모형실험을 통한 암반사면의 파괴거동분석 및 파괴시기예측

신미경 부경대학교 대학원 2009 국내석사

불연속면의 거칠기, 충전물, 수압조건 등의 공학적 특성을 고려하여 사면의 파괴거동을 고찰하고 파괴시기를 예측하기 위하여 모형실험이 수행되었다. 모형사면은 실제 암반사면과 유사하게 시멘트 모르타르와 스테인리스 스틸프레임을 이용하여 비중 2.7이 되도록 제작하였다. 절리면의 거칠기는 폭, 높이 등을 고려하여 거칢각이 0, 7, 11°의 불연속면을 갖는 블록을 제작하였다. 충전물은 거칠기의 돌출부 높이를 고려하여 돌출부 높이의 1.5배까지 증가시켰다. 정속도 수압증가 조건에서는 인장균열에 완전히 가해질 수 있는 수압을 100%로 하여 건조 상태에서 1%/min로 증가시키면서 사면의 거동양상을 파악하였다. 공학적 특성의 조합을 달리하여 총 27회 실험을 실시한 결과, 절리면의 거칠기가 증가할수록 파괴 시 수압하중은 증가하고 충전물의 두께비가 증가할수록 파괴 시 수압하중은 감소한다. 전체적인 거동양상은 선형 거동양상을 보이다가 파괴 임박시 3차 크립 형태의 지수형 거동양상이 나타난다. 충전물이 두꺼워 질수록 3차 크립 형태의 지수형 거동양상이 뚜렷이 나타나는 양상을 보인다. 정수압 조건에서는 파괴 수압의 97%를 유지하고 시간에 따른 사면의 거동양상을 관찰하였다. 대부분의 경우 2차 크립 형태의 거동을 유지하다 짧은 3차 크립 형태의 거동을 보이며 급격한 파괴를 보였다. 특히 충전물의 두께비가 증가할수록 3차 크립 형태의 거동 구간이 뚜렷이 나타나며 파괴 시까지 변위가 크게 발생하였다. 정속도 수압증가 및 정수압 조건 공히 사면에 충전물이 두껍게 충전되어 3차 크립 형태의 지수형 거동을 보이는 경우에 inverse velocity method를 사용한 파괴시기 예측이 가능한 것으로 판단된다. Laboratory tests were performed to investigate the failure mechanism of the rock slope due to engineering characteristics such as joint asperity angle, infilling thickness and water pressure conditions, and to evaluate the possibility of predicting slope failure using the model rock slope. The model rock slope were designed to simulate real rock slope having 2.7 of specific gravity using cement mortar and stainless steel frame. The joint asperity angle was 0, 7 and 11° having different roughness specifications. The infilling thickness was maintained between upper and lower roughness plane from zero to 1.5 times of the amplitude of the surface projections. For constant increasing head condition, water pressure was constantly increased at rate of 1%/min until failure by assuming water pressure expressed as percent filling of tension crack from dry(0%) to full(100%). Total of 27 tests were performed. The results obtained in this study show that the water pressure at failure was found to increase with increasing joint roughness, and to decrease with increasing infilling thickness. Displacement of the slope were exhibited linear type from the beginning, and exponential type was appeared to approaching failure. In case of increasing infilling thickness, the slope cleary showed exponential behavior of tertiary creep type. For constant head condition, water pressure was kept at 97% of failure pressure. Slope behavior showed secondary creep type from the beginning, and tertiary creep type of deformation exhibited at final stage. The exponential type of deformability was predominant for sliding planes having thick infillings. These arise from the fact that, once the infilling thickness exceeds asperities, strength and deformability of sliding plane is controlled by the engineering characteristics of the infilling materials. It seems possible to estimate failure time using the inverse velocity method for sliding plane having exponential type of deformability. However, it is necessary to estimate failure time by trial and error basis to predict failure of the slope accurately.

Numerical analysis of strengthening RC Beams with externally bonded plate using interfacial fracture concept

신승교 Graduate School, Yonsei University 2003 국내박사

Numerical analysis of repaired RC beams with external plate was performed using developed ADLE (Axial Deformation Link Element) model which can predict interfacial fracture behavior as well as overall load-displacement behavior. Since the interface between concrete and external plate behaved in a quasi-brittle manner, the developed numerical method adopted the fictitious crack model with nonlinear fracture mechanics concept to evaluate the behavior of quasi-brittle materials. In addition, an exponential softening curve with a plasticity-damage unloading path was introduced to investigate the crack initiation and propagation in quasi-brittle materials./The strengthened RC beams with external plate and the preloaded RC beams were simulated using the developed ADLE model. The external plate thickness and the interface thickness were varied to assess the failure mode in strengthened RC beams. Increasing the thickness of the plate or the interface changed the failure mode from flexural failure to premature interface failure that was developed due to high stress concentration at the plate curtailment zone, causing a reduction in ductility. In addition, the interactions between interfacial fracture energy and elastic modulus of bond adhesive layer were discussed comprehensively through a parametric study. /As a result, the developed ADLE model is applicable to a wide range of interface fracture problems and provides a better understanding of the interfacial fracture behavior of repaired RC beams with external plate./ 본 연구에서는 경계면 파괴를 고려한 외부 휨 보강된 RC 보의 하중-변위거동과 균열발생 및 전파와 같은 파괴거동을 분석하기 위한 알고리즘을 개발하였다. 수치해석을 위한 기본요소로 인접한 두 절점의 축방향력만을 고려하는 축방향 변형요소를 사용하였으며, 재료의 파괴거동 모형화를 위하여 요소에 파괴에너지 개념을 고려한 가상균열모델 개념을 도입하였다. 요소 구성관계식은 재료의 실제거동과 가장 가까운 지수함수형 인장연화곡선을 선정하였으며 변형률 국소화 현상의 모형화를 위하여 조합된 소성-손상 모델을 도입하였다./개발된 수치해석 기법을 이용하여 외부 휨 보강된 RC 보와 초기손상을 가진 RC 보에 대한 연구가 수행되었다. 외부 보강판 두께 및 경계면 두께 변화에 따라 연성파괴에서 취성파괴로의 파괴모드 전이현상이 검토되었으며, 경계면을 이루는 재료의 물성 중 탄성계수, 파괴에너지 변화에 따른 구조물의 거동해석 검토를 통하여 경계면 재료가 구조물 전체의 거동에 영향을 주는 중요한 요소임을 알 수 있었다. /결론적으로, 본 연구에서 개발된 파괴역학 개념이 고려된 축방향 변형요소 해석기법을 이용하여, 외부 휨 보강된 RC 구조물에서 기존재료와 보강재료 사이의 경계면 거동특성에 따른 구조물 파괴거동을 수치적으로 예측할 수 있는 방법을 제시하였다./

세라믹 돔 포트 커버의 衝擊特性硏究

이제준 충남대학교 대학원 2007 국내석사

The dome port cover of ramjet engine is used to seal off the ram air inlet during booster operation. When the ramjet engine transitions to ramjet operation phase, the port cover is fragmented by ram pressure. Recently, the dome port cover is made in MACOR glass-filled ceramic that has the high heat resistance and the high strength in compression as well as the low density. The ceramic dome port cover have advantage of high strength and characteristic that is broken to fragmentunder impact. In this study, static analysis on the dome with various shapes is carried out under external pressure loading. The six type of dome that are satisfied compressive and tensile strength of ceramic is chose by results of static analysis. The six type of dome are preformed the fracture behavior analysis. The fracture behavior analysis of ceramic dome port cover under shock pressure is performed by the finite element method with nonlinear code LS-Dyna. The material properties of simulation are applied with experimental result of material test for MACOR glass-filled ceramic. The impact analysis is carried out for six type dome models with various thicknesses, curvature, impact pulse and impact pressure. The fracture stress, hoop stress and fracture mode of dome discussed. The major conclusions from this study are as follows; 1) The tori-spherical dome has excellent property for maximum tensile stress reduction than spherical dome under external pressure. 2) Important design variable that is decided the fracture time of dome is curvature radius and thickness of dome. 3) The hoop stress distribution of dome is appeared to differ according to impact pulse. According to change of impact pressure, hoop stress distribution of dome is happened equally. 4) Tori-spherical dome (R/D=1, r/D=0.188, t/D=0.05) is the most satisfactory design condition of dome port cover among domes. 5) The results of study are useful to evaluate the reliability and safety of dome port cover of ramjet engine. 본 논문의 제 1 장에서는 램제트 엔진 돔 포트 커버 연구의 필요성과 목적 그리고 연구동향에 대하여 기술하였다. 제 2 장에서는 램제트 엔진의 작동 원리 및 개념 그리고 연구에 사용된 돔의 형상식 및 파괴해석에 관련된 이론에 대하여 기술하였다. 제 3 장에서는 돔 포트 커버의 해석 모델 및 글라스 세라믹의 재료 특성을 기술하였다. 제 4 장과 5 장에서는 외압을 받는 돔 포트 커버에 대한 수치해석적인 결과를 기술하였다. 먼저, 정적구조해석을 수행하여 구형돔과 토리-구형 돔에 외압을 받을 때 발생되는 최대 주응력과 최소 주응력을 고찰하였으며 돔 포트 커버의 설계기준을 만족하는 돔형상을 제시하였다. 이어서, 돔 포트 커버의 정적하중하의 설계기준을 만족하는 6 개 돔을 선정하여 충격파괴거동 해석을 수행하였다. 해석의 변수로써 돔의 형상, 구형 반경비, 곡률 천이부 반경비, 두께, 충격펄스 그리고 충격압력을 적용하여 여러 가지 상황에서 최적의 돔 포트 커버의 형상을 제시하고, 또한, 돔 포트 커버를 파괴하기 위한 최적의 충격펄스 및 충격압력을 제시하였다. 제 6 장은 결론으로 본 연구를 통해 얻어진 결과들에 대하여 종합하여 제시하였다. 본 논문은 향후에 개발이 예상되는 램제트 엔진의 포터 커버의 세부설계 및 개발을 위한 기초자료로 이용 될 것이며 실제 실험을 위해 세라믹 돔 포트 커버의 시편 제작에 있어 참고자료로 사용하는데 그 목적이 있다.

선박 구조용 SS400강의 파괴거동에 관한 실험적 연구

한민수 木浦海洋大學校 大學院 2004 국내석사

본 논문에서는 25.4mm 두께의 선박구조용 SS400 강을 사용하여, 시험편폭에 대한 균열길이의 비 a_(0)/W=0.48, 0.53, 0.58로 가공된 CT 시험편에 대하여 파괴인성 및 구속효과 A_(2)와 재료의 파괴거동을 시험평가 하였다. 재료의 선형탄성 및 소규모 항복 파괴인성 평가를 실시한 결과, 응력확대계수 K_(Q) 값은 ASTM E 399-90 조건 B, a_(0)≥2.5((K_(Q))/(σ_(Y))^(2)에 맞지 않아 파괴인성으로 간주할 수 없다. 따라서, 연성재료의 파괴거동을 규명하기 위하여, 모드 Ⅰ 평면 변형율상태하에서 안정 균열성장개시 파괴인성 J_(IC) 및 CTOD 값을 평가하였다. 그 방법으로 R-곡선법, 직류전위차법(DCPD) 및 광학현미경을 이용한 개구변위의 직접측정법을 사용하여 재료의 파괴인성을 규명하였다. 본 논문에서 제안한 수정된 직류전위차법을 사용한 시험편 두께 중앙부에서 발생하는 안정 균열성장 파괴인성(J_(DC-in))과 R-곡선법에 의한 J_(IC)와의 상호 비교를 통하여 파괴인성의 신뢰성을 검증하였다. 즉, 시험에 사용된 CT시험편에 가해진 모드 Ⅰ 평면변형을 상태하에서, R-곡선법에 의한 안정균열성장 개시(J_(IC))을 나타내는 파괴인성값의 크기는 시험편 폭에 대한 균열길이의 비 a_(0)/W=0.48, 0.53, 058에 대하여 각각 19.11(kgf/mm), 17.13(kgf/mm)과 17.15 (kgf/mm)이었으며, 본 논문에서 제안한기법인 수정된 직류전위차법에 의한 안정 균열성장 개시을 나타내는 파괴 인성값(J_(DC-in))의 크기는 각각 19.87(kgf/mm), 18.42(kgf/mm)과 17.76(kgf/mm)이었다. 시험편 폭에 대한 균열길이의 비(a_(0)/W)에 따라 파괴인성 J_(IC)는 시험편의 기하학적 형상에 거의 종속하지 않는다는 것을 알았다. 25.4mm 두께 SS400강의 CT시험편에 대한 모드Ⅰ 하중하에서, 평면 변형율과 평면 응력상태가 동시에 존재하는 복합 응력상태로서 전형적인 thumb-nail 균열진전 현상이 발생하였으며, 광학현미경을 이용한 CTOD측정량과 표면의 균열성장량을 사용한 저항곡선 결과로 재료에 대한 탄소성 파괴인성을 평가하는 것이 바람직하지 못하다고 사료된다. 한편, 구속효과의 크기 A_(2)는 시험편 형상에 따라 종속하였다. 또한 변위의 측정위치 (r, θ)에 대해서도 크게 종속하고 있음을 알 수 있었다. δ_(5)기법에 따른 A_(2)값을 측정하는 위치가 탄성구간 내에서 이루어지는 경우 균열개시와 성장 초기의 소성유동에 따른 구속정도를 평가하기 어렵다. 또한 혼합 면형장의 상태를 나타내고 있기 때문에 계료를 평면변형상태로만 가정하여 해석하는 것은 A_(2)값을 과소평가하는 원인이 될수 있다. SEM을 이용한 파단면 검사에서 안정균열 성장의 개시가 시험편 두께 중앙부에서 시작되었으며, 파단면에 대한 미시적 파괴거동은 전형적인 딤플파괴 모양을 나타내었다. 지금까지 본 논문에 사용된 SS400 강의 파괴인성 평가와 구속효과 A_(2) 및 파단면 검사등의 평가를 통하여 시험에 사용된 재료가 전형적인 연성 파괴거동을 한다는 것을 알수 있었다. In this paper, fracture toughness, constraints effect A_(2) and fracture behaviors for 25.4mm thickness SS400 steel CT specimens were evaluated experimentally according to a_(0)/ W of CT specimens. The ratios of crack length to width of the CT specimens, 0.48, 0.53 and 0.58 were machined and pre-cracked. The K_(Q) value was investigated for evaluating the stress intensity factor in LEFM. Accoring to ASTM 1399-90, K_(Q) Sot after test was incompatible with B, a_(0)≥2.5((K_(Q))/(σ_(Y))^(2) of ASTM E 399-90 conditions. Therefore, did not consider as the stress intensity factor K_(JC) for this material. In plane strain conditions under Model Ⅰ loading, therefore, evaluation of the stable crack growth initiation fracture toughness J_(IC) and CTOD values was performed using R-curve method, DCPD method and CTOD measured by optical microscope. The stable crack growth initiation fracture toughness J_(IC) was determined with R-curve method. Using a modified DCPD method suggested by in this paper, the stable crack growth initiation fracture toughness J_(DC-in) occured at the center of the specimen thickness was obtained and between these the results and J_(IC) by R-curve method was compared to verify reliability of fracture toughness. The magnitude of the stable crack growth initiation fracture toughness J_(IC) at a_(0)/W =0.48, 0.53 and 0.58 CT specimens, respectively was 19.11(kgf/mm), 17.13(kgf/mm) and 17.15(f/mm) determined by R-curve method, 19.87(kgf/mm), 18.42(f/mm) and 17.76(kgf/mm) evaluated by modified DCPD method. Thus, The fracture toughness Jic is independent on specimen configurations according to a_(0)/W of CT specimens. For 25.4mm thickness SS400 steel CT suecimen under Mode Ⅰ loading condition, due to mixed the plane strain condition near the center of thickness :nd the plane stress condition near the surface of the CT specimen, crack propagation profile was like tomb-nail. And then, The evaluations of the stable crack growth initiation by CTOD measured using optical microscope were unreliable. While, constraints effect Aa values and displacements were dependent on specimen configurations and measuring location (r, θ ). If A_(2) values were calculated inside of elastic boundary region using δ_(5) method, constraint effects cannot be determined due to elasticity. The stable crack growth initiation was occured at the center of the specimen thickness. Dimple was found out in fractography(x500) of fracure surface using SEM. In conclusion, 25.4mm thickness SS400 steel was showed typically ductile fracture behaviors because of the estimating results of fracture toughness, J_(IC), constraints effect, A_(2) and fractography, etc.

음향방출법에 의한 모드 I, II 하중조건의 적층복합재료 층간파괴 거동에 관한 연구

오진수 인천대학교 일반대학원 2009 국내박사

철근콘크리트 깊은 보의 전단파괴거동에 관한 실험적 연구

박성용 경기대학교 대학원 2004 국내박사

철근콘크리트 깊은 보의 전단파괴거동에 영향을 주는 전단경간(a/d)비에 따라 수직, 수평전단철근이 보의 거동에 미치는 영향의 정도를 실험과 해석에 의해 고찰하였다. 실험은 전단경간에 따른 거동을 고찰하기 위하여 4가지 케이스별 24개 타입의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 해석은 균열모델을 이용한 유한요소법으로 해석하였다. 해석에 사용된 균열모델은 고정균열모델과 회전균열모델이며, 두 균열모델에 의해 각 실험체를 해석하여 각각의 균열모델의 특성을 알아보고, 또한 실험체의 거동과 비교, 분석하여 적합성을 검토하였다. 균열모델에 의한 해석값 및 실험값을 이용하여 경간비에 따른 수직, 수평철근의 효과를 비교, 분석하여 현 설계기준의 타당성을 검토하였다. 본 연구를 수행한 결과, 다음과 같이 결론을 요약하였다. (1) 균열모델의 적합성 검토 회전균열모델을 사용해 해석된 실험체의 최대하중은 실험값과 잘 일치함을 보였으나, 고정균열모델의 경우 적은 값으로 해석되었다. 이는 회전균열모델의 경우 파괴시 지점부의 균열형태와 경사균열의 분포가 실험체 파괴시의 균열분포를 잘 반영하나, 고정균열모델의 경우 지점부의 균열형상을 제대로 반영하지 못하여 최대하중을 낮게 평가한 것으로 생각되었다. 하중-처짐관계에서 전단경간비가 1.0이상인 경우 두 균열모델의 해석값이 최대하중에 이르기까지의 강성과 거동이 비교적 잘 일치함을 보였다. 따라서 콘크리트 부재의 전단거동에 대한 유한요소해석시 회전균열모델의 사용이 보다 타당하다 생각된다. (2) 복부전단철근의 효과 수평전단철근 증가에 의한 깊은 보의 전단강도는 전단경간비가 1.0이하인 경우, 해석값, 문헌의 실험값 및 본 실험결과로 볼 때 증가하나 전단경간비가 1.0보다 클 경우 전단강도 증가효과를 거의 기대 할 수 없었다. 그러나 현 국내설계기준에 의한 값은 여전히 증가효과를 나타내었다. 수직전단철근를 증가시킨 경우 전단경간비가 1.0이상인 경우 국내 설계기준에 의한 값이 다른 값보다 적게 평가되었다. 따라서 깊은 보에 대한 복부전단철근의 전단강도에 대해 국내 설계기준은 전단경간비에 따른 수평전단철근에 대해서는 과대 평가를, 수직전단철근에 대해서는 과소 평가하고 있다. 이는 보의 복부 경사균열각을 실제 보의 거동에 비해 크게 산정하기 때문이다. 따라서 국내 설계기준에 의해 철근콘크리트 깊은 보의 복부전단철근의 강도를 산정시 전단경간비의 따른 복부전단철근의 효과에 별도의 고려 또는 보정이 필요하다고 생각된다. In this thesis, the effects of vertical and horizontal shear reinforcements on the behavior of reinforced concrete deep beams, for which the shear span ratio (a/d) affects the shear failure behavior, are investigated experimentally and analytically. In the experiments, 24 test specimens with 4 different cases were tested. In the analytical study, the finite element method with two crack models are utilized. Two different types of crack model, fixed and rotation crack models, are used in the analysis for the test specimens. The analytical results are compared with experimental results and the validity of finite element crack models are discussed. In addition, using both results of analytical and experimental studies, the effects of vertical and horizontal shear reinforcements with respect to the shear span ratios in the present design criteria are investigated. From the investigations following conclusions are derived. (1) Validity of Crack Model The maximum loads obtained by the finite element analysis using the rotation crack model is coincided with the experimental results, but the results obtained by using the fixed crack model were less than the experimental results. It is considered to be the reason that the cracking and the inclined crack distribution were simulated well by the finite element analysis using rotation crack model when the specimen fails. When the shear span ratio is larger than 1.0, the load-deflection relations obtained by the finite element analysis using two different crack models are agreed relatively well. From the results obtained, it is found that the finite element analysis using the rotation crack model to predict the shear behavior of reinforced concrete member is more appropriate. (2) Effect of Web Shear Reinforcement If the shear span ratio is less than 1.0, the shear strength of deep beam increased when the horizontal shear reinforcement is increased, but if the shear span ratio is larger than 1.0, the increasing effect of shear strength is negligible unlike the present design criteria. It is also found that the domestic design criteria on the shear strength of web shear reinforcement of the deep beam is overestimated for the horizontal shear reinforcement but is underestimated for the vertical shear reinforcement. Therefore, it is necessary to modify the shear reinforcement effect with respect to the shear span ratio when the strength of web shear reinforcement of the reinforced concrete deep beam is evaluated according to the domestic design criteria.

I-형단면 복합재 보의 재료강도한계에 의한 파괴거동 해석

李宗錫 명지대학교 2001 국내석사

Timoshenko형 전단변형 이방성 박벽보 이론을 적용하여 등분포하중과 집중하중하 이축대칭 I-형 적층 복합재 박벽보의 재료강도의 한계에 의한 파괴 거동을 분석하였다. 복합재의 강도에 의한 거시적 파괴이론은 최대 응력이론, 최대 변형율이론, Tsai-Hill 이론 및 Tsai-Wu 파괴이론을 적용하여 파괴이론간의 파괴강도 예측치를 비교분석 하였다. 복합재 거시파괴이론을 적용하기 위하여 전단변형을 고려한 이방성 박벽보 이론을 사용하여 해석적으로 변위를 구하고 변위로부터 이방성 복합재의변위-변형율 관계식 및 응력-변형율 관계식을 이용하여 응력 및 변형율을 구하였다. 아울러, 휨을 받는 박벽보의 주요 파괴모우드의 하나인 플랜지 국부좌굴에 의한 보의 파괴와 복합재 보의 보강섬유나 기지의 강도한계에 의한 파괴거동을 비교하고 그 결과를 분석하였다. ABAQUS 유한요소해석 프로그램의 3차원 유한요소법에 의한 수치예제와 해석적으로 구한 이론해를 검증하고 보의 폭-높이비, 적층두께, 적층 방법 및 보의 길이등을 변화시켜 이들 주요 설계변수들이 복합재 보의 재료적 파괴강도에 미치는 영향을 비교분석하였다. Failure strength behaviour of symmetrically laminated composite I-section beams under uniformly distributed and concentrated loads is studied. The displacement fields of beam under flexure are obtain by using the first-order shear deformable anisotropic thin-walled beam theory. The linear strain-displacement relationship and anisotropic Hook's law are applied to obtain strain and stress components. The macroscopic first-ply failure theories of maximum stress, maximum strain, Tsai-Hill, Tsai-Wu are employed to predict the failure strength of beams. The analytical solutions of ply stress and failure indices are compared with the results obtained by the commercially available FEM code, ABAQUS, to establish the validity of the present procedure. Effects of width-to-height ratio, lamination thickness, beam length, and lamination scheme on the failure strength of thin-walled composite I-section beams are analyzed. The failure strength of composite beams under flexure is also compared with the local buckling load of beam flanges to compare the dominating failure modes.

FREP로 보강된 RC보의 균열진전 및 파괴거동에 관한 연구

윤정민 호남대학교 일반대학원 2009 국내석사

철근콘크리트 구조물은 노후화에 의한 내력의 손실과 사용하중 증가에 따라 구조물 안정성에 대한 인식이 점차 확대되어 가고 있다. 이에 따라 구조물의 유지관리 및 보수·보강을 목적으로 탄소섬유, 유리섬유 등 신소재를 이용한 부착공법이 증가하는 추세에 있으나, 내화성이 없어 불의의 화재시 많은 피해를 입게 된다. 이러한 피해를 막기 위해 에폭시에 난연성을 부여한 FREP(Fiber Reinforced Epoxy Panel)가 최근 개발되었다. 그러나 아직까지 공법적용을 위한 실험 및 설계규준 등의 연구가 체계적으로 정립되지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 FREP의 보강두께와 길이, 균열진전 및 파괴형태 등을 고찰하고 역학적 특성과 보강효과를 분석하였다. FREP의 보강 길이 및 보강 두께가 증가함에 따라 RC보의 파괴 하중은 증가하지만, 처짐은 감소하였다. 그 원인은 탄소섬유판의 보강 단면의 증가로 파괴 하중은 증가하였지만, RC보의 휨 균열의 발생을 억제함으로써 처짐은 감소하는 것으로 나타났다. 균열발전 상황을 보면 무보강보는 균열 폭과 균열길이는 증가하고 미세균열은 거의 발생하지 않았으나 보강보는 보강두께가 증가할수록 균열의 폭도 작았고 미소균열 폭의 증가 속도도 둔화되었다. 보강하지 않은 RC보와 비교하여 보면 FREP으로 보강한 RC보의 최대 파괴 하중은 보강 두께가 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 최대 파괴 하중이 비례적으로 증가하지는 않았다. 보강보의 파괴형태를 보면 FREP가 파단된 이후에도 보강모재에 부착되어 있으며 파괴와 더불어 콘크리트의 피복까지 같이 파괴되므로, 모재와 FREP는 합성거동을 하는 것으로 나타나 추가적인 부착 파괴 방지는 필요하지 않을 것으로 판단되었다. RC structures are easily affected by the degree of aging and surplus load over the designed service load. Loss of strength sometimes results in collapse and great disaster. So, there is no wonder that stability of RC structure are in more interest. Reconstruction of unstable structures is not more economical than repair or renewal of them. And so for the better maintenance and management, repair and reinforcement of such damaged RC structure is widely used by applying new material such as carbon glass or fiber glass. But there is still some defect of suffering damage from sudden fire, because they have no fire resistance. In order to overcome such damage, nonflammable FREP(Fiber Reinforced Epoxy Panel) has been recently developed. But there is still no practical process of experimental verification and the design criteria applicable to real world are not yet established. In this thesis, experimental approaches are proposed with varying factors of depth and width of the reinforcement, ratio of tensile steel ratio to balanced steel ratio. Through observation of load, deflection, crack, failure mode and ductility, mechanical characteristics and reinforcing effects are investigated. To increase the depth or width of the reinforcement, failure load of RC beam was increased by increase of reinforcement section in carbon fiber reinforced polymer plate, but deflection was decreased by suppress of cracks. In the nonreinforced beam, as the ratio of tensile steel ratio to balanced steel ratio increases, ductility of the beam decreases, while in the reinforced beam with nonflammable FREP, reinforcing depth increases, ductility of the beam decreases. Therefore to assure the appropriate ductility, it is needed to adjust the limit of reinforcing ratio. To compare with nonreinforced RC beam, maximum failure load of RC beam reinforced by nonflammable FREP was increased by increase the depth of the reinforcement, but not proportional. According to the form of destruction of reinforced RC, Even after the fracture of beam nonflammable FREP, attached to the reinforced base and so as to destroy concrete block. Do not need additional Prevent Debonding Failure, because base and FREP would appear that a composite behavior.

扁側龜裂材의 疲勞破壞擧動 및 Stop-hole 補修法의 效果에 관한 硏究

정경섭 漢陽大學校 1987 국내박사

콘크리트의 破壞擧動과 破壞 에너지에 관한 硏究

김영준 建國大學校 大學院 1991 국내박사

Concrete, which is a composite material, whose fracture behavior can not be easily made clear because of the composite properties of itself. Recently, RILEM proposed three point bend test in order to determine the fracture energy of concrete. But the fracture test according to the three point bend test method could not be carried out till the load was zero because of the influence of self-weight of concrete. This paper reviewed the energy balance theory and the microscopical fracture behavior of concrete. Furthermore, this paper presented four point bend test using proving ring in order to take into account the influence of self-weight of concrete. The initial notch to beam depth ratio was varied from 0.2 to 0.6 in order to investigate the fracture energy of concrete. The conclusions of comparision four point bend test using proving ring with three point bend test are as follows. In the case of three point bend test, Though the fracture test was carried out with the cross head speed of 0.01 mm/min which was later than that of 0.3 mm/min which was proposed by RILEM, the beam suddenly fell down before the load was zero by the influence of self-weight of concrete and the load-deflection curve could not be made till the load was zero. But in the case of four point bend test using proving ring, stable fracture test could be carried out owing to the proving ring and the fracture energy of concrete whose compression strength was 209kg/㎠ was 95 N/m and the fracture energy of concrete whose compression strength was 229kg/㎠ was 170 N/m.