변동하중을 받는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 보의 누적손상에 관한 실험적 연구

Abstract

A cumulative damage theory, which can model the effects of the magnitude and sequence of variable amplitude fatigue loadings, was examined. The concrete beam reinforced with GFRP Rebar specimens was prepared and tested in four-point flexural loading conditions. The variable-amplitude fatigue loadings in two and three stages are considered. The present experimental study indicates that the fatigue failure of concrete is greatly influenced by the magnitude and sequence of applied, variable-amplitude fatigue loading. The sum of the cumulative damage is found to be greater then 1 when the magnitude of fatigue loading is gradually increased and less than 1 when the magnitude of fatigue loading is gradually decreased. It is seen that the linear damage theory proposed by Palmagren and Miner is not directly applicable to the concrete reinforced with GFRP Rebar under such loading cases. The proposed nonlinear damage theory, which includes the effects of the magnitude and sequence of applied fatigue loadings, allows more realistic fatigue analysis of concrete structures. 본 연구에서는 크기가 변하는 반복하중이 콘크리트 구조물에 작용할 경우 피로파괴를 예측할 수 있 는 누적손상이론을 검토 하였다. 이를 위하여 GFRP 보강근로 보강된 콘크리트보에 대한 피로실험이 수행되었으면, 피로하중은 2단계, 3단계로 크기가 증가하는 경우와 감소하는 경우가 모두 고려되었다. 본 연구에서 변동하중을 받는 콘크리트에 발생하는 누적손상은 피로하중의 크기와 피로하중의 작용순 서에 따라 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 피로하중이 점진적으로 증가하는 경우 Miner의 누적손 상합은 1보다 크며, 피로하중이 점진적으로 감소하는 경우 누적손상합은 1보다 작은 것으로 나타났다. 따라서 Palmgren-Miner,의 선형손상이론이 GFRP 보강근로 보강된 콘크리트 보의 경우 적합하지 않 음을 보여주고 있다. 본 논문에서는 실험적 연구를 통해 피로하중의 크기와 작용순서의 영향을 고려 할 수 있는 보다 개선된 손상이론을 제시하기 위한 기초자료를 제시하였다.