Land and Housing Review (토지주택연구)

Land and Housing Research Institute (한국토지주택공사 토지주택연구원)
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Evaluation of Shear Behavior of Reinforced Concrete Beams with FRCM Composites with Different Textile Grid Types

텍스타일 그리드 종류가 다른 FRCM 복합재를 적용한 철근콘크리트 보의 전단거동 평가

  • Hyun Kong ;
  • Minsu Jo ;
  • Sua Lim ;
  • Donghwan Kim ;
  • Kilhee Kim
  • 공현 (공주대학교 건축공학과&도시융합시스템공학과) ;
  • 조민수 (공주대학교 스마트자연공간연구센터) ;
  • 임수아 (공주대학교 스마트자연공간연구센터) ;
  • 김동환 (공주대학교 스마트자연공간연구센터) ;
  • 김길희 (공주대학교 건축공학과&도시융합시스템공학과)
  • Received : 2024.06.04
  • Accepted : 2024.07.26
  • Published : 2024.09.30
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Abstract

This paper presents the results of an experimental study to evaluate the shear behavior of reinforced concrete beams reinforced with FRCM composites using different types of textile grids. It was found that the shear behavior of reinforced concrete beams with FRCM composites was observed by comparing the strains measured in the stirrups and textile grids. It was found that the ultimate strength of the strengthened specimens increased compared to the basic specimens, and the failure mode at ultimate strength changed from shear failure to bending failure. When the shear strength design values of the KDS 14 20 22 and AIJ ultimate strength types were compared with the actual experimental values, it was found that the AIJ ultimate strength type was more accurate. In addition, the shear contribution of FRCM composites in the A and T models was compared, and the results showed that both models had similar trends. Reflecting these results, it is recommended that further studies should be conducted to calculate the shear performance of beam members with FRCM composites and the shear contribution of FRCM composites by using the stirrup reinforcement ratio and the type of textile grid as variables.

이 논문은 텍스타일 그리드 종류가 다른 FRCM 복합재를 적용한 철근콘크리트 보의 전단거동을 평가하기 위해 실험적 연구 결과를 제시하였다. 세 가지 종류의 텍스타일 그리드를 사용하여 각 실험체의 최대내력, 최대내력 시 처짐 및 파괴모드를 나타내었다. 또한, 전단보강근 및 텍스타일 그리드에서 측정된 변형률을 비교하여 FRCM 복합재가 보강된 철근콘크리트 보의 전단거동을 관찰하였다. FRCM 복합재를 보강한 실험체 모두 기본실험체에 비하여 최대 내력이 증가하였으며, 최대내력 시 파괴모드가 전단파괴에서 휨파괴로 변경된 것을 확인할 수 있었다. 현행 전단강도 설계 기준 중에서 KDS 14 20 22 및 AIJ 종국강도형의 전단강도 설계값을 실제 실험값과 비교하였을 때, AIJ 종국강도형의 전단강도 설계값이 더욱 유사한 것으로 나타났다. 또한, A 모델 및 T 모델의 FRCM 복합재의 전단기여도 산정식을 비교한 결과, A 모델 및 T모델 모두 유사한 경향을 나타내었다. 이러한 결과를 반영하여 전단보강근의 철근비 및 텍스타일 그리드의 종류를 변수로 하여 추가적인 연구를 통하여 더욱 정확한 FRCM 복합재를 적용한 보 부재의 전단성능과 FRCM 복합재의 전단기여도 산정이 필요할 것으로 사료된다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2024년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(2019R1A6A1A03032988) 및 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(2023R1A2C3002443)의 지원을 받아 수행된 연구사업이며, 이 연구는 2022년도 교육부의 재원으로 한국기초과학지원연구원 국가연구시설장비진흥센터의 지원(2022R1A6C102A907)을 받아 수행된 연구이며, 2024년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(RS-2023-00239201)을 받아 수행된 기초연구사업임.

References

  1. 국토교통부(2022), 「KSD 14 00 00 : 2022 구조설계기준」, 세종.
  2. 김상우, 김건우, 김진섭(2021), "격자형 탄소섬유강화플라스틱의 외부부착 보강에 따른 철근 콘크리트 보의 구조적 거동에 관한 실험적 연구", 「LHI Journal」, 12(4): 119~125.
  3. 김영진, 박승희, 진규남, 이창길(2011), "셀프센싱 상시계측 기반 CFRP보강 콘크리트 구조물의 손상검색", 「LHI Journal」, 2(4): 407~413.
  4. 조민수(2022), "FRCM 복합재를 이용한 철근콘크리트 부재의 보강 성능 평가", 박사학위논문, 공주대학교.
  5. 日本建築学会(1990), 「鉄筋コンクリート造建物の終局強度型耐震設計指針.同解説」, 日本.
  6. ACI Committee 549 (2013), Guide to Design and Construction of Externally Bonded Fabric-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) Systems for Repair and Strengthening Concrete and Masonry Structures, Michigan: American Concrete Institute.
  7. Al-Saiioum, Y. A., H. M. Elsanadedy, S. H. Alsayed and R. A. Iqbal (2012), "Experimental and Numerical Study for the Shear Strengthening of Reinforced Concrete Beams Using Textile-Reinforced Mortar", Journal of Composites for Construction, 16(1): 74~90.
  8. Gonzalez-Libreros, J. H., C. Sabau, L. H. Sneed, C. Pellegrino and G. Sas (2017), "State of Research on Shear Strengthening of RC Beams with FRCM Composites", Engineering Structures, 149: 444~458.
  9. Triantafillou, T. C. and C. G. Papanicolaou (2006), "Shear Strengthening of Reinforced Concrete Members with Textile Reinforced Mortar (TRM) Jackets", Materials and Structures, 39: 93~103.