced for Concrete Structures, American Concrete Institute (ACI Committee 440), Farmington Hills, Michigan, USA, 68 pp. 

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