Theoretical Assessment of Flexural Strength of Unbonded FRP Prestressed Concrete Beams

비부착 FRP 프리스트레스트 콘크리트보의 휨내력 이론 산정

Fiber reinforced polymer (FRP) usually exhibits inherent brittleness under tensile stress. Application of FRP tendons to concrete beam leads to undesirable flexural behavior due to limited ductility compared to prestressed concrete beam with steel tendons. It has been experimentally observed that partial improvement of flexural behavior can be achieved by releasing FRP tendons' strain by unbonding FRP tendons. In order to estimate and apply the degree of improvement to the design, reasonable yet practical model predicting flexural strength as well as overall flexural behavior of unbonded FRP prestressed concrete beam is needed. In this study, an elaborated model in describing curvature distributions and flexural strength at ultimate stage of unbonded FRP tendons is described. There have been close agreements on the flexural strength of the FRP prestressed concrete beam between the predictions by nonlinear computer program and by the model.

일반적으로 FRP는 인장응력 하에서 취성적 경향을 나타낸다. FRP 긴장재가 적용된 콘크리트 보는 강재긴장재롤 사용한 프리스트레스트 콘크리트보에 견주어 제한된 연성을 지님으로써 바람직하지 않은 휨거동을 나타낸다. FRP 긴장재를 비부착시켜 부재 내에서 발생되는 FRP 긴장재의 변형률을 완화시킴으로써 부분적으로 휨 거동의 향상을 달성할 수 있음이 실험을 통하여 관찰되었다. 비부착된 FRP 프리스트레스트 콘크리트보의 전반적인 휨 거동뿐만 아니라 구조설계 시 휨 거동의 향상 정도를 평가하고 적용하기 위한 휨내력을 예측하기 위한 적당한 실용적 모델이 요구된다. 이 연구에서는 비부착된 FRP 긴장재를 사용한 프리스트레스트 콘크리트보의 극한시 휨 내력 및 곡률 분포를 나타낼 수 있는 이론 모델을 기술하였다. 비선형컴퓨터해석과 이론모델에 의한 비부착된 프리스트레스트 콘크리트보의 휨 강도예측은 잘 일치하였다.