Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Ultimate Stress of Prestressing CFRP Tendons in PSC Beams Strengthened by External CFRP Prestressing

외부 CFRP 프리스트레싱으로 보강된 PSC 보에서 CFRP 텐던의 극한응력

  • Park, Sang-Yeol (Dept. of Civil and Environment Engineering, Cheju National University) ;
  • Kim, Chang-Hoon (Dept. of Civil and Ocean Engineering, Cheju National University) ;
  • Hong, Seong-Yong (Dept. of Civil and Ocean Engineering, Cheju National University)
  • 박상렬 (제주대학교 토목환경공학과) ;
  • 김창훈 (제주대학교 토목해양공학과) ;
  • 홍성룡 (제주대학교 토목해양공학과)
  • Published : 2007.12.31
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Abstract

This study deals with literature review, developing a predicting equation for the ultimate stress of prestressing (PS) CFRP, and experimental test with the parameters affecting the ultimate stress of prestressing CFRF in prestressed concrete beams strengthened by external prestressing. The ACI (American Concrete Institute) predicting equation for the ultimate stress of unbonded prestressing CFRP is analyzed to develop a new integrated predicting equation. The proposed predicting equation takes rationally the effect of internal PS steel into consideration as a function of prestressing tendon depth to neutral depth ratio. In the experimental study, prestressed concrete beams strengthened using external prestressing CFRP are tested with the test parameters having a large effect on the ultimate stress of prestressing CFRP. The test parameters includes infernal prestressing steel and external prestressing CFRP tendon reinforcement ratios, and span to depth ratio. The test results are analyzed to confirm the rationality and applicability of the proposed equation for predicting the ultimate stress of external prestressing CFRP.

본 연구는 CFRP 긴장재를 이용하여 외부 프리스트레싱으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 보에 관한 문헌 연구와 프리스트레싱 CFRP의 극한응력 예측식의 개발, 극한응력에 영향을 미치는 변수들에 대한 실험 등이다. 새로운 통합 예측식 개발을 위하여 비부착 프리스트레싱 CFRP의 극한응력에 대한 ACI 시방서 설계식을 확장하고 분석하였다. 본 논문에서는 외부 CFRP 긴장재의 극한응력에 대한 새로운 합리적 예측식을 제안하고 있는데, 프리스트레싱 긴장재와 중립축의 깊이비의 함수로서 표현하여 내부 PS 강재의 영향을 고려하고 있다. 실험 연구에서는 프리스트레싱 CFRP의 극한응력에 가장 큰 영향을 미치는 실험 변수를 가지고 외부 프리스트레싱으로 보강된 PSC 보를 제작하여 실험하였다. 실험 연구에서 채택한 영향인자들은 내부 PS 강재비, 외부 PS 긴장재비, 지간과 PS 강재 깊이비 등이다. 실험 결과는 분석되어 외부 프리스트레싱 CFRP의 극한응력에 대한 제안된 예측식의 합리성과 적용성을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Du, G. and Tao, X., 'Ultimate Stress in Unbonded Tendons of Partially Prestressed Concrete Beams', PCI Journal, Vol.30, No.6, 1985, pp.72-91
  2. Mattock, A. H., Yamazaki, J., and Jattula, B. T., 'Comparative Study of Prestressed Concrete Beams with and without Bond', ACI Journal, Vol.68, No.3, 1971, pp.116-125
  3. Warwaruk, J., Sozen, M. A., and Siess, C. P., 'Strength and Behavior in Flexure of Prestressed Concrete Beams', University of Illinois Engineering Experiment Station Bulletin, No.464, Urbana., III., Aug. 1962, 107pp
  4. ACI Committee 318, Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-05), American Concrete Institute, Detroit, Michigan, 2005, pp.272
  5. AASHTO, AASHTO LRFD Bridge Design Specification, SI Unit 1 st Ed., American Association of State Highway and Transfortation Official, 1994, 2004, pp.5-34-35
  6. 건설교통부, 콘크리트구조설계기준, 한국콘크리트학회, 2003
  7. 오병환, 유성원, '외부 비부착 강선을 가진 PSC 교량의 휨거동 해석기법 및 해석 프로그램 개발', 대한토목학회 논문집, 19권 I-5호, 1999, pp.761-771
  8. 오병환, 유성원, '외부 프리스트레스트 콘크리트 부재의 극한상태에서의 강선응력 예측식 제안', 콘크리트학회 논문집, 11권 6호, 1999, pp.12-24
  9. 이종윤, 임재형, 문정호, 신경재, '비부착 긴장재를 갖는 프리스트레스트 콘크리트 보에서 긴장재 응력의 과대평가', 콘크리트학회 논문집, 11권 4호, 1999, pp.73-81
  10. 임재형, 문정호, 음성우, 이리형, '프리스트레스트 콘크리트 부재에서 비부착 긴장재의 극한응력에 관한 연구(II)-변형도 적합조건을 이용한 설계식의 제안', 콘크리트학회지, 9권 5호, 1997, pp.105-114
  11. 임재형, 문정호, 음성우, 이리형, '프리스트레스트 콘크리트 부재에서 비부착 긴장재의 극한응력에 관한 연구(II)-기존연구 및 ACI 규준식의 고찰', 콘크리트학회지, 9권 4호, 1997, pp.167-176
  12. 임재형, 문정호, 이리형, '비부착 긴장재의 응력산정을 위한 극한강도 설계식의 평가', 콘크리트학회 논문집, 11권 3호, 1999, pp.113-122
  13. Campbell, T. I. and Chouinard, K. L., 'Influence of Non-prestressed Reinforcement on the Strength of Unbonded Partially Prestressed Concrete Members', ACI Structural Journal, Vol.88, No.5, 1991, pp.546-551
  14. Canadian Standards Association Can3-A23.3-M84, Design of Concrete Structures for Buildings, Canadian Standards Association, Dec. 1984, 281pp
  15. Naaman, A. E. and Alkhairi, F. M., 'Stress at Ultimate in Unbonded Post-Tensioning Tendons: Part 2-Proposed Methodology', ACI Structural Journal, Vol.88, No.6, 1991, pp.683-692
  16. Pannell, F. N., 'The Ultimate Moment of Resistance of Unbonded Prestressed Concrete Beams', Magazine of Concrete Research, Vol.21, No.66, 1969, pp.43-54 https://doi.org/10.1680/macr.1969.21.66.43
  17. Tom, A. and Pannell, F. N., 'The Ultimate Moment of Resistance of Unbonded Partially Prestressed Reinforced Concrete Beams', Magazine of Concrete Research, Vol.28, No.97, Dec. 1976, pp.203-208 https://doi.org/10.1680/macr.1976.28.97.203
  18. 박상렬, '외부 프리스트레싱으로 보강된 RC 보에서 강재량 및 텐던깊이에 따른 프리스트레싱 강재의 극한응력', 콘크리트학회 논문집, 15권, 4호, 2003, pp.585-593