Prediction of Time-Dependant Strain of Reinforced Concrete Beams Externally Bonded with FRP

FRP가 외부 부착된 철근콘크리트보의 시간의존적 변형률 예측

Although researches on the beams strengthened with Fiber reinforced Polymers (FRPs) have recently been conducted around the world, there are few researches on the beams with FRPs under a sustained load. This paper presents the behavior of the beams with Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) and Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) under a sustained load during 300 days. Strains of steel and FRP reinforcement were measured in order to investigate the behavior of the beams. Additionally, Adjusted Effective Modulus Method (AEMM) and Ghali and Farve's method were used to predict increase in the stress and strain caused by creep and shrinkage. Through the experiment, it was found that the beam with CFRP is more effective than the beam with GFRP in terms of flexural strengthening. Compared with analytical results, it was indicated that strains of tension steels were overestimated, whereas strains of compression steels were underestimated.

복합섬유(Fiber Reinforced Polymers)가 외부 부착된 철근콘크리트 보에 관한 연구는 국내 및 세계 여러나라에서 활발히 진행되고 있으나 장기 거동에 관한 연구는 많이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 많이 사용되고 있는 탄소섬유(Carbon Fiber Reinforced Polymers)와 유리섬유(Glass Fiber Reinforced Polymers)를 철근 콘크리트 보에 외부 부착시킨 후 300일간 지속하중하에서 철근의 변형률, FRP의 변형률을 측정함으로써 FRP 보강 실험체의 시간의존적 거동을 파악하였다. 또한, Adjusted Effective Modulus Method, (AEMM)과 Ghali and Farve의 방법을 사용하여 시간경과에 따른 크리프와 건조수축에 의한 응력과 변형률의 변화를 예측하였다. 실험결과, RC보의 휨 보강 측면으로 보았을 때, CFRP가 GFRP보다 장기거동에 있어 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났으며, 이론 식으로 산정된 값은 무보강 실험체의 철근 변형률의 경우 비교적 유사하게 예측하고 있으나 FRP로 보강된 실험체들의 인장철근은 다소 과대평가하는 결과를, 압축철근은 과소평가하는 결과를 나타냈다.