GFRP 보강근으로 겹이음된 콘크리트 보의 보강비에 따른 거동특성

Abstract

기존의 철근 콘크리트 구조물에서 나타나는, 극한 환경하에서의 철근의 부식 문제 때문에 GFRP 보강근으로 철근을 대체하고 있다. 최근 들어 GFRP를 보강근으로 사용한 보의 성능에 대한 해석적, 실험적 연구가 지속적으로 행해지고 있지만 아직 철근 콘크리트 보의 연구에 대한 수에 비하여 이에 대한 연구 결과는 매우 적어 신뢰성을 얻기 힘든 상황이다. 이에 본 연구에서는 겹침이음된 GFRP 보강근을 보에 적용하여 모멘트-처짐 관계에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험 변수는 GFRP의 보강비와 피복 두께에 대한 것으로 총 6개의 GFRP 보강 콘크리트 보의 실험체가 제작되었다. 모든 실험체는 4000mm의 스팬을 가지고 있으며 12.7mm의 지름을 가지는 GFRP 보강근을 사용하였다. 보강근이 겹침이음된 부분에 일정한 모멘트가 작용하게 하기 위해 2점 가력 방식을 사용하였다. 실험 결과 보강근비의 증가에 따라 극한 하중의 크기가 증가하였다. 파괴 모드는 보강근비에 따라 매우 민감하게 변화하였으며 피복 두께는 인장측의 콘크리트의 탈락에 의해 최대 강도와 처짐량을 결정하는 요인이 되는 것으로 나타났다. The use of glass-fiber-reinforced polymer (GFRP) bars in reinforced concrete (RC) structures has emerged as an alternative to traditional RC due to the corrosion of steel in aggressive environments. Although the number of analytical and experimental studies on RC beams with GFRP reinforcement has increased in recent decades, it is still lower than the number of such studies related to steel RC structures. This paper presents the experimental moment deflection relations of GFRP reinforced beam which are spliced. Test variables were different reinforcement ratio and cover thickness of GFRP rebars. Seven concrete beams reinforced with steel GFRP re-Bars were tested. All the specimens had a span of 4000mm, provided with 12.7mm nominal diameter steel and GFRP rebars. All test specimens were tested under 2-point loads so that the spliced region be subject to constant moment. The experimental results show that the ultimate moment capacity of beam increasing of the reinforcement ratio. Failure mode of these specimens was sensitively vary according to the reinforcement ratio. The change of beam effective depth, which was caused by cover thickness variation, controlled the maximum strength and deflection because of cover spalling in tension face.