KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Bond-Slip Model for CFRP Sheet-Concrete Adhesive Joint

탄소섬유쉬트-콘크리트 부착이음의 부착 모델

  • 조정래 (한국건설기술연구원 구조연구부) ;
  • 조근희 (한국건설기술연구원 구조연구부) ;
  • 박영환 (한국건설기술연구원 구조연구부) ;
  • 박종섭 (한국건설기술연구원 구조연구부)
  • Received : 2005.02.01
  • Accepted : 2005.07.01
  • Published : 2006.03.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this study, a method determining the local bond-slip model from pure shear test results of CFRP sheet-concrete adhesive joints is proposed and local bond-slip models are presented. Adhesive joints with a specific bond-slip model, which is assumed as multi-linear curve in order to represent arbitary function, are solved numerically. The difference between the solution and test results are minimized for finding the bond-slip model. The model with bilinear curve is also optimized to verify the improvement of multi-linear model. The selected test results are ultimate load-adhesive length curves from a series of adhesive joints and load-displacement curves for each joint. The optimization problem is formulated by physical programming, and the optimized bond-slip model is found using genetic algorithm.

이 연구는 탄소섬유쉬트-콘크리트 부착이음 실험 결과로부터 국부적인 부착모텔(부착응력-미끄럼 모델)을 결정하는 방법을 제안하고, 실제 실험 결과와 비교하여 이러한 부착 조건에 적용 기능한 부착모델을 제시한다. 부착모델의 형상은 임의의 곡선 형태를 고려할 수 있도록 디중선형곡선(multi-linear curve)으로 가정하였으며, 수치적인 방법으로 부착이음의 해를 계산하여 실험 결과와 오차를 최소화하는 방법으로 부착모델을 결정하였다. 이중선형곡선(bilinear curve)을 도입한 부착모델 역시 최적화를 수행하여 다중선형모텔과 비교하였다. 최적화의 대상은 동일 조건의 부착모텔에 대해 여러 실험체로부터 구한 극한하중-부착길이 곡선과 개별 실험체의 하중-변위 곡선이다. 최적화를 위한 정식화는 physical programming을 사용하였으며 최적화 방법은 유전알고리즘(genetic algorithm)을 이용하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국건설기술연구원

References

  1. 박중열, 황선일, 조홍동, 한상훈(2003) 매개변수 연구를 통한 CFRP판과 콘크리트 계면의 부착응력 특성 분석, 대한토목학회 학술발표회 논문집, pp. 1439-1444
  2. 유영찬, 최기선, 최근도, 이한승, 김긍환(2001) 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 부착강도 실험연구, 한국콘크리트학회논문집, 한국콘크리트학회, 제13권 제2호, pp. 168-174
  3. 조근희, 조정래, 김병석, 이영호, 진원종, 김성태(2003) FRP-콘크리트 이음의 부착모델 연구 I: 이론적 연구, 한국콘크리트학회 2003년 춘계 학술발표회 논문집
  4. 조근희, 조정래, 이영호, 김병석(2004) FRP-콘크리트 계면의 파괴 역학적 부착 모델, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제 24권 제4A호, pp. 653-661
  5. 한국건설기술연구원(2002) 노후 교량의 성능향상 기술 개발
  6. 한상호, 이경동(2003) 탄소섬유쉬트로 보강된 RC보의 유한요소해석, 한국전산구조공학회 논문집, 한국전산구조공학회, 제 16권 제 l호, pp. 53-58
  7. Chen, J.F. and Teng, J.G. (2001) Anchorage strength models for frp and steel plates bonded to concrete, Journal of Structural Engineering, Vol. 127, No.7, pp. 784-791 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:7(784)
  8. Goldberg, D.E. (1989) Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley, Reading Mass
  9. Hiroyuki, Y. and Wu, Z. (1997) Analysis of debonding fracture properties of cfs strengthened member subject to tension, Nonmetallic(FRP) reinforcement for concrete structures, proceedings of the third international symposium, Japan Concrete Institute, Sapporo, Japan, pp. 287-294
  10. Maeda, T., Asano, Y., Sato, Y., Ueda, T. and Kakuta, Y. (1997) A Study on bond mechanism of carbon fiber sheet, non-metallic(FRP) reinforcement for concrete structures, proceedings of the third international symposium, Japan Concrete Institute, Sapporo, Japan, pp. 279-285
  11. Messac, A. (1996) Physical programming: effective optimization for computational design, AIAA Journal, Vol. 34, No.2, pp. 149-158 https://doi.org/10.2514/3.13035
  12. Niedermeir, R. (1996) Stelungnahme zur Richtlinie fr das Verkleben von Betonbauteilen durch Ankleben von Stahllaschen-Entwurf Mrz 1996, Schreiben Nr 1390 vom 30.10.1996 des Lehrstuhls fr Massivbau, TU Mnchen
  13. Taljsten B. (1994) Plate Bonding: Strengthening of Existing Concrete Structures with Epoxy Bonded Plates of Steel or Fibre Reinforced Plastics, Doctorial Thesis, Lulea' University of Technology
  14. Tanaka, T. (1996) Shear Resisting Mechanism of Reinforced Concrete Beams with CFS as Shear Reinforcement, Graduation Thesis, Hokkaido University
  15. Teng, J. G, Chen, J. F., Smith, S. T., and Lam, L. (2002) FRP-Strengthened RC Structures, John Willey & Sons, LTD
  16. Yuan, H. and Wu, Z. (1999) Interfacial Fracture Theory in Structeres Strengthened with Composite of Continuous Fiber, Proceeding of Symposium of China and Japan: Science and Technology of 21st Century, Tokyo, September, pp. 142-155
  17. Wu, Z., Yuan, H. and Niu, H. (2002a) Stress transfer and fracture propagation in different kinds of adhesive joints, Journal of Engineering Mechanics, Vol. 128, No.5, pp. 562-573 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:5(562)
  18. Wu, Z., Yin, J (2002b) Numerical analysis on interfacial fracture mechanics of externally FRP-Strengthened structural mechanics, J. Materials, Cone. Struct. Pavements, JSCE. No. 704 V55, pp. 257-270