Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures (복합신소재구조학회 논문집)

Korean Society for Advanced Composite Structures (한국복합신소재구조학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Analytical Studies for Predicting Behaviors of RC Beams Retrofitted with Hybrid FRPs

하이브리드 FRP로 보강된 콘크리트 보의 거동 예측을 위한 해석연구

  • Received : 2011.04.13
  • Accepted : 2011.05.17
  • Published : 2011.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study aims at predicting structural behaviors of RC (Reinforced Concrete) beams retrofitted with hybrid FRPs (Fiber Reinforced Polymers). Toward this goal, structural analysis for the RC beams retrofitted with hybrid FRPs are performed and validated using existing experimental data. For the analysis, failure models due to debonding of FRPs and concrete separation are implemented within FE (Finite Element) model, based on Smith and Teng, model, and Teng and Yao model, respectively. Nonlinear material and geometrical effects are also included in the analysis. The suggested modeling approaches are able to predict structural behaviors of RC beams retrofitted with hybrid FRPs similar to the experimental data, however, a numerical model needs to be developed in order to predict failure strength of RC beams retrofitted with hybrid FRPs accurately.

본 연구는 하이브리드 FRP로 보강된 철근 콘크리트 보의 구조거동 예측을 목표로 구조해석을 수행하여 기존에 발표된 실험 연구 데이터와 비교하였다. 보다 정확한 구조해석을 위하여 현존하는 다양한 부착강도 모델을 검토한 후, 이 중 콘크리트 피복분리를 예측하는 Teng and Yao model과 FRP 탈락 현상을 예측할 수 있는 Smith and Teng model을 유한요소 해석 모델에 포함시켰다. 비선형 재료 및 형상 역시 구조해석 모델에 포함되었으며 이렇게 해석된 결과는 실험결과와 비교하여 유사한 경향을 나타냈다. 그러나 다양한 하이브리드 FRP로 보강한 철근 콘크리트 보의 파괴모드를 보다 정확하게 예측하기 위하여 현존하는 수치식의 수정 및 도입이 필요하다.

Keywords

References

  1. 국토해양부 고시 건축구조기준 및 해설, 대한건축학회, 2009, 344pp.
  2. 최진우, 주형중, 남정훈, 윤순종 (2010) FRP-콘크리트 합성말뚝의 개발, 한국복합신소재구조학회 논문집, 제 1권, 제 2호, pp. 20-28.
  3. 한택희, 김효산, 장영두, 박윤호, 강영종 (2010), 지중 매설 GFRP 관로 및 플랜지의 거동 분석, 한국복합 신소재구조학회 논문집, 제 1권, 제 1호, pp. 27-33.
  4. ABAQUS 6.10 Analysis Manual, Dassault Systemes, 2010, Chapter. 28.5
  5. Gopalaratnam, V.S., Shah, S.P. (1985), Softening response of plain concrete in direct tension, Journal of the American Concrete Institute, 82, 310-323.
  6. Kim, H.S., Shin, Y.S.(2011) Flexural behavior of reinforced concrete (RC) beams retrofitted with hybrid fiber reinforced polymers (FRPs) under sustaining loads, Composite Structures, 93(2011) 802-811. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2010.07.013
  7. Mehta, P.K., Monteiro, P.J.M. (2006), Concrete, The McGraw-Hill, New York, Chapter 3.
  8. Smith, S.T., Teng, J.G.(2002) FRP-strengthened RC beams. I: review of debonding strength models, Engineering Structures, Vol. 24(2002), pp. 385-395. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(01)00105-5
  9. Smith, S.T., Teng, J.G.(2002) FRP-strengthened RC beams. II: assessment of debonding strength models, Engineering Structures, Vol. 24(2002), pp. 397-417. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(01)00106-7
  10. Teng, J.G., Yao, J., Plate end Debonding failures of FRP-or Steel Plated RC Beams: A new Strength Model, Proceedings of the International Symposium on Bond Behaviour of FRP in Structures, pp. 283-290.

Cited by

  1. 콘크리트 휨부재 보강용 FRP의 부착성능 평가를 위한 실험방법 연구 vol.2, pp.3, 2011, https://doi.org/10.11004/kosacs.2011.2.3.036