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Theoretical Analysis of Interface Debonding on the Strengthened RC Bridge Decks

성능향상된 RC 바닥판의 계면파괴 해석

  • 오홍섭 (한양대학교 토목 환경공학과) ;
  • 심종성 (한양대학교 토목 환경공학과)
  • Published : 2002.10.01

Abstract

Especially, when orthotropic material such as uni-dierectionally woven Carbon Fiber Sheet, resisting only the unidirectional tension, is used to strengthening bridge deck, the direction and width of the strengthening material should be considered very carefully. Thus, analysis of the failure characteristics and the premature failure mechanism of the strengthened decks based on the test results are required. In this study, the premature failure due to the interface debonding of strengthening material of the strengthened deck slab are inquired into failure mechanism through both experiments results and analyses with prototype strengthened deck specimens using carbon fiber sheet. From the test results, interface debonding of strengthening material is occured at the crack face

바닥판은 주형 또는 하부구조 등에 비하여 손상이 많이 발생하기 때문에 탄소섬유쉬트와 같은 섬유보강재를 사용하여 손상된 바닥판의 내하력을 향상시키기 위한 성능향상 공법의 적용이 증가하고 있다. 그러나 섬유보강재와 콘크리트사이의 계면을 에폭시를 사용하여 일체화시키는 외부착공법의 특성상 하중위치 및 보강방법 등에 따라 보강재가 조기에 박리되는 현상이 발생할 수 있으며, 특히 이방향 균열의 성장에 의하여 손상이 진행되는 바닥판의 경우에는 보강된 보 구조물에서 일반적으로 발생하는 단부박리현상보다는 균열폭의 증가에 의하여 발생하는 계면박리 현상이 많이 발생하게 된다. 본 연구에서는 성능향상된 바닥판의 계면박리를 해석하기 위하여 균열폭과 부착응력의 관계로부터 계면박리가 발생하는 임계부착응력과 임계 균열을 산정할 수 있는 이론적인 해석식을 제안하였다. 또한 보강된 바닥판 시험체에 대한 정적 시험결과와의 비교를 통하여 제안식의 타당성을 검증하였다.

Keywords

References

  1. 배인환, "강판 및 탄소섬유로 보강된 철근콘크리트 보의 휨해석 및 설계기법연구," 한양대학교 박사학위논문, 1998.
  2. Jones, R, Swamy, R. N., and Charif, A., "Plate Separation and Anchorage of Reinforced Concrete Beams Strengthened by Epoxy-Bonded Steel Plates," The Structural Engineer, Vol. 66, No. 5, Mar. 1988, pp.85-94.
  3. Malek, A. M., Saadatmanesh, H., and Ehsani, M. R,. "Prediction of Failure Load of R/C Beams Strengthened with FRP Plate Due to Stress Concentration at the Plate End," ACI Structural Journal, Vol. 95, No. 1, American Concrete Institute, Jan. 1998, pp.l42-152.
  4. Roberts, T. M. and Haji-Kazemi, H., "A Theoretical Study of the Behavior of Reinforced Concrete Beams Strengthened by Externally Bonded Steel Plates," Proceedings of International Civil Engineers, Vol. 87 No. 2, 1989, pp.39-55. https://doi.org/10.1680/iicep.1989.3785
  5. Park, R. and Paulay, T., "Reinforced Concrete Structures," John Wiely & Sons Inc., 1975.
  6. Swamy, R. R. N., Jones R, and Charif, A., "The Effect of External Plate Reinforcement on the Strengthening of Structurally Damaged RC Beams," The Structural Engineer, Vol. 67, No. 3, Feb. 1989, pp.45 - 56.
  7. 심종성, 오홍섭, "RC 교량상판의 휨 성능향상을 위한 탄소섬유 보강방법 연구," 한국콘크리트학회 가을학술발표회 논문집, 제10권 2호 (통권 제19집), 1998년 11월, pp.827-832.
  8. Batchlor, B., Brain, E., Hewitt, P., Csagoly, P., and Holowka, M., "Investigation of the Ultimate Strength of Deck Slabs of Composite Steel/Concrete Bridges," Transportation Research Record, No.664, Transportation Research Board, 1978, pp.162 -170.
  9. 심종성, "콘크리트 교량 바닥판에 대한 보수.보강 공법의 효과분석 연구," 한국도로공사, 2000.
  10. Hognestad, E., "High Strength Bars as Concrete Reinforcement, Part 2. Control of Flexural Cracking," Journal of Portland Cement Association Research and Developement Laboratories, Vol. 4, No. 1, January 1962, pp.46-63.
  11. Park, R. and Gamble, W. L., "Reinforced Concrete Slabs," John Wiely & Sons Inc., 2000.
  12. Frosch, R. J., "Another Look at Cracking and Crack Control in Reinforced Concrete," ACI Structural Journal, Vol. 96, No. 3, American Concrete Institute, 1999, pp.437-445.
  13. 심종성,오홍섭, "외부부착 보강된 교량 바닥판 균열폭의 반경험적인 예측," 한국콘크리트학회 논문집, 제14권 2호, 2002, pp.231-238. https://doi.org/10.4334/JKCI.2002.14.2.231
  14. Hsu, T. T. C., "Unified Theory of Reinforced Concrete," CRC, 1993.