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아리미드섬유와 PET섬유시트로 보강한 철근콘크리트 기둥의 구조성능평가

Structural Performance Evaluation of Reinforced Concrete Column Reinforced with Aramid Fibers and PET Fibers

조민수|최진형|김길희|김동환|조우래
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2023.02|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제27권 제1호|pp. 78-85

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Reinforcement보강전단거동PET섬유PET fibers휨거동철근콘크리트 기둥아라미드하이브리드 섬유시트Reinforced concrete columnAramidHybrid sheetsFlexural behaviorsShear beahaviors
주제분류안전공학

초록

이 연구는 하이브리드 섬유시트를 이용하여 보강된 철근콘크리트 기둥의 구조성능평가에 관한 연구이다. 내진보강 공법은 보강이필요한 노후 콘크리트 구조물에 아라미드섬유와 PET섬유를 일축으로 배열하여 직조한 하이브리드 섬유시트를 에폭시로 함침하고, 이를 구조물에 부착시켜 보강 구조물의 내하력을 증진시키는데 그 목적이 있다. 특히, 강재보다 가벼운 섬유를 사용함으로써 얻어지는 재료의 경량화뿐만 아니라, 사용된 섬유 중 저강도 고인성의 섬유요소가 고강도 저인성 섬유요소의 취성적 파괴를 지연시켜 기존의 섬유보강 공법과 비교해 안전성 측면에서 우수하다. 연구는 구조실험과 그 결과에 대한 구조성능평가로 진행되었다. 총 4개의 실험체는 하이브리드 보강방법 및 파괴모드를 주요변수로 계획하였으며, 실험체 크기 및 가력조건 등은 기존연구에서 수행한 실험결과와 비교가 가능하도록 계획하였다. 실험체의 구조성능은 에너지소산능력, 연성평가등을 사용하여 평가하였다. 다음과 같은 분석을 통하여 하이브리드 섬유시트의 보강하였을 때 우수한 성능 결과를 보일 수 있다는 결론은 얻었다.

Abstract

This study evaluates the performance of reinforced concrete columns using hybrid fiber sheets for structural behavior. The purpose of thismethod is to improve the load-bearing capacity of the reinforced structure by impregnating a hybrid fiber sheet, which is woven by arranging aramidand glass fibers uniaxially and attached to an aged concrete structure requiring reinforcement with epoxy. In particular, not only the weight reductionof the material obtained by using a fiber lighter than the steel material, but also the low-strength, high-toughness fiber element among the fibers useddelays the brittle fracture of the high-strength, low-toughness fiber element. The low-strength, high-toughness fiber element among the fibers useddelays the brittle fracture of the high-strength, low-toughness fiber element, resulting in weight reduction compared to steel. The study conductedstructural tests on four specimens, with the hybrid reinforcement method and failure mode as main variables. Specimen size and loading conditionswere chosen to be comparable with previous studies. The structural performance of the specimen was evaluated using energy dissipation capacity andductility. Analysis shows that excellent results can be obtained with the hybrid fiber sheet reinforcement.

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