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탄소섬유시트로 보강된 콘크리트 구조물 경계문 재료의 크리프 영향 해석
박용득(Park Yong Deuk),신승교(Shin Seung Kyo),강석화(Kang Suk Hwa),임윤묵(Lim Yun Mook) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.3A
탄소섬유시트 보강공법은 열화 손상된 콘크리트 구조물의 보강에 가장 많이 사용되는 보강공법 중 하나이다. 탄소섬유시트 보강공법은 에폭시접착제를 사용하여 탄소섬유시트를 콘크리트의 외부에 부착하는 보강공법으로 탄소섬유시트에 의한 휨보강이 에폭시 접착 경계면을 통하여 콘크리트로 전달된다. 따라서 사용기간이 경과함에 띠라 에폭시 접착 경계면에 발생하는 크리프 등의 시간의존적 거동은 보강효과를 감소시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 경계면에서 발생하는 크리프 영향을 해석하기 위하여 콘크리트의 크리프 거동에 대한 기존의 연구들을 고찰하고, 이를 바탕으로 에폭시 접착 경계면의 크리프 영향을 예측할 수 있는 이론적인 연구를 수행하였다. 제안된 유한요소해석기법은 기존의 콘크리트 크리프 거동 분석을 위해 사용되던 유변모델을 에폭시 접착 경계면에 적용한 것으로 기존 실험결과와 비교를 통하여 타당성을 검증하였다. 또한, 제안된 유한요소해석을 통하여 탄소섬유시트로 보강된 콘크리트 구조물의 시간의존적 거동에 경계면 재료의 크리프 영향을 반드시 고려해야 한다는 것을 입증하였다. External bonding of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets has been widely accepted as a popular method for strengthening of deteriorated RC structures. The long-term behavior of CFRP-strengthened RC structure is often affected by that of the interface between CFRP sheets and concrete. This study aims at applying a viscoelastic model to describe the creep behaviour of the adhesive layer bonding CFRP sheet to concrete, the CFRP-concrete interface. Reviews of available models on concrete creep behavior have been first carried out and then new FE analysis model is proposed. The proposed FE analysis model based on the maxwell model has been verified by previous experimental results. It is shown that the creep effect of interfacial adhesive layer is very important on the long-term behavior of concrete structures strengthened with CFRP.
국내 설계하중의 피로특성을 적용한 고주탑 엑스트라도즈드교의 성능개선에 관한 연구
이영진(Lee Young Jin),신승교(Shin Seung Kyo),임윤묵(Lim Yun Mook) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.2A
본 연구에서는 기존 엑스트라도즈드교와 PSC 사장교 사이의 영역인 주탑고비 1/6~1/7의 고주탑을 적용하여 엑스트라도즈드교의 구조적, 경제적 특성을 평가하였다. 주탑고가 증가함에 따라 사재의 연직하중 분담율의 증가와 함께 변동응력도 증가하여 사재의 피로안정성이 주요 설계변수임을 알 수 있었다. 국내에서는 엑스트라도즈드교의 설계기준 부재로 인하여 일본 설계기준을 준용하고 있다. 또한, 피로 검토하중도 정립되지 않고 있어 본 연구에서는 일본 피로 검토하중에 대응하는 국내 활하중을 적용 검토하여 DL24 하중이 피로 검토하중으로 적정함을 일 수 있었다. 제시된 피로 검토하중을 적용하여 주탑고, 주거더의 강성, 케이블 면수 등을 매개변수로 엑스트라도즈드교의 구조적, 경제적 특성을 검토하였다. 본 연구의 결과로써 일면 케이블 배치가 이면 케이블 배치보다 경제적임을 알 수 있었다. 또한 주탑고비가 1/6의 변단면 고주탑 엑스트라도즈교에서 연직 하중분담율이 30~50% 이내로 모든 사재가 허용변동응력 이내로 들어와 사재를 효율적으로 사용할 수 있어 가장 경제적임을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 기존의 엑스트라도즈드교보다 높은 주탑고를 적용함에 따라 구조적, 경제적으로 효율성을 높일 수 있음을 확인하였다. This study proposes the optimal ratio of vertical load-carrying capacity (β) by investigating structural performances and economic efficiency in the extradosed bridges. Without design standards for the extradosed bridge, Japanese design standards have been used domestically. For the design live load, DL24 is found to be more adequate than D824. Using the DL24 load, parameter studies are carried out. The parameters are 'main tower height', 'main girder stiffness', and 'cable arrangement'. As a result, it is found that one side cable-stayed extradosed bridges are more economical than double side cable-stayed extradosed bridges. This study also shows that when the ratio of vertical load-carrying capacity(β) is 30~50% in the extradosed bridge with the ratio of tower height to main span length 1/6, the extradosed bridge is most economical because of the cable stress less than the allowable stress.