An Experimental Study on the Long-Term Deflection of Concrete Beams with GFRP Rebars

FRP 보강 콘크리트 보의 장기처짐에 관한 실험연구

This study is to investigate experimentally the long-term deflection of concrete beams with glass fiber reinforced polymer (GFRP) reinforcing bars subjected to the sustained flexural load for periods of up to 6 months. A total of four beams were tested. All beams were designed with net span of 2,700 mm and rectangular cross-section of 200 mm width and 300 mm depth. From the test results the time-dependent deflection of concrete beams with GFRP bars was about 40 to 70% of the initial deflection. As well as this paper compares the long-term deflection calculated by 440.1R-06 design guide and that of tested beams. The comparison indicated that the calculated long-term deflection overestimate the observed long-term deflection of concrete beams with FRP rebars.

FRP 보강근을 이용한 콘크리트 부재는 균열이 발생하면 강성이 상대적으로 작아지고 이와 같은 부재의 낮은 강성은 사용하중 상태에서 허용처짐량이나 균열폭 등과 같은 사용성이 부재의 설계를 결정하게 되는 주요 요인으로 작용하게 된다$^{1)}$. 미국, 캐나다, 일본 등의 선진국에서는 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 부재의 연구가 활발히 진행되어 사용성에 대한 설계기준(안)이나 지침서를 제안하고 있으나 국내에서는 아직까지 이에 대한 연구가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 보강비를 달리한 총 4개의 콘크리트 보에 대하여 180일간 지속하중을 재하하였으며 이들 보의 순간처짐(sohrt-term deflection) 및 장기처짐(long-term deflection)의 발생을 관찰하였다. 뿐만아니라 현재 ACI에서 제안하는 장기처짐 값을 계산하여 그 결과를 실험값과 비교 분석하였다. 비록 제한된 수의 비교이지만 180일간 지속하중을 받은 콘크리트 보의 장기처짐은 재하시 순간처짐의 약 40${\sim}$70%까지 발생되었으며 ACI에서 제안한 장기처짐값은 실제 보에서 발생한 장기처짐값을 최대 46% 과대평가하였다.