강섬유보강 콘크리트의 휨 피로거동에 관한 연구

Flexural Fatigue Bechavior of Steel Fiber Reinforced Concrete Structures

본 논문에서는 강섬유 혼입량과 강섬유 형상비에 대한 강섬유보강콘크리트의 휨 피로거동을 분석하기 위하여 일련의 강섬유보강콘크리트 시험체에 대하여 피로실험을 수행하였다. 피로실험은 3점 휨 실험법으로 실시하였으며, 실험시 각 시험체의 하중반복회수에 대한 중앙처짐과 피로파괴시의 반복회수를 조사하였다. 이들 실험 결과를 토대로 반복회수에 대한 강섬유보강콘크리트의 중앙처짐, 비탄성변형에너지 및 탄성변형형에너지등을 비교 분석하였으며, 강섬유보강콘크리트의 S-N선도를 작도하였다. 연구결과, 강섬유 혼입량이 클수록 영구변형에 손실되는 에너지가 크게 감소하고, 균열 확대에 소모되는 에너지가 증가하였으며, 동일한 강섬유 혼입량을 갖는 강섬유콘크리트의 경우 강섬유 형상비가 클수록 탄성변형에너지는 작았다. 아울러 본 피로실험 결과를 회귀분석하여 구한 S-N선도에 의하면 강섬유 혼입량이 1.0%인 강섬유보강 콘크리트의 반복회수 200만회에 대한 피로초기균열 발생시의 정적강도의 약 70%로 나타났다.

In this thesis, the fatigue tests were performed on a series of SFRC(steel fiber reinforced concrete) to investigate the fatigue behavior of SFRC varying with the steel fiber contents and the steel fiber aspect ratios. The three point loading system is used in the fatigue tests. In tl1ese tests, relations between the repeated loading cycles and the mid-span deflections, number of repeated loadmg cycles when specimen was fractured were observed. On this basis, the mid-span deflections, the elastic strain energy and inelastic strain energy of SFRC were studied. A S - N curve \vas drawn to present the fatigue strength of SFRC beam. From che test results, by increasing the steel fiber content the energy lost on the permanent deformation decreases and the energy spent on crack growth increases. But in case of SFRC with the same steel fiber content the higher the steel fiber aspect ratio is, the less the elastic strain energy is. According to S - N curve drawn by the regression analysis on the fatugue test results, the fatigue strength with 2,000,000 repeated loading cycles in SFRC with the steel fiber content is 1.0% shows about 70% on the first crack static flexural strength.