FRP-연성재 적층복합체로 보강된 도시철도 개착식 터널 기둥의 내진보강효과
Seismic Retrofit Effect for Column of Subway Tunnel Reinforced by FRP-Ductile Material Layered Composites
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초록
최근 국내에서도 지진의 발생 가능성이 증가하는 추세이며 교량 및 터널 등의 시설물에 대한 지진과 같은 예상하지 못한 작용하중에 대한 안전성을 강화하고 있다. 특히, 1988년 이전 건설된 도시철도 시설물의 대부분은 내진설계가 반영되지 않아 지진하중에 대해 취약할 수 있으므로, 내진안전성에 대한 검토와 보강이 요구되고 있다. 이 연구에서는 도시철도 개착식 터널의 내진성능 향상을 도모하고자, 구조적 취약부분인 내측 기둥에 내진보강을 위한 새로운 FRP-연성재 적층복합체를 제안하였다. 적층조건에 따른 FRP-연성재 적층복합체에 대한 실험을 통해 재료물성치를 산출하여, 이를 근간으로 수치모델을 작성하였다. 수치해석을 통해 제안된 보강재로 보강된 RC기둥의 내진성능이 증대됨을 알 수 있었다. 또한 섬유보강재의 적층조건 (연성재의 종류, FRP 적층수, 섬유배향각)에 따라 성능 향상의 차이가 있는 것을 확인할 수 있었다.
Abstract
Recently the earthquake occurrences in Korea are likely to increase. Therefore, the facilities such as bridges and tunnels under the unexpected earthquakes need to be enhanced. Especially most of the subways previously built before 1988 have not been seismically designed, so their seismic safety requirements are required to be inspected and/or reinforced. In this study, the seismic reinforcement using FRP-ductile material layered composites was proposed to reinforce for the subway columns. Material properties of FRP-ductile material layered composites were calculated by laboratory tests considering the laminated conditions of the composites. Numerical simulations were performed using the experimental results of the specimens and the calculated properties of the composites. Seismic performance varied according to the types of composites: ductile material, number of layers, fiber orientations.
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