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

  • 제14권6호
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  • Pages.153-161
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  • 2010
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  • 2234-6937(pISSN)
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  • 2287-6979(eISSN)
한국구조물진단유지관리공학회 (Korea Institute for Structural Maintenance Inspection)
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4각형 고강도 콘크리트 기둥 단면 변형을 통한 CFS Jacketing 보강방법 개발

Development of CFS Jacketing Retrofit Method for Rectangular High Strength Concrete Columns by Cross Sectional Shape Modification

  • 이종길 (연세대학교 대학원 토목환경공학과) ;
  • 김장호 (연세대학교 토목환경공학과) ;
  • 박석균 (대전대학교 토목공학과) ;
  • 김진근 (KAIST 토목공학과)
  • 투고 : 2010.05.17
  • 심사 : 2010.08.30
  • 발행 : 2010.11.30
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초록

1970년대에 콘크리트를 기반으로 지어진 많은 구조물과 빌딩은 안전성과 사용성을 고려하여 무수히 많은 연구를 현재까지 진행해 왔으나, 설계강도 보다 낮은 최대강도를 보이고 있다. 현재 노후화된 콘크리트 구조물들에 대한 다양한 보수 보강 공법이 개발되어 적용되고 있지만 기존 연구들은 구조물의 특성에 대해서는 고려하지 않고, 단지 기존 부재와 보수 재료의 부착에 관한 연구와 기존 부재를 효과적으로 보강하기 위한 새로운 방법을 개발하는 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 보수 보강 재료를 이용한 효율적인 강도증진 방법에 대한 연구, 보강 재료와 기존 부재 사이의 거동에 대해 부족했던 연구를 보완하고자 한다. 또한 고강도 콘크리트는 높은 압축강도를 발현하기 때문에 부재의 단면을 축소시킬 뿐만 아니라 구조물의 자중 또한 감소시킬 수 있으므로 거대한 구조물 건설에 사용되고 있다. 고강도 콘크리트의 사용이 점차 증가하는 추세이지만 고강도 콘크리트를 이용한 구조물의 보수 보강에 대한 방법 연구 역시 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 효과적인 고강도 콘크리트 기둥에 대한 보수 보강 방법을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 사각단명 형상을 가진 기둥을 팔각단면으로 형상 변형을 통해 CFS로 보수 보강하여 단면 형상이 변함에 따른 효과를 파악하고, CFS로 보강된 고강도 콘크리트(HSC) 기둥의 강도 증대 효과와 파괴 거동에 대해 파악하고자 한다.

Numerous past studies have shown that safety and serviceability of many concrete infrastructures and buildings built in 1970's have far less strength capacities than their original intended design capacities, thereby requiring repair and strengthening. Currently, aged concrete structures are being repaired using various methods developed in the past. Unfortunately, these methods do not consider the specific conditions that these members are under, but they merely attach repairing materials on the external surface for random strength improvements. Therefore, in order to improve repair and strengthening methods by considering composite behavior between repairing material and structural member, enhanced construction methodologies are needed. Also, the enhanced repairing and strengthening methods must be able to be implemented on structural members constructed using high performance concrete to meet the present construction demand of building mammoth structures. Therefore, in this study, a repairing and strengthening method for retrofitting high strength concrete (HSC) columns that can effectively improve column performance is developed. A square HSC column's cross-sectional shape is converted to an octagonal shape by attaching precast members on the surface of the column. Then, the octagonal column surface is surface wrapped using Carbon Fiber Sheets (CFS). The method allows maximum usage of confinement effect from externally jacketing CFS to improve strength and ductility of repaired HSC columns. The research results are discussed in detail.

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