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Ultimate Behavior of GFRP Shell Structure Stiffened by Steel Pipe Ring

강관링으로 보강된 GFRP 쉘구조의 극한 거동

  • Kim, In Gyu (School of Civil Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Lim, Seung Hyun (School of Civil Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Kim, Sung Bo (School of Civil Engineering, Chungbuk National University)
  • 김인규 (충북대학교 토목공학부) ;
  • 임승현 (충북대학교 토목공학부) ;
  • 김성보 (충북대학교 토목공학부)
  • Received : 2014.05.12
  • Accepted : 2014.05.28
  • Published : 2014.06.27

Abstract

The experiment and FE analysis of ultimate behavior of GFRP cylindrical shell structure stiffened by steel pipe ring instead of rectangular cross-section ring was presented. Four kinds of test models were designed and flexural failure experiment was performed to investigate ultimate behavior characteristic according to the size of cross section of steel pipe ring and diameter of GFRP shell. Material properties of specimens were experimented by bending, tensile and compressive test. Displacements and strains were measured to evaluate failure behavior of steel pipe ring and GFRP shell structure. The experimental results were compared with the FEA results by commercial program ABAQUS. It is observed that GFRP shell structure stiffened by steel ring have enough ductility to bending failure, and an increase of bending rigidity of steel ring is very effective to increase of failure strength of GFRP shell structure.

원형 강관으로 보강된 GFRP 재질의 원통형 쉘구조에 대한 극한 휨 실험 및 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용한 전산해석을 수행하였다. 개인하수처리 시설의 설계 기준에서 제시된 직사각형 단면형상의 GFRP 재질의 보강링이 적용된 설계기준을 바탕으로 원형 강관 보강링에 대한 단면 재료 특성이 반영된 식을 검토하여 설계하였다. 보강링의 단면, GFRP 본체의 직경과 두께에 의한 극한 거동 특성을 분석하기 위하여 총 4개의 시험체를 설계 제작하여 집중하중 정적재하 시험을 수행하였다. 실험결과 강관 보강링이 사용된 GFRP 쉘구조는 휨파괴가 발생할 때까지 충분한 연성도를 가지고 있으며, 강관 보강링의 휨강성 증가에 따른 전체 구조물의 강도증진이 효과적임을 확인하였다.

Keywords

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