탄소섬유시트로 휨 보강된 철근콘크리트 보의 보강효과 영향인자 분석 :

김영희

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 김영희 (이화여자대학교, 이화여자대학교 대학원)

지도교수: 김희선

발행연도: 2013

저작권: 이화여자대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수0

이 논문의 연구 히스토리 (4)

2013

탄소섬유시트로 휨 보강된 철근콘크리트 보의 보강효과 영향인자 분석

김영희 건축공 2013.01 학위논문

휨 보강용 섬유시트연구동향소개

김영희 , 김희선 복합신소재구조학회지 2013.01 학술저널

2012

탄소섬유시트로 휨 보강된 철근콘크리트 보에서 탄소섬유시트 겹 수에 따른 구조 거동 평가

김영희 , 김나은 , 신영수 외 1명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2012.11 학술대회자료

계단식 단부 형태의 탄소섬유시트로 보강된 RC보의 구조거동 평가에 관한 실험적 연구

김영희 , 김희선 복합신소재구조학회논문집 2012.01 학술저널

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

최근 들어 건축물의 노후화 및 용도 변경으로 인한 구조물의 보수, 보강에 관한 필요성이 증대되면서 섬유시트 보강 철근콘크리트 구조물의 수요가 날로 증가하고 있다. 섬유시트 보강은 구조물의 형태에 관계없이 시공이 용이하며 인장성능이 우수하여 구조물의 보강재로서 탁월한 장점을 가지고 있다. 특히 탄소섬유시트는 두께가 얇아 부착성능이 좋으면서도 큰 강성을 지니고 있어 비싼 가격에도 불구하고 사회기반 시설뿐 아니라 건축물의 보강재로써 사용이 확대되고 있다. 탄소섬유시트를 이용하여 철근콘크리트 보에 휨 보강을 하는 경우 나타나는 파괴모드는 부착파괴를 포함하여 대부분 취성파괴의 형태를 띠고 있어 파괴시점을 예측하는데 어려움이 있다. 특히 파괴모드에 영향을 미치는 다양한 인자가 복잡한 관계를 맺고 있기 때문에 어떤 상황에서 어떤 파괴모드가 발생하는지 예측하는 것 또한 어려운 실정이다.
본 연구에서는 여러 겹의 탄소섬유시트로 휨 보강된 철근콘크리트 보에서 보강효과에 영향을 미치는 다양한 인자에 대한 분석을 수행하였다. 섬유시트의 단부형태, 길이, 겹 수 및 보의 옆면 보강량을 변수로 하여 철근콘크리트 보를 보강하고 가력 실험을 수행하였다. 또한, 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 탄소섬유시트로 휨 보강된 철근콘크리트 보의 구조 해석을 수행하였다. 보강효과 영향 인자에 따른 휨 내력 및 응력 분포를 해석적으로 실험값과 유사하게 구현하였다. 이를 기반으로 인장 철근의 보강량 변화가 탄소섬유시트로 보강된 철근콘크리트 보의 보강효과에 어떠한 영향을 미치는지 추가적인 해석 수행을 통해 알아보았다.
실험과 해석 연구 결과, 탄소섬유시트의 보강 겹 수가 증가할수록 조기에 보강재에서 부착파괴가 발생하여 보강효과가 감소하며 이는 섬유시트 단부에서의 계면응력 집중 현상에 기인한다. 따라서 여려 겹의 탄소섬유시트를 부착하여 보강하는 경우 겹마다 길이를 다르게 하여 계단식 단부형태로 보강하는 것이 보강효과에 유리하다. 또한, 보의 밑면뿐만 아니라 옆면까지 올려서 보강하는 경우 옆면 보강량이 클수록 보강효과가 증가하는 것을 알 수 있다.

CFRP (Carbon fiber reinforced polymer) sheets are used for strengthening structural members such as beams, slabs and columns due to its wide range of application and high strength. For instance, flexural and shear capacity of beams can be increased by attaching CFRP sheets on flexural and side surfaces of the beams, respectively. For concrete beams strengthened with CFRP sheets, premature failure of CFRP sheets is critical because the beams often show sudden failures due to cover delamination or CFRP debonding, and capacity of the CFRP sheets is not fully achieved at the time of beam failure.
This study aims at investigating the structural behavior of RC (reinforced concrete) beams externally strengthened with CFRP sheets according to influencing parameters on strengthening effect. Towards this goal, experimental and analytical studies are performed. For the experimental studies, RC beams having different lengths, numbers and widths of CFRP sheets and the termination point of each CFRP sheet are subjected to four point-bending with simply supported condition. From the test, structural behaviors such as cracks, beam failure modes, load-deflection relationships are observed. Also, a numerical differentiation is employed to analyze the stresses between concrete and CFRP sheets. Analytical models are generated including cohesive elements for epoxy to verify the structural behavior of RC beams with CFRP sheets. Moreover, parametric studies are performed to predict structural behaviors of RC beams having different amount of flexural reinforcing bar.
Based on the results, following conclusions can be drawn: 1) The stiffness of the beams strengthened with CFRP sheets increases with the increase of numbers of CFRP layers, however, beams strengthened with multiple layers show premature failures due to cover delamination. 2) When multiple layers of CFRP sheets are used for strengthening, beams with the tapered layers of CFRP are able to avoid premature failure due to the stress concentration on the termination point of CFRP sheets. 3)　When width of CFRP sheets is wider than width of RC beam, concrete cover separation occurs along the location of reinforcing steel bars due to high interfacial stresses between concrete and CFRP sheets. 4) The proposed analytical results are in good agreements with the experimental results which proves the validity of the analytical method proposed in this study.

제 1 장 서론 1
1.1 연구의 배경 및 목적 1
1.2 연구의 범위 및 방법 3
제 2 장 기존의 연구 동향 4
2.1 파괴모드와 부착강도 분석 4
2.2 보강재 형상에 따른 구조 거동 분석 7
제 3 장 탄소섬유시트로 휨 보강된 철근콘크리트 보의 실험 10
3.1 실험 계획 및 방법 10
3.1.1 실험체 계획 10
3.1.2 실험 방법 14
3.2 실험 결과 및 분석 20
3.2.1 탄소섬유시트의 단부형태와 길이에 따른 구조 및 역학적 거동 분석 20
3.2.2 탄소섬유시트의 겹 수에 따른 구조 및 역학적 거동 분석 34
3.2.3 보의 옆면 보강량에 따른 구조 및 역학적 거동 분석 46
제 4 장 보강효과 영향인자의 구조 거동 해석 53
4.1 유한요소해석 방법 53
4.2 해석 결과 적합성 검증 59
4.2.1 하중-변위 관계 59
4.2.2 주응력도 분석 68
4.3 변수 해석 - 인장 철근 보강비에 따른 구조 거동 해석 74
4.3.1 변수 설계 및 모델링 방법 74
4.3.2 해석 결과 76
제 5 장 결론 78
참고문헌 80
ABSTRACT 83

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (4)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)