CFRP로 성능향상된 철근콘크리트 보의 Rip-off 파괴메커니즘 고찰

Abstract

최근 다양한 FRP를 사용한 철근콘크리트 보의 성능향상은 많이 수행되고 있으며, 특히 CFRP plate 형태로 철근콘크리트 보를 성능향상할 경우 보강재의 성능을 충분히 발휘하지 못하고 조기파괴(rip-off)가 발생되는 경우가 발생하게 된다. 이러한 파괴메커니즘을 규명하기 위하여 많은 실험적이론적 연구가 진행되고 있으나 명확하게 규명되어 있지는 않다. 문헌이나 실험적으로 rip-off 파괴는 주철근위치에서의 수직응력과 전단응력에 기인하여 발생하게 된다. 본 연구에서는 주철근위치에서의 응력모델을 제안하였으며, 제안된 해석모델은 비교적 간단하고, 주철근 위치에서의 수직응력과 전단응력을 기초로 하고 있다. 제안된 모델을 실험결과와 비교한 결과, 제안된 해석모델을 통한 CFRP로 성능향상된 철근콘크리트 파괴하중은 실험 결과와 거의 유사하였다. 따라서 이러한 결과는 CFRP로 보강된 철근콘크리트보의 rip-off 파괴를 제어할 수 있는 보강기법의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단한다.

Various types of FRP materials have been applied for structural strengthening of RC beams in various forms. When CFRP plates are used, a premature failure used to occur before enough strengthening effect appears. This is primarily due to the rip-off of CFRP plate attached on RC beams. Despite of numerous studies on the rip-off failure of externally strengthened RC beams, its failure mechanism is not definitely clarified yet. Investigations from literatures have shown that the rip-off failure is dependant on the vertical and shear stresses at the level of main reinforcements in RC beams. This study suggests an analytical model to investigate the rip-off failure load based on the stress states at the level of main reinforcements. The proposed model is relatively simple and produces very comparable results to the test data. It is believed that the proposed model can be successfully used to provide more information on the rip-off failure mechanisms and its prevention.