Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Seismic Retrofit of RC Exterior Beam-Column Joints Strengthened with CFRP

CFRP를 이용한 비내진 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 내진 보강

  • Kim, Min (Dept. of Architectural Engineering, Sejong University) ;
  • Lee, Ki-Hak (Dept. of Architectural Engineering, Sejong University) ;
  • Lee, Jae-Hong (Dept. of Architectural Engineering, Sejong University) ;
  • Woo, Sung-Woo (Hanwha Engineering & Const. Corp.) ;
  • Lee, Jung-Weon (Samsung Heavy Industries Co., Ltd.)
  • Published : 2006.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

It has been shown that many Reinforced Concrete(RC) structures designed without seismic details have experienced brittle shear failures in the beam-column joint area and resulted in large permanent deformations and structural collapse. In this study, experimental investigations into the performance of exterior reinforced concrete beam-column joints strengthened with the carbon fiber-reinforced polymer(CFRP) under cyclic loading were presented. The CFRP has been applied by choosing different combinations and locations to determine the effective way to improve structural performances of joints. Eight beam-column joints were tested to investigate behaviors of each specimen under cyclic load and to compare performances of seismic retrofit. According to the experimental study, the retrofit strengthened with the CFRP provides significant improvements of flexural capacity and ductility of beam-column joints originally built without seismic details.

적절한 내진상세로 설계되지 않은 철근콘크리트 구조물은 보-기둥 접합부내에서 취약한 전단파괴에 노출되고 큰 변형이 일어나, 구조적인 붕괴가 일어날 수 있다. 본 연구는 CFRP로 보강한 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부를 반복 횡력을 적용하여 보강된 보-기둥 접합부의 내진성능을 알아보았다. 보-기둥 접합부의 구조적 성능을 향상시키기 위해 CFRP의 부착 위치나 두께를 달리하여 효과적인 보강방법을 관찰하고자 하였다. 비내진상세로 배근된 실험체 1개와 내진상세로 배근된 실험체 1개 그리고 비내진상세를 가진 실험체를 CFRP로 보강한 실험체 6개, 총 8개의 보-기둥 접합부 실험체에 반복횡력을 가하여 내진보강의 효과를 조사하였다. 반복 횡력을 적용하였다. 본 연구에서는 비내진상세를 가진 콘크리트 보-기둥 접합부에 대한 CFRP의 보강방법은 구조물의 강도와 연성을 증가시켜 구조물의 내진성능을 향상시키는데 효과적임을 보여 주었다.

Keywords

References

  1. 우성우, 이한선, '비내진 상세를 가진 RC 보-기둥 접합부의 지진 거동', 콘크리트학회 논문집, 15권 6호, 2003, pp.894-902 https://doi.org/10.4334/JKCI.2003.15.6.894
  2. Paulay, T. and Priestley, M. J. N., Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings, Wiley, New York, 1992, pp.1-744
  3. 권기혁, 박상현, 최완철, 오상훈, 윤명호, 문태섭 '철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부 실물크기 실험체의 이력거동에 관한 실험적 연구', 대한건축학회 논문집, 19권 6호, 2003, pp.19-26
  4. 이원호, 유영찬, 이정한 '고강도 철근 및 고강도 콘크리트를 사용한 보-기둥 접합부의 비선형 거동에 관한 실험적 연구', 대한건축학회 논문집, 17권 3호, 2001, pp.19-26
  5. 이철주, 이상호, '철근콘크리트조 외부 보-기둥 접합부의 전단강도에 관한 연구', 대한건축학회 논문집, 16권 6호, 2000, pp.21-28
  6. 하기주, 신종학, 최민권, 박효선, 장우혁 '철근콘크리트 건물의 리모델링을 위한 보-기둥 접합부의 내진성능 개선기술', 대한건축학회 학술발표논문집, 23권 2호, 2003. pp.95-98
  7. 신영수, '탄소섬유쉬트에 의한 철근콘크리트 보의 전단 보강 효과', 대한건축학회 논문집, 15권 9호, 1999, pp.11-18
  8. 이원호, 임재형, '탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트보의 휨내력 평가에 관한 실험연구', 대한건축학회 논문집, 21권 6호, 2005, pp.3-10
  9. 김나정, 이은주, 신영수, 홍건호 'FRP로 보강한 철근콘크리트 보의 구조거동에 미치는 보강 면 처리의 영향', 대한건축학회 논문집, 20권 1호, 2004, pp.75-82
  10. Costas P. Antonopoulos and Thanasis C. Triantafillou, 'Experimental Investigation of FRP-Strengthened RC Beam-Column Joints', Journal of Composites for Construction, Vol.7, Issue 1, February 2003, pp.39-49 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(2003)7:1(39)
  11. T. El-Amoury and A. Ghobarah, 'Seismic rehabilitation of beam-eolumn joint using GFRP sheets', Journal of Engineering Structures, Vol.24, Issue 11, November 2002, pp.1397-1407 https://doi.org/10.1016/S0141-0296(02)00081-0
  12. Abhijit Mukherjee and Mangesh Joshi, 'FRPC reinforced concrete beam-column joints under cyclic excitation', Journal of Composite Structures, Vol.26, Issue 12, October 2004, pp.185-199 https://doi.org/10.1016/0263-8223(93)90065-X
  13. Li, J., Samali, B., Ye, L., and Bakoss, S., 'Behaviour of concrete beam-column connections reinforced with hybrid FRP sheet', Journal of Composite Structures, Vol.57, Issues 1-4, July 2002, pp.357-365 https://doi.org/10.1016/S0263-8223(02)00102-2
  14. 한국콘크리트학회, 콘크리트구조설계기준 해설, 한국콘크리트학회, 2000, pp.1-405
  15. 대한건축학회, 건축물하중기준 및 해설, 대한건축학회, 2000, pp.1-345
  16. ACI Committee 318-05, 318-02, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1971, 1983, 1999, pp.1-442
  17. 이한선, '철근콘크리트 축소모델의 거동 상사성에 관한 연구', 한양대학교 초대형구조시스템연구센터, 1996, pp.1-486
  18. Cheung, P., Park, P., R., and Paulay, T., 'Seismic Design of Reinforced Concrete Beam-Column Joints with Floor Slab', Res. Report 91-4, Department of Civil Engineering, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand, 1991, pp.1-98
  19. Applied Technology Council, Guidelines for Cyclic Seismic Testing of Components of Steel Structures, ATC-24, Redwood City, CA., 1992, pp.1-57