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http://dx.doi.org/10.4334/JKCI.2005.17.2.213

An Estimate of Flexural Strength for Reinforce Concrete Beams Strengthened with CFRP Sheets  

Park Jong-Sup (Korea Institute of Construction Technology)
Jung Woo-Tai (Korea Institute of Construction Technology)
You Young-Jun (Korea Institute of Construction Technology)
Park Young-Hwan (Korea Institute of Construction Technology)
Publication Information
Journal of the Korea Concrete Institute / v.17, no.2, 2005 , pp. 213-220 More about this Journal
Abstract
Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets are becoming increasingly popular for strengthening deteriorated concrete bridges due to their excellent strength and stiffness-to-weight ratio, corrosion resistance, and convenience of construction work. The purpose of this study is to compare the performance of CFRP-strengthened reinforced concrete (RC) beams and to develop a new design formula. Simple beams with 3 m span length were tested to investigate the effect of reinforcing steel ratio and CFRP-reinforcing ratio on the flexural behavior of strengthened RC beams. The test results were analyzed with the special emphasis on the failure mode, the maximum load, and the strain distribution in the section. It is shown that the strain of the strengthened beams is not linearly distributed in the section. A new design formula based on the non-linear distribution of the strain has been derived and showed that it has a good agreement with the various domestic and foreign test results.
Keywords
Carbon fiber reinforced polymer; reinforced concrete bridge; strengthening; strain distribution; design formula;
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연도 인용수 순위
1 박정원 외 2명, '탄소섬유시트를 사용한 철근콘크리트 구조물의 휨보강에 관한 실험적 연구', 한국콘크리트학회 2000년도 봄학술발표회논문집, 12권 1호, 2000, pp. 781-786.
2 박대효 외 1명, '밑면 및 옆면 섬유시트로 보강된 철근 콘크리트보의 휨해석', 대한토목학회논문집, 22권 5-A 호, 2002, pp.1045-1057
3 이원호 외 2명, '탄소섬유쉬트에 의한 철근콘크리트 보의 휨보강', 대한건축학회논문집 구조계, 17권 1호, 2001, pp.11-19.
4 심종성 외 1명, '강판 및 탄소섬유로 보강된 철근콘크리트보에 대한 해석적 연구', 콘크리트학회지, 9권 6호, 1997, pp.129-137
5 홍상균 외 2명, '보강재를 사용한 철끈 콘크리트 보의 내력보강에 관한 실험적 연구', 한국콘크리트학회 1996년도 가을학술발표회논문집, 8권 2호, pp.495-500
6 황진석, '탄소섬유쉬트 보강 보의 실험 및 해석적 연구', 한국구조물진단학회 논문집, 2권 4호, 1998, pp. 177-185
7 신영수 외 3명, '탄소섬유쉬트로 밑면 보강된 철근콘크리트 보의 구조적 거동', 대한건축학회논문집, 11권 8호, 1995, pp.249-257
8 오용복, '탄소섬유쉬트 보강된 철근콘크리트보의 구조적 거동과 정착에 관한 실험연구', 대한건축학회논문집 구조계, 14권 7호, 1988, pp.3-10
9 한국건설기술연구원, '콘크리트 교량의 보수보강재료 품질 기준 및 공법평가기준개발, 한국건설기술연구원, 2003
10 한국건설기술연구원, '노후 교량의 성능향상 기술 개발', 한국건설기술연구원, 2003
11 Omar Ahmed, et al., 'Improved Model for Hate-end Shear of CFRP Strengthened RC Beams,' Cement and Concrete Composites, Issue 23, 2001, pp.3-19
12 Maalej, M and Bian, Y., 'Interfacial Shear Stress Concentration in FRP-Strengthened Beams,' Composites Structures, Issue 54, 2001, pp.417-427
13 ACI committee 440, Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures, American Concrete Institute, 2002
14 Concrete Society, Design Guidance for Strenthening Concrete Structures Using Fibre Composite Materials, Concrete Society Technical Report No. 55, The Concrete Society, 2000
15 CEB-FIP, Externally Bonded FRP Reinforcement for RC Structures, Bulletin 14., International Federation for Structure Concrete(fib), 2001
16 박현정 외 2명, '탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트 보의 시공불량시 휨 거동에 관한 연구', 한국구조물진단학회 논문집, 6권 1호, 2002, pp.95-102
17 오용복 외 1명, '탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트보의 보강철근비에 따른 구조적거동', 콘크리트학회지, 10권 2호, 1998, pp.119-126
18 정상인 외 3명, '섬유접착보강 철근콘크리트 보의 보강재료에 따른 휨 성능 비교', 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집, 13권 1호, pp.751-756
19 Isis Canada, Strengthening Reinforced Concrete Structures with Externally-Bonded Fibre Reinforced Polymers, Design Manual No. 4, ISIS Canada Co., 2001
20 Sergio, F. and Brena, et al., 'Increasing Flecural Capacity of Reinforced Concrete Beams Using Carbon Fiber-Reinforced Polymer Composite,' ACI Structural Journal, Vol.100, No.1, 2003. pp.36-46
21 박칠림 외 3명, '탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트 보의 부착파괴거동에 관한 실험적 연구', 콘크리트학회지, 9권 6호, 1997, pp.157-164
22 신성우 외 3명, '탄소섬유쉬트의 정착보강방법이 RC보의 휨거동에 미치는 영향', 한국구조물진단학회, 2권 2호, 1998, pp.202-208
23 강윤구, '탄소섬유쉬트로 보강한 철근 콘크리트보의 휨거동에 관한 실험적 연구', 한양대학교 석사학위논문, 1997, pp.7-22
24 구은숙 외 2명, 'CFS의 휨보강성능에 관한 실험적 연구', 한국콘크리트학회 1998년도 봄학술발표회논문집, 10권 1호, pp.573-578.
25 김지영 외 4명, '탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트 보의 휨거동에 관한 실험적 연구', 대한건축학회논문집, 14권 1호 1998, pp.319-327
26 김성수 외 3명, 'CFS로 보강된 RC보의 구조내력에 관한 연구', 대한건축학회논문집 구조계, 18권 4호, 2002, pp.27-34
27 박성수 외 1명, 'CFS로 보강된 RC보의 가력상태에 따른 휨파괴 거동', 한국구조물진단학회 논문집, 7권 3호, 2003, pp.223-230.
28 Capoaucca, R and Nilde Cerri, M., 'Static and Dynamic Behaviour of RC Beam Model Strengthened by CFRP-Sheets,' Construction and Building Materials, Issue 16, 2002, pp.91-99
29 A. Nanni, et al., 'Concrete Cover Delamination in Reinforced Concrete Beams Strengthened with Carbon Fiber Reinforced Polymer Sheets,' Proceedings of the Fourth International Symposium on Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Reinforced Concrete Structures, Maryland, USA, 1999, pp.725-735
30 Garden, H.N., Quantrill, R. J., Hollaway, L.C., Thorne, A.M., and Parke, G.A.R., 'An Experimental Study of the Length of Carbon Fibre Composite Plates Used to Strengthen Reinforced Concrete Beams,' Construction and Building Materials, Issue 12, 1998, pp.203-219
31 신성우 외 3명, '탄소섬유쉬트의 보강량 및 정착길이가 RC보의 휨거동에 미치는 영향', 한국구조물진단학회, 2 권 2호, 1998. pp.195-201