탄소섬유판으로 보강한 철근콘크리트 슬래브의 파괴

Failure of RC Slabs Strengthened with CFRP Plate

이 연구는 탄소섬유판공법을 사용하여 보강된 철근콘크리트 슬래브에 집중하중 즉 같은 위치에서 휨모멘트와 전단력이 동시에 최대가 되는 경우에 대하여 탄소섬유판의 두께를 변수로 하여 슬래브의 구조적 거동을 실험하였다. 탄소섬유판의 두께에 따른 내력의 차이는 뚜렷이 나타나지 않았으며 이는 보강시험의 주된 파괴가 탄소섬유판의 파단이 아닌 하중점 주위에서의 휨-전단균열에서부터 층분리가 시작되기 때문이다. 그러므로 재하상태에 따른 설계방법을 다르게 할 필요가 있으며, 특히 같은 위치에서 휨 모멘트와 전단력이 최대가 되는 경우 탄소섬유판의 두께는 최대 0.6mm로 하고 무보강슬래브의 휨모멘트에 대한 보강된 슬래브의 휨모멘트는 1.5-2.0으로 제한하는 것이 바람직하다.

Carbon fibre reinforced plastic(CFRP) plate is one of the alternative materials for strengthening of reinforced and prestressed concrete members due to excellent strength and light weight. In this paper, the behavior of slabs strengthened with CFRP plate is observed and analyzed from the test results. Especially specimens with thick plate is tested when large moment and large shear force appear in same position. The failure mode is a peeling-off of the CFRP plate due to flexural-shear crack. This is observed near the loading points with thick plates. Because of this failure mode, thickness of CFRP plates does not influence on the failure loads. Depending on the loading pattern, it is necessary to consider different design criteria for reinforced concrete members with external reinforcement. When large moment and large shear force appear in same location, maximum thickness may limit to 0.6mm and ratio between moment of strengthened slab and moment of unstrengthened slab is proposed 1.5-2.0.