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논문KCI 등재

격자형 CFRP 보강재의 격자간격에 따른 콘크리트 부착거동에 대한 실험적 연구

An Experimental Study on Concrete Bond Behavior According to Grid Spacing of CFRP Grid Reinforcement

장낙섭|오홍섭|노치훈
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2022.12|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제26권 제6호|pp. 73-81

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Pull-out test격자형 CFRP 보강재부착거동Bond behavior부착길이뽐힘시험Bond lengthGrid typed CFRP
주제분류안전공학

초록

최근 구조물의 사용연한이 증가함에 따라 다양한 요인에 의해 철근이 부식되어 구조물의 내하력이 감소하는 문제들이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위하여 내식성, 경량성, 고인장강도를 갖는 FRP 보강근의 부착특성에 대한 연구가 활발히 진행중이나, 콘크리트에 매립된격자형 CFRP 보강재의 부착특성에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 격자형 CFRP 보강재를 철근의 대체재로 사용하고 사용성 측면에서부착특성을 평가하기 위해, 격자형 CFRP 보강재의 종방향 부착길이와 횡방향 격자길이를 변수로 하여 직접인발시험을 수행하였다. 이를 통해격자형 CFRP 보강재의 부착하중-슬립 곡선을 도출하였으며, 부착거동을 분석하였다. 총 부착하중 식은 종방향 부착길이의 부착력과 횡방향격자의 전단력의 합으로 제안하였으며, 부착하중-슬립곡선의 면적을 전체 일로 표현하여 슬립량에 대한 에너지 소산량의 변화를 분석하여 횡방향 격자가 부착력에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.

Abstract

Recently, as the service life of structures increased, the load-carrying capacity of deteriorated reinforced concrete, where corrosion of reinforcingbars occurs due to various causes, is frequently decreased. In order to address this problem, many studies on the bond characteristic of FRP (FiberReinforced Polymer) bars with corrosion resistance, light weight and high tensile strength have been conducted, however there are not many studieson the bond characteristic of grid-typed CFRP embedded in concrete. Therefore, in order to evaluate the bond characteristics of grid-typed CFRP andits usability as a substitute for steel rebar, a pull-out test is performed using the longitudinal bond length and transverse grid length of the grid-typedCFRP as variables. Through the pull-out test, the bond load-slip curve of the grid-typed CFRP is derived, and the bond behavior is analyzed. The totalbond load equation is proposed as the sum of the bond force of the longitudinal bond length and the shear force of the grid in the transverse direction. Also, expressing the area of the bond load-slip curve as total work, the change in dissipated energy with respect to the slip is analyzed to examine theeffect of the tranverse grid on the bond force.

참고문헌 (19)

  1. American Concrete Institute. Committee 440., "Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars: ACI 440.1 R-06", American Concrete Institute, ~ (2006)
  2. ACI, A., "440.3 R-04: Guide Test Methods for Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures", American Concrete Institute, ~ (2004)
  3. Rizkalla, S., "Reinforcing Concrete with Fibre Reinforced Polymers", ISIS, ~ (2001)
  4. "ASTM D3916‐16. (2016), Standard Test Method for Tensile Properties of Pultruded Glass‐Fiber‐Reinforced Plastic Rod", ASTM D3916‐16, ~ (2016)
  5. "ASTM standard D7913", D7913M. (2014), Standard test method for bond strength of fiber-reinforced polymer matrix composite bars to concrete by pullout testing, 2014
  6. 이영학, "CFRP 보강근의 부착강도에 대한 실험적 연구", 대한건축학회논문집 구조계, 24(11), pp.53~60 (2008), 대한건축학회
  7. 고성현, "스터럽이 없는 GFRP 보강근 콘크리트 보에 대한 실험적 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 18(2), pp.21~29 (2014), 한국구조물진단유지관리공학회[DOI]
  8. 이정윤, "GFRP 보강근의 부착파괴면", 콘크리트학회 논문집, 20(3), pp.383~391 (2008), 한국콘크리트학회
  9. 장낙섭, "FRP 보강근비에 따른 FRP 보강 콘크리트 슬래브의 파괴거동 분석", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 25(5), pp.173~181 (2021), 한국구조물진단유지관리공학회
  10. 김태영, "콘크리트 압축강도가 GFRP 복합재료 보강근의 부착강도에 미치는 영향", 대한건축학회논문집 구조계, 21(12), pp.69~76 (2005), 대한건축학회
  11. Belarbi, A., "Bond-slip response of FRP reinforcing bars in fiber reinforced concrete under direct pullout", Proceedings of ICFRC-international conference on fiber composites, high performance concretes and smart materials, pp.409~419 (2004)
  12. Bischoff, P. H., "Tension stiffening and cracking of concrete reinforced with glass fiber reinforced polymer(GFRP)bars", Canadian Journal of Civil Engineering, 31(4), pp.579~588 (2004)
  13. Wei, W., "Bond performance between fibre-reinforced polymer bars and concrete under pull-out tests", Construction and Building Materials, 227, pp.116803~ (2019)
  14. Baena, M., "Experimental study of bond behaviour between concrete and FRP bars using a pull-out test", Composites Part B : Engineering, 40(8), pp.784~797 (2009)
  15. Vilanova, I., "Experimental study of bond-slip of GFRP bars in concrete under sustained loadsm", Composites Part B: Engineering, 74, pp.42~52 (2015)
  16. Wang, B., "Experimental investigation of stress transfer and failure mechanism between existing concrete and CFRP grid-sprayed PCM", Construction and Building Materials, 215, pp.43~58 (2019)
  17. Guo, R., "Bonding behavior of CFRP grid-concrete with PCM shotcrete", Engineering Structures, 168, pp.333~345 (2018)
  18. 정규산, "FRP Hybrid Bar와 이형 철근의 부착 특성 비교", 한국복합신소재구조학회 논문집, 9(2), pp.37~42 (2018), 한국복합신소재구조학회[DOI]
  19. Kumar, K. V, "Experimental Characterization of ILSS of CFRP Laminates", ~

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