CFRP 그리드의 정착 길이에 따른 콘크리트 보의 휨거동 = Flexural Behavior of Concrete Members based on Development Length of CFRP Grid

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 CFRP 그리드의 정착길이에 따른 콘크리트 보의 휨거동을 평가한 실험적 연구를 보고한다. 실험을 위해 폭 250 mm, 높이 125 mm, 길이 2000 mm의 실험체가 제작되었다. 실험변수로 CFRP 그리드의 정착길이(1000 mm, 800 mm, 700 mm, 600 mm, 500 mm, 400 mm, 300 mm, 200 mm)가 고려되었다. 실험체 제작 후 3점 휨실험이 수행되었다. 실험결과 모든 실험체의 강성은 정착길이에 영향을 받지 않고 유사한 것으로 나타났다. 초기 균열하중은 모든 실험체에서 유사하게 나타났으나, 정착길이가 감소됨에 따라 최대하중, 최대하중 시의 처짐 및 변형률은 감소하는 경향을 나타냈다. 특히 부재 길이에 80% 이상이 정착된 경우 부재 길이와 동일한 정착길이를 가진 콘크리트 보의 약 90% 이상의 구조성능을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다. 제안된 수치해석 모델은 CFRP 그리드의 정착길이가 감소됨에 따른 극한하중의 저하를 유사하게 예측하였으며, 극한하중의 오차는 평균 13.1%로 CFRP 그리드의 정착길이에 따른 콘크리트 보의 휨성능을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents an experimental study on the flexural behavior of concrete beams based on the development length of the Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) grid. For experiments, we fabricated specimens with width, height, and length of 250, 125, and 2000 mm, respectively. The development lengths of the CFRP grid (1000, 800, 700, 600, 500, 400, 300, and 200 mm) were considered as experimental variables. Three-point bending tests were conducted after fabricating the specimens. Results showed that the stiffness of all specimens remained the same and was unaffected by the development length. The initial crack load was similar in all specimens, but the maximum load, deflection, and strain tended to decrease as the development length decreased. In particular, it was confirmed that when >80% of the member length was anchored, the structural performance of ~90% or more of a concrete member with a development length equal to the member length can be achieved. The proposed numerical model accurately predicted the ultimate load reduction due to the decrease in the development length of the CFRP grid, with an average error of 13.1% in the ultimate load. Thus, the proposed model can reasonably accurately predict the flexural performance of concrete members with respect to the development length of the CFRP grid.