유공형 FRP 판으로 전단 보강된 철근콘크리트 보의 전단성능에 관한 실험적 연구 :

최종훈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최종훈 (경희대학교, 경희대학교 대학원)

지도교수: 이영학

발행연도: 2014

저작권: 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2014

유공형 FRP 판으로 전단 보강된 철근콘크리트 보의 전단성능에 관한 실험적 연구

최종훈 건축공 2014.01 학위논문

2013

FRP 판으로 보강된 철근콘크리트 보의 전단강도 평가

최종훈 , 김민숙 , 김희철 외 1명 대한건축학회 논문집 - 구조계 2013.06 학술저널

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철근콘크리트 보의 전단거동은 휨 거동과 달리 갑작스럽게 파괴되는 취성파괴의 특성을 지니고 있다. 철근콘크리트 보는 부재의 형상, 콘크리트 압축강도, 보강재의 강도, 인장철근비, 전단경간비, 전단보강비, 등의 다양한 변수들로 인하여 전단거동 특성을 파악하기가 매우 어렵다. 철근콘크리트 보의 일반적인 전단보강재 로 사용되고 있는 철근 스터럽은 부식에 의한 내구성 저하와 보수보강비용의 증가와 같은 단점을 가지고 있으므로 철근을 대신할 재료로 비자기성, 고내구성, 고강도성, 경량성의 장점을 가진 FRP(fiber reinforced polymer)가 각광받고 있다. 그러나 FRP를 보강하는 기법에 대한 연구는 미비하며, 설계지침 또한 수립되지 않은 실정이다.
본 논문에서는 새로운 형상의 FRP 판으로 전단 보강된 철근콘크리트 보의 전단강도 산정식을 제안하기 위하여 기존의 설계규준에 포함된 전단강도식을 수정하여 적용이 가능한지 연구한다. FRP 판은 개구부가 있는 판(plate)의 형태로서 콘크리트와의 일체화 거동을 위하여 콘크리트에 매립하여 시공한다. 총 12개의 시험체에 대한 전단실험을 수행하고, 전단경간비는 2.4로 설정한다. 실험 변수는 FRP 판의 종류, FRP 판의 형상, 전단보강량으로 선정한다. FRP 판의 종류에는 AFRP (aramid fiber reinforced polymer), CFRP(carbon fiber reinforced polymer), GFRP(glass fiber reinforced polymer)가 있다. FRP 판의 형상에는 기본격자형 및 평행사변형 두 가지가 있다. FRP 판의 전단보강량에 따른 비교를 위하여 ACI 318-11 기준식의 최소전단보강량 및 최대전단보강량 기준식을 통해 시험체를 설계하였다.
철근콘크리트 보의 전단보강재로서 FRP 판의 적용가능성을 평가하기 위하여 ACI 318-11 기준식과 CSA A23.3-04 기준식의 수정식을 통해 비교 및 분석하였다. 결과적으로 실험에 의한 전단강도와 수정 제안식에 의한 전단강도를 비교한 결과, CSA A23.3-04 수정식이 ACI 318-11 수정식보다 전단강도를 더 잘 예측하는 것으로 나타났다.

제 1 장. 서 론 1
1.1. 연구의 배경 1
1.2. 연구의 목적 6
1.3. 연구 방법 및 범위 8
제 2 장. FRP 판으로 보강된 보의 전단 실험 계획 10
2.1. 시험체 개요 및 제작 10
2.1.1. 시험체 재료 10
2.1.2. 시험체 개요 12
2.1.3. 시험체 제작 19
2.2. 실험방법 21
제 3 장. FRP 판으로 보강된 보의 전단 실험 결과 23
3.1. 균열양상 23
3.2. 파괴형태 26
3.3. 하중-변형률 관계 30
3.3.1. FRP 판의 변형률 31
3.3.2. 인장철근의 변형률 33
3.4. 변수에 따른 전단강도 평가 34
3.4.1. FRP 판의 종류 34
3.4.2. FRP 판의 형상 35
3.4.3. 전단보강량 37
제 4 장. FRP 판으로 보강된 보의 전단강도식 평가 40
4.1. FRP 판의 전단강도 기여분 산정 방법 40
4.2. ACI 318-11의 전단강도 42
4.3. CSA A23.3-04의 전단강도 44
4.4. 수정 제안식의 적용가능성 평가 및 비교 분석 47
제 5 장. 결 론 53

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