섬유강화플라스틱과 연성재 적층복합체로 구성된 내진성능보강재의 개발

Development of Seismic Performance Evaluation Reinforcement by FRP and Ductile Material Layered Composites

최근 국내에서도 지진의 발생 가능성이 증가하는 추세이며 교량, 터널 등과 같은 공공이용시설의 안전에 대한 우려도 증가하고 있다. 특히 1988년 이전 건설된 도시철도 시설물의 대부분은 내진설계가 반영되지 않아 내진안전성에 대한 검토와 보강이 요구되고 있다. 최근 가장 많이 연구되는 내진보강법인 섬유보강공법은 섬유의 특성은 우수하나 내진구조물의 취약점인 취성적이라는 것이 단점이다. 본 연구에서는 도시철도 개착식 터널의 내진성능 향상을 도모하기 위하여 FRP에 연성재료인 스틸과 알루미늄을 적층하여 새로운 FRP-연성재 적층 복합체를 제안하였다. FRP-연성재 적층 복합체의 인장 시험결과, 알루미늄 연성재를 사용한 경우 기존의 FRP 보강재보다 최대강도는 비슷하였으나 최대변형률이 증가하였다. 본 연구에서 제안한 FRP-알루미늄의 적층복합체는 연성이 요구되는 도시철도 개착식 터널에 적용할 경우 내진성능 향상에 효과적일 것으로 판단된다.

Recently, the frequency and magnitude of the earthquake have increased. The structural safety of the public facilities such as bridges and tunnels etc. which were not concerned for earthquake resistant design are increased. Fiber reinforcement polymer that has been frequently studied for seismic retrofit has advantage as seismic reinforcement material, but it has disadvantage of the brittleness. Therefore, the investigation of safety and seismic reinforcement are required. In this study, new FRP-ductile material layered composites proposed to seismic performance reinforced of subway tunnel. Tensile test of FRP-ductile material layered composites showed that Maximum tensile force of FRP-ductile using Aluminum is similar to existing FRP reinforcement material and maximum strain was increased. In case of application of domestic subway tunnel which need ductility, layered composites of FRP-Aluminum is estimated effectively for increase of seismic performance.