GFRP bar를 휨보강근으로 사용한 경량골재콘크리트 슬래브의 거동에 관한 기초적 연구
A Fundamental Study for the Behavior of Lightweight Aggregate Concrete Slab Reinforced with GFRP Bar
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본 연구에서는 철근콘크리트 슬래브의 내부식성과 경량화를 도모하기 위하여 GFRP bar를 휨보강근으로 사용하는 경량골재콘크리트 슬래브를 고려하고 이 구조물에 대하여 기초적인 거동을 조사하였다. 경량콘크리트의 압축강도 및 인장강도 그리고 콘크리트 파괴에너지 측정, 일련의 슬래브 휨실험, 비선형유한요소해석을 통한 수치해석, 휨실험과 수치해석의 결과비교 등이 행하여졌다. 그 결과, GFRP bar를 휨보강근으로 사용한 경량콘크리트 슬래브는 기준시험체로 사용된 동일 규격의 철근콘크리트 슬래브에 비하여 무게를 28%정도 감소시킬 수 있었지만 파괴하중은 36%정도 감소되었다. 이는 GFRP bar의 낮은 축강성과 경량콘크리트의 낮은 부착강도 때문인 것으로 판단된다. 그리고 경량콘크리트의 부착력 감소 특성을 고려하기 위하여 GFRP bar와 콘크리트 경계면 사이에 계면요소를 사용한 수치해석 결과는 계면요소의 사용이 실험결과에 더 근접해갈 수 있는 방법임을 보여주었다.
Abstract
In this paper, to intend anticorrosive effect and weight reduction of conventional reinforced concrete slab, lightweight concrete slab reinforced with glass fiber reinforced polymer(GFRP) bar was considered and some basic behaviour of the slab were investigated. Measurement of splitting tensile strength and fracture energy of the concrete, a number of flexural experiment of the slab, numerical analysis using nonlinear finite element analysis, and comparison of the experimental results to the numerical analysis, were conducted. As a result, even the weight of the lightweight concrete slab could be reduced by about 28% than the normal concrete slab, failure load of the lightweight concrete slab was 36% smaller than the normal concrete slab. Such a thing can be attributed to the lower axial stiffness and lower bond strength of GFRP bar. In the numerical analysis, to consider decreasing property of bond strength of the lightweight concrete, interface element was used between the concrete and the GFRP bar elements and this method was shown to be a better way for the numerical analysis to approach the experimental results.
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