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외부 부착 탄소섬유를 사용한 I형 보의 전단 보강 효과 연구
An Experimental Study on Shear Strengthening Effect of I-girder using Externally Bonded CFRP Strips 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.22 no.4, 2018년, pp.108 - 113  

김창혁 (성균관대학교)

초록
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기존 구조물의 노후화로 인하여 보수 및 보강에 관한 연구는 활발히 이루어지고 있다. 탄소섬유를 사용한 외부 부착공법은 경제적이고 짧은 시간에 보강 작업이 이루어질 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다. 일반적으로 탄소섬유를 사용한 전단 보강에는 일 방향 레이아웃이 많이 사용되고 있으며, 재료의 양, 섬유의 각도 그리고 간격 등에 관한 실험 연구가 많이 진행되었다. 하지만 예비 실험 결과를 통하여 이 방향 전단보강 레이아웃은 일 방향 전단보강보다 좀 더 효율적으로 부재를 구속하는 것을 확인하였다. 따라서, 유사한 재료의 양을 사용하여 일 방향과 이 방향 전단 보강 작업이 이루어진 후 실험을 통하여 두 보강작업의 효과가 검증되었다. 탄소섬유 보강 작업을 할 때는 탄소섬유의 부착파괴를 방지하기 위하여 탄소섬유 앵커가 설치되었다. 탄소섬유 앵커와 탄소섬유 레이아웃의 전단보강 효과는 실험 경간에 발생한 주인장 변형률의 분포를 통하여 검증되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Researches on strengthening and rehabilitation methods are being widely conducted due to the deterioration of existing concrete structures. Use of externally bonded Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) strips for the rehabilitation is a cost-effective and time-saving method. Generally, the CFRP l...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • (2016, 2017)은 이 방향 탄소섬유와 앵커의 적용성을 검증하기 위하여 콘크리트 패널을 사용한 소규모 실험을 진행하였다. 하지만 실제 현장에 사용되는 교량에 적용하여 변수를 검증하지 않았기 때문에 이 연구에서 실물 I형 보를 사용하여 이 방향 탄소섬유를 사용한 전단 보강의 적용성을 검증하였다. 실물 I형 보는 미국 텍사스에 있는 공장에서 조달되었던 보였으며, 실험은 The University of Texas at Austin의 Ferguson Structural Engineering Lab에서 이루어졌다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
탄소 섬유를 사용한 전단 보강의 효과에 대한 연구의 현황은? 탄소 섬유를 사용한 전단 보강의 효과를 규명하기 위하여 많은 실험 연구가 진행되었다. 하지만 대부분의 연구는 섬유 보강재의 양과 스트립의 각도에 관한 것이었으며, 이 방향 탄소섬유와 탄소섬유 앵커를 사용한 연구는 많지 않았다. Kim et al.
탄소섬유 재료의 특성은? 탄소섬유를 사용한 구조물의 보강은 경제적이고 빠른 시간에 작업이 이루어질 수 있으 면서 작업을 위하여 건물을 폐쇄할 필요 없이 구조물이 사용 되고 있는 동안 작업이 진행될 수 있다. 또한, 탄소섬유 재료는 고강도, 내부식성, 경량 등의 특성이 있기 때문에 널리 사용되고 있다.
탄소섬유를 사용한 구조물의 보강의 장점은? 탄소섬유 재료를 구조물 외부에 부착하여 보강하는 방법은 콘크리트 구조 물의 보강에 널리 활용되고 있다. 탄소섬유를 사용한 구조물의 보강은 경제적이고 빠른 시간에 작업이 이루어질 수 있으 면서 작업을 위하여 건물을 폐쇄할 필요 없이 구조물이 사용 되고 있는 동안 작업이 진행될 수 있다. 또한, 탄소섬유 재료는 고강도, 내부식성, 경량 등의 특성이 있기 때문에 널리 사용되고 있다.
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참고문헌 (12)

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  2. Cao, S. Y., Chen, J. F., Teng, J. G., and Chen, J. (2005), Debonding in RC Beams Shear Strengthened with Complete FRP Wraps, Journal of Composites for Construction, 9(5), 417-428. 

  3. Chaallal, O., Nollet, M. J., and Perraton, D. (1998), Shear Strengthening of RC Beams by Externally Bonded Side CFRP Strips, Journal of Composites for Construction, 2(2), 111-113. 

  4. Deniaud, C., and Cheng, J. J. R. (2003), Reinforced Concrete T-Beams Strengthened in Shear with Fiber Reinforced Polymer Sheets, Journal of Composites for Construction, 7(4), 302-310. 

  5. Jirsa, J. O., Ghannoum, W. M., Kim, C., Sun, W., Shekarchi, W. A., Alotaibi, N. K., Pudleiner, D. K., Zhu, J., Liu, S., and Wang, H. (2017), Use of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) with CFRP Anchors for Shear-Strengthening and Design Recommendations/Quality Control Procedures for CFRP Anchors, Report No. FHWA/TX-16/0-6783-1, Center for Transportation Research, The University of Texas at Austin, Texas, 1-278. 

  6. Khalifa, A., and Nanni, A. (2000), Improving shear capacity of existing RC T-section beams using CFRP composites, Cement and Concrete Composites, 22, 165-174. 

  7. Kim, C., Ghannoum, W. M., and Jirsa, J. O. (2016), Behavior of Reinforced Concrete Panels Strengthened with Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP), ACI Structural Journal, 113(5), 1077-1084. 

  8. Kim, C., Jirsa, J. O., and Ghannoum, W. M. (2017), Performance of Concrete Panels Reinforced with Carbon Fiber-Reinforced Polymer Materials, Journal of Composites for Construction, ASCE., 21(3), 04016100-1-8. 

  9. Kim, Y., Quinn, K., Ghannoum, W. M., and Jirsa, J. O. (2014), Strengthening of Reinforced Concrete T-Beams Using Anchored CFRP Materials, ACI Structural Journal, 111(5), 1027-1036. 

  10. Monti, G., and Liotta, M. (2007), Tests and design equations for FRP-strengthening in shear, Construction and Building Materials, 21, 799-809. 

  11. Norris, T., Saadatmanesh, H., and Ehsani, M. R. (1997), Shear and Flexural Strengthening of R/C Beams with Carbon Fiber Sheets, Journal of Structural Engineering, 123(7), 903-911. 

  12. Tanarslan, H. M., and Altin, S. (2010), Behavior of RC T-section beams strengthened with CFRP strips, subjected to cyclic load, Materials and Structures, 43, 529-542. 

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