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전단키 종류에 따른 GFRP Plate와 콘크리트의 합성거동에 관한 실험적 연구
김용재 ( Kim Yongjae ),신정렬 ( Shin Jeongryol ),이안호 ( Lee Anho ),문도영 ( Moon Doyoung ) 한국복합신소재구조학회 2023 복합신소재구조학회논문집 Vol.14 No.6
섬유 보강폴리머(Fiber Reinforced Polymer: FRP)는 강재에 비해 인장강도 및 내식성이 우수하므로 콘크리트와의 합성을 통해 FRP의 재료적 특성에 의한 단점을 보완하고, 그 활용도를 증진시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 FRP와 콘크리트로 구성된 단면이 설계이론과 동일한 합성거동을 하기 위해서는 전단연결을 통해 두 요소 간 충분한 응력전달이 이루어져야 한다. 이 논문에서는 GFRP Plate와 콘크리트의 합성거동 증진을 위한 다양한 전단연결 방법을 제안하고, 변수별 거동 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 단위부재 형태의 시험제를 제작하여 Push out 실험을 진행하였다. 실험결과, 작은 단면의 FSK도 높은 전단력을 저항하는 것으로 확인되어 볼트 천공에 의한 손상이 우려되는 단면구간에서 FSK 적용이 가능할 것으로 예상된다. 또한 GFRP Plate에 볼트를 전단연결재로 활용할 경우, GFRP Plate의 파단을 방지하고 전단저항력 증진을 위해 FSK를 동시에 적용하는 것이 효과적인 것으로 판단된다. Fiber-reinforced polymer (FRP) exhibits superior tensile strength and corrosion resistance compared to steel but has a lower elasticity. Recently, researchers have addressed this by proposing composite sections of FRP and concrete. To ensure the intended composite behavior, these FRP-concrete sections should exhibit sufficient stress transfer between the two elements through a shear connection. Herein, various shear connection methods were proposed to improve the composite behavior of glass fiber-reinforced polymer (GFRP) plates and concrete. Through push-out tests, the behavior characteristics of the prepared specimens were analyzed. The findings confirm that an FRP shear key (FSK) with a small cross-section resists high shear stresses, making it suitable for sections vulnerable to damage from bolt drilling. Additionally, combining an FSK with bolts as shear connectors on a GFRP plate proves beneficial in preventing the fracture of the plate and improving the shear resistance.
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