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콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute v.22 no.3 = no.117, 2010년, pp.313 - 324   피인용횟수: 2
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전단 보강이 없는 FRP RC보의 전단강도 예측
Shear Strength Prediction of FRP RC Baem without Shear Reinforcements

이재훈    (영남대학교 건설시스템공학과   ); 신성진    (영남대학교 건설시스템공학과  );
  • 초록

    FRP 보강근은 현장 가공이 용이하지 않고 만곡부에서 강도가 저하되는 등 전단보강근으로 사용하기에는 해결해야 할 문제점이 많다. 전단보강을 필요로 하지 않는 구조요소에 FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 것은 별 어려움 없이 적용할 수 있다. 교량 바닥판이나 복개시설의 슬래브 등은 대부분 판상 구조로 전단보강이 없는 부재들이며, FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 경우에는 RC구조에 비하여 전단강도가 높지 않은 특성이 있다. 그러나 이러한 형식의 구조물에 대한 신뢰성 있는 전단강도 산정 기준이 확립되지 않은 상태이다. 이 연구에서는 FRP RC의 전단거동을 관찰한 선행연구 결과와 함께 문헌 조사를 통하여 관련 자료 211개를 축적하고, 각국의 전단강도 산정 기준과 비교 검토하였다. 분석 결과 AIJ, ISE 기준이 가장 우수하였으며, ACI 440.1R-06의 기준은 보수적인 설계를 제공하지만 분산 정도는 ISE와 유사하여 항상 일관성 있는 예측 값을 주는 장점이 있었다. 합리적인 새로운 전단강도식을 개발하기 위하여 표본자료의 전단강도를 가장 잘 설명할 수 있는 회귀모형을 구축하였으며 기존 설계식과 비교 검토하였다. 구축된 회귀모형을 기반으로 정확도가 높고 분산도가 작은 새로운 전단강도식을 제안하였다.


    There are many problems in application of FRP reinforcing bars as shear reinforcement, since bending of FRP bars is not a feasible process on construction site. Even though FRP bars can be manufactured in bent shape, they have lower strength at bent location. However, there are no serious problems to use FRP bars as flexural reinforcement. Plates or slabs like bridge decks, in general, do not need shear reinforcements. These types of members with FRP flexural reinforcement have lower shear strength than those with conventional steel flexural reinforcement. However, reliable process or equation for shear strength estimation of FRP reinforced concrete without shear reinforcement are not established, yet. In this study, predicted shear strength obtained from available design equations and assessment equations are compared with 211 experimental results. The results showed that among the current design codes, the Architectural Institute of Japan (AIJ) and the Institution of Structural Engineers (ISE) provided the best estimation. ACI 440.1R-06 provided conservative results with degree of dispersion similar to that of ISE. In addition, regression analysis on the collected experimental results was conducted to develop regression models. As a result, a new reliable shear strength equation was proposed.


  • 주제어

    전단무보강 .   전단강도 .   회귀분석.  

  • 참고문헌 (57)

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    3. Nawy, E. G. and Neuwerth, G. E., “Fiberglass Reinforced Concrete Slabs and Beams,” Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 103, No. ST2, 1977, pp. 421-440. 
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    48. Gross, S. P., Dinehart, D. W., Yost, J. R., and Theisz, P. M., “Experimental Tests of High-Strength Concrete Beams Reinforced with CFRP Bars,” Proceeding of the 4th International Conference on Advanced Composite Materials in Bridges and Structures (ACMBS-4), Calgary, Canada, 2004,pp. 1-8. 
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    50. El-Sayed, A. K., El-Salakawy, E. F., and Benmokrane, B., “Shear Strength of FRP-Reinforced Concrete Beams without Transverse Reinforcement,” ACI Structural Journal, Vol. 103, No. 2, 2006, pp. 235-243. 
    51. El-Sayed, A. K., El-Salakawy, E. F., and Benmokrane, B., “Shear Capacity of High-Strength Concrete Beams Reinforced with FRP Bars,” ACI Structural Journal, Vol. 103, No. 3, 2006, pp. 383-389. 
    52. Guadagnini, M., Pilakoutas, K., and Waldron, P., “Shear Resistance of FRP RC Beams: Experimental Syudy,” Journal of Composites for Construction, ASCE, Vol. 10, No. 6, 2006, pp. 464-473. 
    53. 노경배, 진치섭, 정치홍, 장희석, “FRP Bar 콘크리트 보의 휨보강비 변화에 따른 콘크리트 전단강도,” 대한토목학회 정기학술대회논문집, 2005, pp. 1211-1214. 
    54. 윤형수, 장희석, 김희성, “FRP Bar를 사용한 고강도 콘크리트 보의 콘크리트 전단강도,” 한국콘크리트학회 가을 학술대회 논문집, 17권, 2호, 2005, pp. 287-290. 
    55. 정원일, 장희석, 김충호, 황금식, “CFRP bar 콘크리트보의 전단지간비 및 휨보강비 변화에 따른 콘크리트 전단 강도,” 대한토목학회 정기학술대회 논문집, 2007, pp. 2250-2253. 
    56. 김재영, 김명갑, 김충호, 장희석, “GFRP bar 콘크리트보의 전단지간비 및 휨보강비의 변화에 따른 콘크리트 전단강도,” 한국콘크리트학회 가을 학술대회 논문집, 2007, pp. 113-116. 
    57. Grieef, S. L., “GFRP Dowel Bars for Concrete Pavement,” MS Thesis, University of Manitoba, Canada, 1996, 154 pp. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Choi, Kyoung-Kyu ; Kang, Su-Min ; Shim, Woo-Chang 2011. "Shear Strength Model for FRP Shear-Reinforced Concrete Beams" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, 23(2): 185~193     
    2. Choi, Ik-Chang ; Jung, Dae-Jin 2013. "Shear Behavior of Concrete Beams Reinforced with FRP Bar" 海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, 19(4): 403~409     

 저자의 다른 논문

  • 이재훈 (57)

    1. 1994 "철근 콘크리트 휨부재의 연성지수에 관한 해석적 연구" 대한토목학회논문집 14 (3): 391~402    
    2. 1995 "횡하중을 받는 철근콘크리트 장주설계를 위한 기둥의 등가강성식" 콘크리트학회지 = Magazine of the Korea Concrete Institute 7 (1): 156~164    
    3. 1998 "황산염의 침해를 받는 고강도 콘크리트의 강도특성과 물성변화" 콘크리트학회지 = Magazine of the Korea Concrete Institute 10 (5): 117~128    
    4. 1999 "연성을 고려한 철근콘크리트 기둥의 강도감소계수 적용에 관한 연구" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute 11 (4): 147~156    
    5. 1999 "고강도 철근 콘크리트 기둥의 실험 및 강도해석" 콘크리트학회지 = Magazine of the Korea Concrete Institute 11 (1): 149~160    
    6. 2000 "서해대교 PSM교 교각의 내진성능" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 4 (3): 67~81    
    7. 2003 "철근콘크리트 교각의 연성도 평가를 위한 비선형해석" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (4): 39~49    
    8. 2003 "지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 연성도 상관관계" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (4): 51~61    
    9. 2003 "하중계수 및 강도감소계수" 콘크리트학회지 = Magazine of the Korea Concrete Institute 15 (6): 22~29    
    10. 2003 "지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 소요연성도에 따른 심부구속철근량" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute 15 (5): 715~725    
  • 신성진 (2)

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