초록
본 연구에서는 외부프리스트레스 탄소섬유판에 의한 보강기술에서 긴장력을 포함하는 지속하중이 작용하였을 때의 장기거동을 평가하기 위한 실험연구를 수행하였다. 지속하중 도입을 위한 실험계획은 탄소섬유판에 직접 인장력을 도입하는 직접 지속하중 방식과 휨 실험체를 통한 휨 지속하중으로 구분하여 실시하였다. 직접 지속하중에 의한 실험은 탄소섬유판의 종류별로 약 700일에 걸쳐 실시하여 탄소섬유판의 장기 크리프/릴렉세이션 등의 변형을 주로 평가하였으며, 휨 지속하중 실험에서는 탄소섬유판의 정착시 정착장치에서의 슬립량을 주로 평가하기 위해 약 90일 간으로 수행되었다. 일방향 탄소섬유판에 대한 2년간의 지속하중 실험 결과에 의하면, 탄소섬유판의 크리프나 릴렉세이션과 같은 재료자체의 변형 및 정착장치에서의 슬립에 기인한 응력손실은 적은 것으로 나타났다. 그러나, 강판매입형 탄소섬유판은 강판의 항복변형률을 초과하여 도입된 긴장력으로 인하여 재료 자체의 변형에 의한 자체 응력손실이 발생되었으므로 이에 대한 보완이 필요한 것으로 판단된다. 아울러, 탄소섬유판의 정착과정에 발생되는 긴장력의 즉시 손실량은 응력도입 초기의 약 10% 정도이므로 프리스트레스의 도입시에는 이를 고려하여 긴장력을 결정할 필요성이 있을 것으로 판단된다.
Experimental study was performed to evaluate the long-term behavior of CFRP (carbon fiber reinforced polymer) strips under sustained loads including prestressing force in strengthening RC members with post-tensioned CFRP strips. Two types of CFRP strip such as unidirectional CFRP strip and hybrid CFRP strip which is composed of carbon fiber and steel plate were considered. Also two types of loading scheme were included in this study. Direct sustained loading test had been carried out to estimate the creep deformation and relaxation of CFRP strips including slip deformation at both mechanical anchorages for over 700 days. Also, flexural sustained loading test had been conducted to estimate the initial prestress losses on clamping the CFRP strips at jacking anchorages for over 90 days. From the sustained loading tests, it was observed that stress losses of unidirectional CFRP strips due to the creep deformation and relaxation of material itself and slip deformation at mechanical anchorage were ignorable. On the other hand, significant stress losses caused by the yielding of steel embedded in CFRP strips were found in case of hybrid CFRP strips due to the initial jacking force over steel yielding stress. Also, initial prestress losses during setting of CFRP strips on mechanical anchorage were about 10% of intial jacking force, which must be considered in the design.
