FRP 바닥판의 휨 해석모델 개발

Simplified Analytical Model for Flexural Response of Fiber Reinforced Plastic Decks

본 연구에서는 사각형 모듈의 인발성형된 복합재료 바닥판의 휨 거동에 대한 해석 모델을 개발하였다. FRP 바닥판의 해석 모델은 FSDT 평판 이론을 기반으로 임의 적층각을 지닌 FRP 바닥판의 처짐을 예측할 수 있었다. 수치적 예제에서는 네 변이 단순 지지된 등분포 하중을 받는 사각형 모듈의 FRP 바닥판을 2차원 평판 유한 요소해석을 적용하여 수행하였고, 해석 결과에 대해서는 바닥판 길이-높이의 비와 화이버 각도의 변화에 따른 효과에 대해 역점을 두고 다루었다. 연구 결과, 본 연구에서 제안한 해석 모델이 FRP 바닥판의 휨 거동을 해석하고 예측하는데 효과적이고 정확하다는 것이 입증되었다. 또한, FRP 바닥판의 높이가 높아질수록 plate 해석 이론에 있어서 일차전단변형이론(First order Shear Deformable laminated plate Theory : FSDT)이 아닌 고차전단변형(Higher order Shear Deformable plate Theory : HSDT)의 필요성에 대해 언급하였다.

An analytical model was developed to investigate the flexural behavior of a pultruded fiber-reinforced plastic deck of rectangular unit module. The model is based on first-order shea. deformable plate theory (FSDT), and capable of predicting deflection of the deck of arbitrary laminate stacking sequences. To formulate tile problem, two-dimensional plate finite element method is employed. Numerical results are obtained for FRP decks under uniformly-distributed loading, addressing the effects of fiber angle and span-to-height ratio. It is found that the present analytical model is accurate and efficient for solving flexural behavior of FRP decks. Also, as the height of FRP deck plate is higher, the necessity of higher order Shear deformable plate theory(HSDT) is announced, not the FSDT in the plate analysis theory.