콘크리트로 충진된 FRP 보의 해석을 통한 거동평가

Analytical Behavior of FRP Girder filled with Concrete

최근 세계적으로 FRP 복합재료를 이용한 다양한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구 과제중 가격 경쟁력을 위해 유리 섬유를 이용한 신개념의 FRP+콘크리트 합성 거더 모듈을 제안하고 장경간 교량에 적용될 수 있도록 하중 재하실험을 수행한 바 있다. 실험 결과 콘크리트 충진으로 인하여 성능이 현저하게 개선되는 것으로 평가되었다. 본 연구에서는 소형화된 모듈의 FRP+콘크리트 합성거더에 대하여 거동을 해석하고 실험결과와 비교, 분석하였다. 또한, 큰 단면을 위해 모듈화된 FRP 거더 4개를 연결하여 어떠한 거동을 보이는지 예측해 보았다. 해석을 위해 FRP 거더면끼리는 충분한 접촉강도를 가지고 있으므로 완전 부착으로 가정하였다. 그 결과 콘크리트가 충진되지 않은 FRP 거더는 처짐 허용량을 초과하였지만, 콘크리트가 충진된 FRP 거더는 상대적으로 적은 처짐량을 보여 주여 충진된 FRP거더를 실제 구조물에 사용되더라도 추가 보완 연구를 통해 처짐으로 인한 사용성의 문제를 해결 할 수 있을 것으로 사료된다.

Recently, much research has been conducted on FRP composite to replace steel. However, the concept of FRP girder filled with concrete has not been fully attempted. This study focuses on the analytical behavior of FRP girders filled with concrete. FRP girders usually have large deflection due to relatively low elastic modulus compared to steel members. However, in the previous experimental investigation on small sized modular beams, it has been verified that the displacement of FRP-girder filled with concrete is reduced and the strength is increased considerably. In this research, analytical investigations have conducted to verify the analytical method by comparing the results with tests. In addition, analyses on large girders assembled with small modules have been carried out to predict the feasibility before tests. The analytical results showed that the assembled FRP girders can be used as substitutes for steel girders.