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논문KCI 등재

유한요소해석을 통한 벨크로로 보강된 RC 기둥의 횡방향 강도 및 연성 능력 평가

Evaluation of Lateral Strength and Ductility of Velcro Reinforced RC Columns with Finite Element Analysis

이수영|김경민|김건우|김진섭|김상우
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2021.08|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제25권 제4호|pp. 12-19

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ReinforcementNumerical analysis연성보강보강재벨크로RC기둥해석연구VelcroRC columnDuctile reinforcement
주제분류안전공학

초록

최근 전 세계적으로 지진이 빈번하게 발생하면서 지진으로부터 철근콘크리트 시설물의 내진설계 및 내진보강에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 철근콘크리트 구조물의 압축부재인 기둥은 지진에 의한 횡력에 취약하여, 적절한 내진보강공법이 필요하다. 따라서 본연구에서는 시공이 빠르고 간편한 벨크로 내진보강재를 개발하고자 하였다. 벨크로 내진보강재 개발을 위해 기존 공업용 벨크로의 부착성능과 인장력을 증가시켰으며, 공업용 벨크로와 개발된 벨크로 내진보강재의 인장성능을 비교하기 위해 직접인장실험을 수행하였다. 또한 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 RC 기둥의 내진성능을 예측하기 위한 해석연구를 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 비내진 RC 기둥의벨크로 보강재의 보강에 따른 강도와 연성능력에 대하여 검토하였다. 해석결과 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 비내진 RC기둥의 강도와 연성능력이 모두 증가함을 확인하였으며, 개발된 벨크로 내진보강재의 내진 성능이 공업용 벨크로 보다 크게 나타남을 확인하였다.

Abstract

Recently, with frequent earthquakes around the world, research on seismic design and seismic reinforcement of reinforced concrete facilitieshas been actively conducted from earthquakes. In particular, columns, which are compressed members of reinforced concrete structures, are vulnerableto lateral forces caused by earthquakes, so an appropriate seismic reinforcement method is required. Therefore, this study intended to develop Velcroseismic reinforcement method that is quick and easy to construct. For the development of Velcro seismic reinforcement, the adhesion and tensile strengthof the existing industrial velcro was improved. A direct tensile test was also conducted to compare the tensile performance of the newly-developed velcroseismic reinforcement to industrial one. In addition, numerical analysis was performed to predict the seismic performance of RC columns reinforcedby industrial and newly-developed velcro. Based on the analysis results, the strength and ductility of the non-seismic and velcro-reinforced RC columnwere reviewed. The analysis confirmed that both the strength and ductility of non-seismic RC columns reinforced by industrial and newly-developedvelcro increased, but the seismic performance of the newly-developed Velcro reinforcement is better than that of industrial velcro.

참고문헌 (19)

  1. ABAQUS, "Dassault System Simulia Corp., Analysis User’s Manual. Version 6.14", ~ (2018)
  2. ACI Committee 437, "Load Tests of Concrete Structures: Methods, Magnitude, Protocols, and Acceptance Criteria (ACI 437.1R-07)", ~
  3. 장준호, "기둥의 내진성능 향상을 위한 섬유보강 복합체의 적용성에 대한 해석적 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 16(3), pp.117~127 (2012), 한국구조물진단유지관리공학회[DOI]
  4. 허무원, "더블 I형 감쇠장치로 보강한 비내진 RC 골조의 내진성능 평가", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 19(6), pp.10~17 (2015), 한국구조물진단유지관리공학회
  5. 정대성, "무기계 섬유조합에 따른 섬유보강 콘크리트의 역학적 특성에 관한 연구", 한국복합신소재구조학회 논문집, 11(3), pp.16~24 (2020), 한국복합신소재구조학회[DOI]
  6. 정주성, "비선형동적해석에 의한 2016년 경주지진에서 지진피해를 받은 R", C 건물의 내진성능에 관한 연구, 2018, pp.22(1), 137~146[DOI]
  7. 정희창, "반복가력실험 및 비선형해석에 의한 내부접합형 철골프레임 내진보강공법의 내진성능", 콘크리트학회 논문집, 31(1), pp.79~88 (2019), 한국콘크리트학회[DOI]
  8. 김진섭, "긴급시공이 가능한 FRP 내진보강재 개발 및 최적 보강량 산정을 위한 해석적 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 17(5), pp.136~145 (2013), 한국구조물진단유지관리공학회[DOI]
  9. Jinsup Kim, "Seismic performance evaluation of RC columns reinforced by GFRP composite sheets with clip connectors", Construction and Building Materials, 43, pp.563~574 (2013), Elsevier BV[DOI]
  10. 김성겸, "반복 횡하중을 받는 원형 철근콘크리트 기둥의 Helical Bar 보강효과에 대한 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 18(1), pp.48~58 (2014), 한국구조물진단유지관리공학회[DOI]
  11. 김진섭, "긴급시공이 가능한 FRP 복합재료 보강재로 보강된 기둥의 내진성능평가", 콘크리트학회 논문집, 26(1), pp.47~55 (2014), 한국콘크리트학회[DOI]
  12. 권민호, "Seismic performance of RC-column wrapped with Velcro", Structural Engineering and Mechanics, An Int＇l Journal, 58(2), pp.379~395 (2016), 국제구조공학회
  13. Minho Kwon, "Seismic Resistance of RC Bent Caps in Elevated Mass Transit Structures", Earthquake Spectra, 27(1), pp.67~88 (2011), SAGE Publications[DOI]
  14. Lee, J., "Plastic-Damage Model For Cyclic Loading of Concrete Structure", Journal of Engineering Mechanics, 124(8), pp.892~900 (2011), ASCE[DOI]
  15. 이필승, "쉘 구조물의 유한요소해석에 대하여", 대한토목학회 논문집A, 27(3A), pp.277~289 (2007), 대한토목학회
  16. 이동주, "벨크로 보강에 따른 콘크리트 공시체의 압축거동", 한국복합신소재구조학회 논문집, 11(5), pp.15~21 (2020), 한국복합신소재구조학회[DOI]
  17. 이혜린, "BFRP 보강이 직사각형 단면 철근콘크리트 기둥의 지진거동에 미치는 영향", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 24(6), pp.153~160 (2020), 한국구조물진단유지관리공학회
  18. J. Lubliner, "A plastic-damage model for concrete", International Journal of Solids and Structures, 25(3), pp.299~326 (1989), Elsevier BV[DOI]
  19. 홍건호, "벨크로를 이용한 FRP 플레이트 보강공법의 시공공법 개선", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 12(6), pp.225~232 (2008), 한국구조물진단유지관리공학회

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