Ultimate Analysis of RC Beam with Unbonded Prestressing CFRP Plate

비부착 CFRP 판으로 긴장된 RC 보의 극한해석

A study for the nonlinear analysis method of RC(Reinforced Concrete) beams with unbonded prestressing CFRP plate is presented. The cross-section of RC beam element is idealized as an assemblage of concrete and reinforcing steel fibers in order to account for varied material properties within the cross-section of the element. The unbonded CFRP plate is modeled as a series of the CFRP plate segments each of which is linked to the RC beam element, but slips without any resistance to simulate the unbonded behavior of the CFRP plate. The stress of each CFRP plate segment is redistributed iteratively using the force equilibrium relationship at each common node until it reaches at the same stress level. To evaluate the validity of the proposed analysis method, the results of ultimate analysis of the reinforced concrete beams with unbonded prestressing CFRP plates are compared with the experimental results obtained from other investigators. The proposed analysis method is found to predict ultimate behaviors of these beams fairly well.

이 논문에서는 비부착 CFRP 판으로 긴장된 RC(Reinforced Concrete) 보의 비선형 해석방법을 제시하였다. 하중 재하 시 부재의 단면 내에서 변화하는 재료상태를 정확히 예측하기 위해 철근콘크리트 뼈대는 콘크리트와 보강철근 화이버로 구성된 화이버모델요소로 이상화하였다. 또한 CFRP 판의 비부착 거동을 모사하기 위해 CFRP 판을 뼈대요소의 각 절점에 연결되는 여러 개의 요소로 이상화하되, 연결부에서 슬립이 가능한 것으로 가정하여 슬립으로 인한 CFRP 판의 인장력을 반복적으로 보정함으로써 CFRP 판요소들의 응력이 같도록 하였다. 이 논문에서 제시한 해석방법의 정당성을 검토하기 위해 비부착 CFRP 판으로 긴장된 RC 보의 극한해석을 수행하여 해석결과를 타 연구자의 실험결과와 비교해 본 결과, 두 연구결과가 잘 일치함을 확인하였다.