섬유보강재로 전단보강된 RC보의 전단강도예측을 위한 해석모델에 대한 연구

Abstract

본 논문에서는 전단보강된 RC보의 전단강도를 해석하기 위한 예측모델을 제안하였다. 예측모델은 전단(전단-인장 혹은 전단-압축) 파괴모드에서는 소성모델을, 사인장파괴모드에서는 트러스모델을, 그리고 휨강도를 평가하기 위해 강도 설계법에 의한 간편식을 사용하여 구성되었다. 섬유보강재의 전단보강효과를 적용하기 위하여 모체콘크리트와 보강재 사이의 계면전단응력이 고려되었다. 이는 전단보강된 RC보의 파괴의 주요요인이 보강재의 발리에 의한 급격한 내하력의 상실임을 반영한 것이다. 제안된 예측 모델은 각각의 파괴모드별로 내하력을 평가할 수 있도록 하였으며, 이의 검증을 위해 실험된 시험체의 파괴하중 및 파괴모드와 비교, 고찰되었다. 그 결과 제안된 예측 모델은 비교적 정확한 해석 및 파괴모드를 예측하였다. 또한 보다 일관된 적용성을 고찰하기 위해 문헌조사르 통한 실험결과와 비교되었으며, 그 결과 비교적 일관된 적용성과 만족할만한 적확성이 있는 것으로 나타났다. In this paper, an analytical model is proposed to predict the shear strength of RC beams strengthened by FRP. This predictional model is composed of two basic models-the upper bound theorem for shear failure (shear tension or shear compression criteria) and a truss model based on the lower bound theorem for diagonal tension criteria. Also, a simple flexural theory based on USD is used to explain flexural failure. The major cause of destruction of RC beams shear strengthened by FRP does not lie in FRP fracture but in the loss of load capacity incurred by rip-off failure of shear strengthening material. Since interfacial shear stress between base concrete and the FRP is a major variable in rip-off failure mode, it is carefully analyzed to derive the shear strengthening effect of FRP. The ultimate shear strength and failure mode of RC beams, using different strengthening methods, estimated in this predictional model is then compared with the result derived from destruction experiment of RC beams shear stregthened using FRP. To verify the accuracy and consistency of the analysis, the estimated results using the predictional model are compared with various other experimental results and data from previous publications. The result of this comparative analysis showed that the estimates from the predictional model are in consistency with the experimental results. Therefore, the proposed shear strength predictional model is found to predict with relative accuracy the shear strength and failure mode of RC veams shear strengthened by FRP regardless of strengthening method variable.