DOI QR코드

DOI QR Code

Experimental Investigation on the Compression Behavior of Concrete Filled Circular FRP Tubes

콘크리트 충전 FRP 원통관의 압축거동에 관한 실험적 연구

  • Published : 2008.06.30

Abstract

Durability problems may arise in the concrete, which is one of the major construction materials, used in the construction field. Bridge piers and foundation piles are usually made with concrete and they are exposed to the moisture and hence the durability of the concrete reduced significantly due to oxidization of re-bar and icing of concrete. To mitigate such problems, FRP tube has been developed and the concrete filled FRP tube (CFFT) has been investigated to find the confinement effect which is provided additionally. It was reported that if the concrete is wrapped with FRP, strength and chemical resistance are improved significantly. In order to apply such a member in the construction field, structural behavior and applicable design guideline or design criteria must be thoroughly investigated. In the experimental investigation, the results are compared with the previous research results and the relationship which can predict the ultimate strength and strain is suggested. In addition, some comments found at the compression tests are given briefly.

건설분야에서 사용하고 있는 건설재료인 콘크리트는 대부분 외기에 직접 노출되어 있기 때문에 유해환경으로부터 열화되어 내구성이 저하될 수 있다. 특히, 교량의 교각 및 말뚝과 같은 부재들은 수분의 침투, 동결융해 등의 영향으로 내구성의 감소정도가 심각할 수 있다. 최근 이러한 문제점을 보완하고 효율적인 부재를 제작하기 위해 토목분야에서는 CFFT(Concrete Filled FRP Tube)가 제안되어 연구되고 있다. CFFT는 효율적으로 콘크리트를 구속하여 압축성능을 향상시키고, 화학적 저항성이 우수한 FRP가 외부에 노출되어 반영구적으로 사용될 수 있으며, 연성, 에너지 흡수능력 등을 향상시키는 것으로 평가되고 있다. 그러나 CFFT에 대한 설계규준이 마련되어 있지 않고, FRP-콘크리트 합성부재에 대한 구조거동이 불확실하여 현장에 적용하기 위해서는 다양한 연구가 선행되어야 한다. 이 연구에서는 CFFT에 대한 압축실험을 통해 구조적 거동을 조사하였으며, 실험결과와 기존 연구결과를 비교 분석하여 극한압축강도 및 변형률을 예측할 수 있는 식을 제안하였다. 또한, CFFT의 압축실험에서 고려되어야 할 사항들에 대해 간략히 설명하였다.

Keywords

References

  1. 한복규, 홍건호, 김기수, "건축토목용 복합재료의 국내외 설계기준 분석," 한국복합재료학회지, 19권, 4호, 2006, pp.39-43
  2. Lam, J., Chen, J. F., Smith, S. T. and Lam, L., FRP-Strengthened RC Structures, John Willey & Sons, 2002, New York
  3. Lam, J., and Teng. L. "Design-oriented Stress-strain model for FRP-confined concrete," Construction and Building Materials, No. 17, 2003, pp. 471-489
  4. Naguib, W. and Mirmiran. A. "Time- Dependent Behavior of Fiber-Reinforced Polymer-Confined Concrete Columns Under Axial Loads," ACI Structural Journal, Vol. 99, No. 2, 2002, pp. 142-148
  5. Mirmiran, A., Shahawy, M., Samaan, M., Echary H. E. Mastrapa, J. C., and Pico, O. "Effect of Column Parameters on FRP- Confined Concrete," Journal of Composites for Construction, Vol. 2, No. 2, 1998, pp. 175-185 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(1998)2:4(175)
  6. 박준석, 김정우, 남정훈, 김우기, 옥동민, 윤순종, "콘크리트 충전 FRP Tube의 압축강도 추정," 한국복합재료학회 추계학술발표대회 논문집, 2006, pp. 106-109
  7. 박준석, 김정우, 남정훈, 김우기, 옥동민, 윤순종, "콘크리트 충전 FRP Tube의 압축강도 추정," 한국복합재료학회 추계학술발표대회 논문집, 2006, pp. 106-109
  8. 이대형, 김영섭, 정영수, "FRP로 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 거동 특성," 한국콘크리트학회 논문집, 19권 2호, 2007, pp. 135-144 https://doi.org/10.4334/JKCI.2007.19.2.135
  9. 이대형, 김영섭, 정영수, "FRP로 보강된 콘크리트의 강도 및 변형률 예측," 한국콘크리트학회 논문집, 19권, 3호, 2007, pp. 253-263 https://doi.org/10.4334/JKCI.2007.19.3.253
  10. 조순호, "FRP로 보강된 원형단면 콘크리트 단주의 강도 및 변형 능력," 한국콘크리트학회 논문집, 19권, 1호, 2007, pp. 121-130 https://doi.org/10.4334/JKCI.2007.19.1.121