[논문]강판 및 유리섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트 보의 전단보강 효과에 관한 실험 연구

최현구; 오성영; 김상식

[국내논문] 강판 및 유리섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트 보의 전단보강 효과에 관한 실험 연구
An Experimental Study on Shear-Strengthening Effect of Reinforced Concrete Beams by Steel Plates and GFS 원문보기

최현구 (인하대학교 대학원 건축공학과) , 오성영 (인하대학교 대학원 건축공학과) , 김상식 (인하대학교 공과대학 건축공학과)

The aim of this research is to investigate and to compare the shear strengthening effects of steel plates and glass fiber sheets(GFS). Shear damaged beams were repaired by steel plates and GFS. Thickness of steel plates and strengthening type of GFS were taken as the parameters. With loading, the development and propagation of cracks, failure mode and deformation of strengthening materials were checked. The ultimate load was compared with formulas proposed by previous researchers.

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문제 정의

콘크리트 구조물의 전단내력이 부족할 때에는 연성적인 휨파괴가 생기기 전에 취성적인 전단파괴가 생기므로, 콘크리트 구조물의 전단보강에서는 전단강도와 더불머 파괴에 이르기까지의 전단거동이 실험적으로 검토되어야 한다. 이런 관점에서 이 연구에서는 전단균열이 생긴 보룰 강판과 유리섬유쉬트 로 보강했을 때 전단내력과 전단 거동을 실험을 통하여 파악하고 비교 검토하여 설계에 반엉하는 것을 목적으로 하고 있다.

제안 방법

200 t 용량의 범용구조물시험기에 그림 2와 같이 시험체를 배치하였고, 시험체의 변위를 파악하기 위하여 자동변위계를 설치하였다. 1차 가력으로 전단경간마다 1 개씩인 기준 시험체는 최종파피시까지 가력하였으며, 나머지는 파괴하중의 7(〕% 또는 균열 폭이 0.3-0.35 mm가 될 때까지 가력하였다. 卫 후림 3과 같이 전단보강올 실시한 후 양생을 거켜 보강재에 스트레인게 이지를 부착한 다음 2차 가력하였다.

대상 데이터

시험체는 폭 15 cm, 춤 30 cm의 길이 100 cm인 a/d=1.0 시험체 4 개와 길이 150 cm인 a/'d-2.0 시 험체 6 개가 제작되었다 철근은 SD4O 재질이며, 21림 1과 같이 배근하였다. 콘크리트의 평균압축강도 는 286 kg/cmZ였다.
콘크리트의 평균압축강도 는 286 kg/cmZ였다. 강판은 SS4005] 재질로 두께 23 mm, 4.5 mm가 사용되었고, 접착용의 에폭시 수 지 두께는 4 mm이며 특성은 표 1과 같다. 유리섬유쉬트는 유리심유와 에폭시의 복합재로 두께 1.

성능/효과

유리섬유쉬트보강 시 험 체도 쉬트 단부에서의 부착탈락에 이은 전단파괴와 휨압축파괴가 발생하였다. 재하시 기존 대각전단균열 의 폭이 다시 증가되는 양상을 보였으며 25〜31 %의 내력증가를 나타냈다 최종파괴시의 중앙 처짐은 유리섬유쉬트 보강체가 강판 보강체보다 크게 나타나고 있는데 이는 강판과 유리섬유쉬트의 강성의 차이에서 비롯된 것이다. 그림 4는 보강시험체의 균열 및 파괴형태를 나타넨 것이다.
5 mm를 보이고 있다. s/d=2O인 경우에는 모두 비슷한 형태로 커짐익제 효과를 보이고 있으며, 강판보강의 경우에는 73〜&6 mm, 유리섬유쉬■巨보강의 겸무에는 7.4〜 11.9 mm로 강핀으로 보강된 보의 처침 억제효과가 높은 것으로 나타났다.
1) 강판으로 보강된 시험체는 기준 시험체에 비하여 약 16-37 %의 내력증가를 보였으며, SAN₁, SANI1, SAM2는 전단파괴가 발생하였으며, SAN₂는 휨압축파괴가 발생하였다. 유리섬유쉬트로 보강된 시험체 는 25-31 %의 내력중가를 보였고 GAI, GSV2, GSD2는 유리섬유쉬트의 접착계면 탈락을 동반한 전 단파괴가 발생하였고, GA2는 휨압축파괴를 보였다.
는 휨압축파괴가 발생하였다. 유리섬유쉬트로 보강된 시험체 는 25-31 %의 내력중가를 보였고 GAI, GSV2, GSD2는 유리섬유쉬트의 접착계면 탈락을 동반한 전 단파괴가 발생하였고, GA2는 휨압축파괴를 보였다.
3) 전단보강에 의한 시험체의 강성이 즘가되었으며 강판보강의 경우가 유리섬유쉬트보강의 경우보다 강성 이 더 증가되어 시험체의 처짐억제에 효과적으로 작용하였다.
4) 전단강도 이론식을 실험값과 비교한 결과' 실험값이 강판의 경우에는 094~L14의 값을, 유리섬유쉬트 보강의 경우에는 0.86~L09의 값을 보여 전단내력을 유사하게 예측하고 있는 것으로 조사되었다.

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