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탄소섬유시트 補强 철근콘크리트 보의 공정 휨모멘트 산정에 관한 硏究 원문보기
Determination of Norminal Moment Strength of RC Beams Strengthened with Carbon Fiber Sheets

  • 저자

    김영갑

  • 학위수여기관

    仁濟大學校 大學院

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    토목공학과 구조공학 전공

  • 지도교수

  • 발행년도

    2003

  • 총페이지

    x, 80p.

  • 키워드

    탄소섬유 보강 철근;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8952874&outLink=K  

  • 초록

    탄소섬유시트로 보강된 철근콘크리트 보의 휨성능은 구성재료들의 역학적인 메커니즘(mechanism)에 의해 결정된다. 본 연구에서는 구성재료들의 상태에 따라 3구간(탄성구간, 항복이후구간, 항복이후구간)으로 나누어 보강보의 휨성능을 비선형 해석하였다. 이론적 비선형 휨해석의 타당성을 검증하기 위해 보강보 휨실험을 실시하였다. 철근콘크리트 보는 폭 20㎝, 깊이 30㎝인 직사각형 단면을 사용하였으며, 유효깊이는 25㎝로 하였다. 다양한 철근콘크리트 보에 대한 휨해석의 적용을 위하여 3가지 인장철근비를 선택하였다. 1) ½ρ_(max)에 해당되는 철근비로서, 처짐을 고려할 때 가장 적당한 철근비이며, 일반적으로 설계시 적용되는 가장 높은 철근비, 2) ρ_(mix)에 가까운 철근비로서 설계시 적용되는 가장 낮은 철근비, 3) 1)과 2)의 중간값인 철근비. 보강량에 대한 휨성능을 고찰하기 위하여 보의 하부에 탄소섬유시트를 쪽 15㎝로 보강하였으며, 보강겹수는 현실적으로 가장 많이 시공하는 1∼4겹까지 선택하였다. 보강보 실험결과 지준 철근콘크리트 실험체에 대한 보강 실험체의 항복하중 및 최대하중의 증가비는 최대 96%, 205%로 증가하는 것으로 관측되었다. 또한 휨강성의 경부 기준 철근 콘크리트 실험체에 대한 보강 실험체의 증가비가 최대 30배에 이르는 것으로 나타났다. 또한 보장보 휨실험 결과를 바탕으로 하여 파괴형태, 하중-처짐 관계, 해석값과 실험값의 비교 등을 고찰하였다. 마지막으로 보강보의 공칭 휨모멘트 값을 산정하고, 기존의 강도설계법의 적용 여부에 대한 고찰을 행하여 올바른 보강보 설계의 방향을 제시하였다.


    The flexural behavior of a strengthened beam, that is a reinforced concrete beam with externally bonded carbon fiber sheets, depends on the mechanism of its constituents. This investigate attempts to analyze the flexural behavior of a strengthened beam by the three stage according to the conditions of the constituents. For the purpose to investigate the compatibility of nonlinear flexural analysis, experiment on beam strengthened with carbon fiber sheets attempts. A rectangular beam has a width of 20㎝, depth of 30㎝, and effective depth of 25㎝. In order to have a variety of beams analyzed, three reinforcement ratio are chosen for the analysis : 1)1/2βmin, which is the most suitable reinforcement ratio for deflection consideration and highest reinforcement ratio for practical designing beams as well; 2)βmin, which is the lowest reinforcement ratio for design purpose; and 3) the reinforcement ratio halfway from 1) and 2). Carbon fiber sheets with width of 15cm are externally bonded at the bottom fiber of the beam. The effects of the amount of carbon fiber sheets varying from 1 to 4 plies on the flexural capacity of the strengthened beam are also examined. From the experimental results, it has been absorbed that the yield load and ultimate load are increased up to 96% and 205%, respectively, due to carbon fiber sheets. The flexural rigidity of the strengthened beam was enhanced more than thirty times compared with control one. In addition, failure mode, load-deflection relationship, and the comparison of analysis with experiment are extensive investigated. Finally, the determination of the nominal moment capacity M, of the strengthed beam will be discussed.


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