Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
권호 표지

Structural Performance of Reinforced Concrete Beams Exposed to Freeze-Thawing Environment After Strengthening in Shear with Carbon Fiber-Reinforced Polymer(CFRP)

탄소섬유 폴리머로 전단보강 후 동결융해 환경에 노출된 철근콘크리트 보의 구조성능

  • Received : 2009.07.14
  • Accepted : 2009.09.07
  • Published : 2009.11.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In these days, carbon fiber-reinforced polymers (CFRP) have been widely used for retrofitting and/or strengthening structural elements. However, there are not enough test data to predict the long-term performance of the retrofitted structures exposed to freeze-thawing cycles. This paper presents the results of experimental program undertaken to investigate the effects of freeze-thawing cycling (from-18 to $4^{\circ}C) on the behavior and failure characteristics of reinforced concrete (RC) beams strengthened in shear with CFRP sheet and plate using acoustic emission (AE) technique.

건축물의 보수 보강 시 섬유보강 폴리머를 이용한 부착공법을 이용한 보수 보강이 행해지고 있으며, 특히 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)는 이러한 RC 구조부재의 보강재로 널리 활용되고 있다. 그러나 외부 환경적 요인에 의해 열화되는 즉, 동결융해 환경이 RC 보에서의 CFRP 보강성능에 미치는 영향에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 AE 기법을 통해 CFRP와 RC 부재 내부의 손상진전에 따라 발생하는 AE 신호를 계측함으로써 CFRP로 보강 후 동결융해에 의해 열화된 RC 구조물의 파괴기구 규명을 위한 기초자료를 마련하고자 한다.

Keywords

References

  1. 고훈범, FRP 쉬트와 콘크리트 부착특성에 관한 기초연구, 대한건축학회 논문집, 22권 8호, 2006, pp.69~76
  2. 대한건축학회, 콘크리트 구조설계기준 . 건축구조물 설계 예제집, 2000
  3. 신영수, 최완철, 홍기섭, 홍영균, 탄소섬유시트로 밑면 보강된 철근콘크리트 보의 구조적 거동, 대한건축학회 논문집, 11권 8호, 1995, pp.249~257
  4. 신성우, 반병렬, 안종문, 조인철, 김영수, 조삼재, 탄소섬유시트의 보강량 및 정착길이가 RC보의 휨거동에 미치는 영향, 한국콘크리트학회 봄학술발표회 논문집, 10권 1호, 1998, pp.579~584
  5. 윤현도, 김선우, 전수만, 서수연, 최창식, 최기봉, 탄소섬유 쉬트로 보강된 철근콘크리트 보의 손상단계별 음향방출 특성, 대한건축학회 논문집, 23권 1호, 2007,pp.35~42
  6. 윤현도, 김선우, 이영오, 전수만, 서수연, 최기봉, CFRP판으로 전단 보강된 이후 동결융해에 노출된 철근콘크리트 보의 거동 및 음향방출 특성, 대한건축학회 논문집, 24권 9호, 2008, pp.3~12
  7. 이용택, 이리형, CFS로 보강된 철근콘크리트 보의 휨내력향상효과에 관한 연구, 한국구조물진단학회 논문집, 3권 3호, 1999
  8. 이원호, 임재형, 박인수, 탄소섬유시트에 의한 철근콘크리트 보의 휨보강 효과, 대한건축학회논문집 구조계, 17권 1호, 2001, pp.11~19
  9. 한국건설교통기술평가원, 시설물 보강공법 성능인증을 위한 시험항목 . 방법 및 평가기준 설정 연구, 2004건설기술기반구축사업 제1차년도 중간보고서, R&D/2004-기반구축 A13, 2005
  10. ACI 440, Guide for The Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures, 2002
  11. Baumert, M,E., Green, M.F. and Erki, M.A., A review of the Low Temperature Response of Reinforced Concrete Beams Strengthened with FRP Sheets, Advanced Composite Materials in Bridges and Structures, Proceedings of the SecondACMBS International Conference, Montreal, Aug.11-14, 1996
  12. Bisby, L.A. and Green, M.F., Resistance to Freezing and Thawing of Fiber-Reinforced Polymer-Concrete Bond, ACI Structural Journal, 99(2),2002
  13. Green, M.F., Dent, A.J.S. and Bisby, L.A., Effect of Freeze-Thaw Cycling on The Behaviour of Reinforced Concrete Beams Strengthened in Flexure with Fibre Reinforced Polymer Sheets, Can. J. Civ. Eng. 30, 2003
  14. Kaiser, H., Bewehren von Stahlbeton Mit Kohlenstoffserverstarkten Epoxiharzen, PhD thesis, Diss ETH Nr. 8918, 1989
  15. Rabinovich, O. and Frostig, Y., Closed-Form High-Order Analysis of RC Beams Strengthened with FRP Strips, Journal of Composite for Construction, ASCE, Vol.4, No.2, 2000, pp.65~74 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(2000)4:2(65)
  16. Teng, J. G., Chen, J. F., Smith, S.T. and Lam, L., FRP Strengthened RC Structures, John Wiley &Sons, Ltd, 2002