Uniaxial Compression Behavior of Circular RC Columns Confined by Carbon Fiber Sheet Wraps

탄소섬유시트로 구속된 원형 RC기둥의 일축압축 거동

  • Received : 2006.11.13
  • Published : 2007.03.30

Abstract

External confinement by CFS (Carbon Fiber Sheet) is a very effective retrofit method for the reinforced concrete columns subject to either static or seismic loads. For the reliable and cost-effective design of CFS, an accurate stress-strain curve is required for CFS-confined concrete. In this paper, uniaxial compression test on short RC column with circular section was performed. To evaluate the effect of confinement on the stress-strain relationship of CFS-confined concrete, CFS area ratio, spiral area ratio, and concrete compressive strength are considered as the test variables. Experiment results indicate that CFS jacketing significantly enhances strength and ductility of concrete. In addition, the CFS-jacketed specimens with the spiral steel show the lower load increasement ratio than those without the spiral steel.

CFS로 둘러싸서 외부에서 구속하는 방법은 정적 혹은 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥을 보강하는데 매우 효과적이다. 이러한 CFS 보강법의 신뢰성 있고 경제적인 설계를 위해서는 정확한 CFS 구속콘크리트의 응력-변형률 관계를 파악하는 것이 필요하게 된다. 본 연구에서는 원형단면을 갖는 단주 RC 기둥에 대해서 일축압축 실험을 실시하였다. CFS 면적비, 나선철근 면적비, 그리고 콘크리트 압축강도가 CFS로 구속된 콘크리트의 응력-변형률관계에 대한 영향을 평가하기 위한 실험변수로서 고려되었다. 기둥을 CFS로 횡보강함으로서 콘크리트의 강도 및 연성이 크게 증가되었다. 또한, 나선철근이 배근된 실험체의 강도증가율은 CFS만으로 횡보강된 실험체보다 횡보강성능이 크고 작게 나타났다.

Keywords

References

  1. 한상훈, 홍기남, "탄소섬유시트로 구속된 RC 기둥의 일축압축 거동", 구조물진단학회논문집 제9권 2호, 2005. 4, pp. 207-216.
  2. 이경훈, 김희철, 홍원기, "카본시트튜브로 구속된 압축재의 성능평가", 구조물진단학회논문집 제10권 3호, 2006. 5, pp. 152-158.
  3. 천성철, 김지영, 박형철, 박칠림, "탄소섬유로 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 모델에 관한 연구", 대한건축학회논문집 제15권 1호, 1999. 1, pp. 27-36.
  4. Mander, J. B., Priestley, M. J. N., and Park, R., "Theoretical Stres-strain Model for Confined Concrete", Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 114, No. 8, 1998, pp. 1804-1826. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)
  5. Antonio N. and Nick M. B., "FRP Jacketed Concrete under Uniaxial Compression", Construction and Building Materials, Vol. 8, No. 2, 1995, 11, pp. 115-124.
  6. Hosotani, M., Kawashima, K., and Hoshikuma J., "a Stres-strain Model for Concrete cylinders confined by Carbon Fiber Sheets," Journal of Materials, Concrete Structures and Pavements, JSCE, Vol. 39, No. 592, 1998, pp. 36-52.