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섬유-강판 복합플레이트로 보강된 RC 보의 휨 거동에 관한 연구
조백순,김성도,Cho, Baik-Soon,Kim, Seong-Do 한국전산구조공학회 2008 한국전산구조공학회논문집 Vol.21 No.5
철근콘크리트 보에 대한 섬유-강판 복합플레이트의 보강효과를 연구하였다. 합계 12개 철근콘크리트 보 중, 7개는 탄소 섬유-강판 복합플레이트(CSP)로 보강되었으며, 4개는 유리섬유-강판 복합플레이트(GSP)로 보강되었고, 나머지 1개는 비교를 목적으로 보강되지 않았다. 보강보 실험결과, 새로 개발된 섬유-강판 복합플레이트 보강시스템은 보강재의 조기탈락을 제어하여 연성파괴를 유도하는 것으로 나타났다. 본 연구에 사용된 CSP 보강보의 연성지수는 $3.01\sim3.81$, GSP 보강보의 연성지수는 $3.55\sim4.95$로 측정되었다. ESP 보강보 및 GSP 보강보의 최대하중은 보강하지 않은 기준보에 비해 각각 115%, 107% 향상된 것으로 측정되었다. 또한, 보강보 실험과 해석 결과들은 잘 일치하는 것으로 나타났다. The effectiveness of a new fiber-steel composite plate designed specifically to be used for strengthening of reinforced concrete members has been investigated. Twelve reinforced concrete beams were tested. Seven of the beams were strengthened with carbon fiber-steel composite plate(CSP), four of the beams were strengthened with glass fiber-steel composite plate(GSP), and one beam was used as a control specimen. The experimental results showed that new strengthening system controls the premature debonding and provides a more ductile failure mode than other conventional strengthening systems. The observed ductility ratios were $3.01\sim3.81$ and $3.55\sim4.95$ for strengthened beam with CSP and GSP, respectively. The maximum load was increased by 115% and 107% for strengthened beam with CSP and GSP, respectively, comparing with control beam. In addition, experimental and analytical results were well agreed.
조백순,김성도,백성용,최은수,최용주,Cho, Baik-Soon,Kim, Seong-Do,Back, Sung-Yong,Choi, Eun-Soo,Choi, Yong-Ju 한국전산구조공학회 2010 한국전산구조공학회논문집 Vol.23 No.3
FRP 보강단면의 공칭휨모멘트 산정에 강도설계법의 적용 타당성을 검토하기 위하여 5종류의 콘크리트 압축응력-변형률 모델을 적용하였으며, 컴퓨터 프로그램 언어를 이용하여 보강단면 휨해석을 실시하였다. 그 결과 보강단면의 휨해석에 콘크리트 압축응력-변형률 모델은 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 콘크리트 압축변형률이 0.003일 때, 휨해석으로 산정된 보강단면의 휨모멘트와 강도설계법으로 산정된 공칭휨모멘트는 거의 일치하는 것으로 나타났다. 그러나 보강단면의 인장철근비, FRP비, FRP 파단변형률, 콘크리트 압축변형률 등이 상대적으로 낮을수록, 강도설계법은 보강단면의 휨성능을 과대평가하는 것으로 해석결과에 나타났다. Five concrete compressive stress-strain models have been analyzed to check the validity of the strength method for determining the nominal moment of strengthened members using commercially available computer language. The results show that the concrete stress-strain models do not influence on the flexural analysis. The moment of a strengthened member obtained from the flexural analysis at concrete compressive strain reaching 0.003 is well agreed with nominal moment using the strength method. The flexural analysis results show that when the steel reinforcement, FRP ratio, FRP failure strain, and concrete failure compressive strain are relatively lower, the strength method overestimates the flexural capacity of the strengthened members.
섬유-강판 복합플레이트로 보강된 콘크리트 압축부재의 압축성능
조백순(Cho Baik-Soon),최은수(Choi Eunsoo),정영수(Chung Young-Soo),김연욱(Kim Yeon-Wook) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 A Vol.31 No.4A
콘크리트 공시체의 압축강도와 연성성능을 향상시키기 위하여 섬유-강판 복합플레이트 fiber-sheet and steel-plate composite plate(FSP))의 적용을 실험적으로 연구하였다. FSP 보강재료, 앵커볼트 설치방법, 콘크리트 압축강도 등이 고려된 FSP 보강 콘크리트 공시체의 압축실험을 실시하였다. FSP 보강 콘크리트 공시체의 압축실험결과, FSP는 콘크리트 공시체의 압축강도와 변형저항성능을 크게 향상시켰다. FSP 보강 콘크리트 공시체의 압축성능은 FSP 보강재 종류, 앵커볼트 사용방법, 콘크리트 압축강도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 앵커볼트를 사용한 FSP 보강 콘크리트 공시체 실험에서 측정된 FSP의 파단변형률은 FRP 보강 콘크리트 압축부재 실험에서 측정된 FRP 파단변형률보다 크게 측정되었다. FSP 파단변형률의 크기는 FSP의 보강효과에 영향을 미친다. FSP 보강 콘크리트 공시체 압축실험에서 측정된 축방향변형률, 원주방향변형률, 체적변형률에 의한 FSP 내부 콘크리트의 손상상태를 분석하여 FSP 보강효과를 평가하였다. 연구결과, FSP 보강공법은 콘크리트 압축부재의 보강방법으로 실용적 기법이라 판단된다. The application of newly developed fiber-sheet and steel-plate composite plate (FSP) as a means of improving strength and ductility capacity of concrete cylinders under axial compression load through confinement is investigated experimentally in this study. An experimental investigation involves axial load tests of two types of FSP strengthening material, two anchoring methods, and three concrete strengths. The FSP-confined cylinder tests showed that FSP provided a substantial gain in compressive strength and deformability. The performance of FRP-confined cylinders was influenced by type of the FSP strengthening material, the anchoring method, and concrete compressive strength. The FSP failure strains obtained from FSP-confined cylinder tests were higher than those from FRP-confined cylinder tests. The magnitude of FSP failure strain was related to the FSP composite effectiveness. The effects of FSP confinement on the concrete microstructure were examined by evaluating the internal concrete damage using axial, radial, and volumetric strains. From the observations obtained in this investigation, it is believed that FSP is one of the best solutions for the confinement of concrete compressive members.