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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정원석
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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현재 국내외적으로 널리 이용되고 있는 프리스트레스트 콘크리트 공법에서는 일반적으로 강재 긴장재가 사용된다. 그러나 구조물이 염분이나 수분, 제설제 등의 열악한 외부 환경에 노출될 경우 강재 긴장재에 부식이 발생하고, 구조물의 내하력이 저하되어 안정성에 문제가 발생하게 된다. CFRP 긴장재 표면매립 공법은 이러한 강재 긴장재를 사용하는 PSC 구조물의 단점을 개선하기 위해 CFRP 긴장재와 프리스트레싱 정착장치를 구조물의 인장측 표면에 매립하는 공법이다. CFRP 긴장재는 시공성이 우수하며, 콘크리트 속에 매립되어 화재 외부 및 기계적인 손상을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 기존의 강재 긴장재를 대체할 이상적인 구조물보강재로 인식되고 있다. 그러나 CFRP 긴장재는 기존 강재 긴장재와 역학적 특성, 물성치가 다르고 CFRP 긴장재와 프리스트레싱 정착장치에 맞는 설계기준이 없으므로 다양한 재료실험 및 부재실험이 필요하다.
본 연구에서는 CFRP 긴장재 표면매립 보강공법을 개선하기 위해서 부착성능 실험체를 제작하고 인발실험을 수행하였다. 실험 매개변수는 프리스트레싱 정착장치를 구성하는 강관 슬리브 내부에 충전되는 충전제와 슬리브의 직경, 그리고 CFRP 긴장재 표면처리 방법 등 세 가지로 설정하였다. 실험 방법으로 최대 980 kN용량의 만능시험기에 제작한 실험체를 거치 후, 변위제어방식을 사용하여 부착특성과 뽑힘특성을 분석하였다.
실험 결과, 강관 슬리브 내부에 충전되는 충전제가 충분한 강도를 발현하는 파괴형태인 CFRP 긴장재와 PVA 섬유피복사이의 부착면 파괴는 약 50 MPa이상의 압축강도를 가진 충전제를 사용한 실험체에서 발생하였다. 또한, 충전제 강도 증진을 위해 첨가한 첨가제가 부착성능에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다. 부착성능실험 결과로부터, 직경 34.0 mm의 강관 슬리브가 시공성과 부착성능 측면에서 가장 우수함을 확인하였다.
본 연구에서는 CFRP 긴장재 표면매립 보강공법을 개선하기 위해서 부착성능 실험체를 제작하고 인발실험을 수행하였다. 실험 매개변수는 프리스트레싱 정착장치를 구성하는 강관 슬리브 내부에 충전되는 충전제와 슬리브의 직경, 그리고 CFRP 긴장재 표면처리 방법 등 세 가지로 설정하였다. 실험 방법으로 최대 980 kN용량의 만능시험기에 제작한 실험체를 거치 후, 변위제어방식을 사용하여 부착특성과 뽑힘특성을 분석하였다.
실험 결과, 강관 슬리브 내부에 충전되는 충전제가 충분한 강도를 발현하는 파괴형태인 CFRP 긴장재와 PVA 섬유피복사이의 부착면 파괴는 약 50 MPa이상의 압축강도를 가진 충전제를 사용한 실험체에서 발생하였다. 또한, 충전제 강도 증진을 위해 첨가한 첨가제가 부착성능에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다. 부착성능실험 결과로부터, 직경 34.0 mm의 강관 슬리브가 시공성과 부착성능 측면에서 가장 우수함을 확인하였다.
목차
제 1장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목적 3제 2장 연구동향 4제 3장 부착실험 73.1 실험 개요 73.2 실험 매개변수 103.2.1 충전제의 강도가 매개변수인 부착실험 (실험군 A) 103.2.2 실험부 슬리브 직경이 매개변수인 부착실험 (실험군 B) 103.2.3 CFRP 긴장재의 표면처리 방법이 매개변수인 부착실험 (실험군 C) 113.3 실험체 제원 123.4 실험체 제작과정 143.5 실험체 설치 및 계측항목 163.6 실험 방법 20제 4장 실험 결과 214.1 개요 214.2 충전제 강도에 따른 부착특성 분석 (실험군 A) 234.2.1 CFRP 긴장재와 충전제 사이의 부착특성 분석 234.2.2 최대부착강도와 충전제강도와의 상관관계 분석 254.2.3 CFRP 긴장재 뽑힘 특성 분석 264.2.4 부착응력-슬립 관계 분석 314.2.5 CFRP 긴장재의 변형 분석 364.2.6 실험부 슬리브의 변형 분석 364.3 슬리브 직경에 따른 부착특성 분석 (실험군 B) 424.3.1 CFRP 긴장재와 충전제 사이의 부착특성 분석 424.3.2 부착면 파괴형상 분석 434.3.3 부착응력-슬립 관계 분석 444.3.4 CFRP 긴장재의 변형 분석 474.3.5 실험부 슬리브의 변형 분석 474.4 표면처리 방법에 따른 부착특성 분석 514.4.1 CFRP 긴장재와 충전제 사이의 부착특성 분석 514.4.2 부착면 파괴형상 분석 524.4.3 부착응력-슬립 관계 분석 534.4.4 CFRP 긴장재의 변형 분석 57제 5장 요약 및 결론 58참고문헌 60부록 A. 63ABSTRACT 67감사의 글 69
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