탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트보의 계면박리에 대한 해석적 연구 = Analytical Study on Interface Debonding of Reinforced Concrete Beams Strengthened with Carbon Fiber Sheet(CFS)

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 보강된 시험체의 주요 파괴모드인 계면모드인 계면박리 모드에 의한 부재의 파괴를 규명하는 것이다. 탄소섬유쉬트로 보강된 손상된 보시험체의 계면박리 모드를 해석하기 위하여 선형탄성 파괴역학(LEFM)의 컴플라이언스법과 유한요소법을 사용하여 계면파괴 역학변수인 에너지해방율(strain energy release rate, G)을 고찰하였다. 손상된 단순 보시험체의 해석결과, 최대 에너지해방율($G_{max}$)은 에폭시 접착두께에 관계없이 바깥 휨균열에서 시작된 계면 전단 균열 길이가 18mm 부근에서 발생하였다. 보강보의 강도 해석결과, 극한강도 설계법에 따른 단면의 공칭 휨 강도에 대한 계면박리에 의해 부재가 파괴되는 것으로 해석되었다. 또한 적용된 접착두께 1mm~3mm는 에너지해방율에 거의 영향을 미치지 않아 계면박리의 주요 인자가 아닌 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to analyze the interface debonding of RC beams strengthened by carbon fiber sheet(CFS). The behavior of damaged RC beams strengthened with CFS is analytically investigated next using linear elastic fracture mechanics(LEFM) approach and the finite element method. The study includes an investigation of the separation mode by interface fracture of the strengthening materials due to the interfacial shear and normal stresses. The numerical method is presented to obtain the value of interfacial fracture parameter such as the strain energy release rate. Based on the results of this study, it is found that the critical case occurs when the interfacial cracks occur within a short region of the flexural crack. The CFS strengthening has not an adequate factor of safety against interfacial debonding of CFS. Furthermore, for the thicknesses of the adhesive studied[1mm~3mm], it is no noticeable effect on the strain energy release rate.