Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회논문집)

Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회)
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Parametric Crack and Flexural Strength Analyses of Concrete Slab For Railway Structures Using GFRP Rebar

GFRP 보강근을 적용한 교량용 콘크리트 도상슬래브의 균열 및 휨강도 변수 해석

  • Choe, Hyeong-Bae (Department of Earthquake Disaster Prevention Engineering, Andong National University) ;
  • Lee, Sang-Youl (Department of Civil Engineering, Andong National University)
  • 최형배 (안동대학교 대학원 지진방재공학과) ;
  • 이상열 (안동대학교 토목공학과)
  • Received : 2021.09.23
  • Accepted : 2021.10.06
  • Published : 2021.12.31
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Abstract

In this paper, we presented an optimized crack and flexural strength analysis of a glass-fiber reinforced polymer (GFRP) rebar, used as reinforcements for in-site railway concrete slabs. The insulation performance of a GFRP rebar has the advantage of avoiding the loss of signal current in an audio frequency (AF) track circuit. A full-scale experiment, and three-dimensional finite element simulation results were compared to validate our approaches. Parametric numerical results revealed that the diameters and arrangements of the GFRP rebar had a significant effect on the flexural strength and crack control performances of the concrete track slabs. The results of this study could serve as a benchmark for future guidelines in designing more efficient, and economical concrete slabs using the GFRP rebar.

본 연구는 이러한 단점을 보완하기 위해 철근을 대체하여 내산화성과 전기저항이 높은 GFRP 보강근을 적용한 도상슬래브의 최적변수해석을 수행하였다. 철도 궤도슬래브에 적용되는 철근은 열차 운행 중 신호전류의 손실을 일으켜 열차의 안정성을 저해하며, 철근의 부식으로 내구성이 저하될 수 있다. GFRP 보강근의 직경 및 배근 개수 변화가 전체 콘크리트 도상슬래브의 휨강도 및 균열제어에 미치는 영향을 유한요소 변수해석을 통하여 상세분석하였다. 해석 결과, GFRP 보강근의 직경 및 배근을 합리화하여 제안하였으며 이러한 경우 기존 배근보다 더욱 경제적인 단면을 도출할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 GFRP 보강근을 적용하여 도상슬래브를 설계하는 경우 보다 합리적이고 경제적인 단면을 산정할 수 있는 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 한국연구재단 기초연구사업의 지원을 받아 수행된 연구(No.2018R1D1A1B07050080)임.

References

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