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pp.51-60
본 연구는 RC(철근콘크리트) 기둥과 FRP 콘크리트 기둥의 압축성능을 P-M 상관도를 통해 비교, 분석하였으며, 특히 콘크리 트 압축강도, 보강비, FRP의 탄성계수 변화에 따른 기둥의 거동 특성을 분석하였다. 연구 결과, 고강도 콘크리트(40MPa 이상) 사용 시 FRP 보강 기둥의 성능이 RC 기둥을 상회하며, 균형파괴점이 압축영역으로 이동하여 안정성이 향상됨을 확인하였다. 보강비는 0.010∼ 0.015 범위에서 최적 성능을 발휘하며, 과도한 보강은 오히려 취성파괴 위험을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. FRP 물성 선택에 있어 낮은 파괴변형률과 적절한 탄성계수를 가진 재료를 사용하여 균형파괴점을 압축영역에 위치시키는 것이 중요함을 제시하였다. 본 연구 는 FRP 보강 기둥 설계 시 콘크리트 강도, 보강비, FRP 물성을 종합적으로 고려하여 압축성능을 최적화하고 안정성을 확보할 수 있는 방안을 제시하였다. 이러한 결과는 FRP 보강 콘크리트 기둥의 효과적인 설계 및 성능 향상에 기여할 것으로 기대된다.
This study presents a comparative analysis of the compressive performance of reinforced concrete (RC) columns and fiber-reinforced polymer (FRP)-reinforced concrete columns using P–M interaction diagrams. A parametric study was conducted with concrete compressive strength, reinforcement ratio, and FRP elastic modulus as primary variables. Results indicate that FRP-reinforced columns demonstrate enhanced compressive performance over RC columns, particularly with high-strength concrete (exceeding 40 MPa), as the balanced failure point shifts toward the compression zone, thus improving stability. The optimal reinforcement ratio range was found to be 0.010–0.015; beyond this range, excessive reinforcement results in performance degradation and an increased risk of brittle failure. Findings confirm that selecting FRP materials with a low failure strain and a suitable elastic modulus is essential for positioning the balanced failure point within the compression zone. This study provides design guidelines for FRP-reinforced concrete columns, highlighting the necessity of a holistic approach that considers concrete compressive strength, reinforcement ratio, and FRP properties in combination.
1. 서 론
2. P-M 상관도
2.1 순수 압축 (Pure Compression)
2.2 최소 편심 (Minimum Eccentricity)
2.3 영 인장 (Zero Tension)
2.4 순수 휨 (Pure Moment)
2.5 균형 파괴점 (Balance Point)
2.6 순수 인장 (Pure Tension)
2.7 강도감소계수 ()
3. 해석 결과 및 분석
3.1 콘크리트의 설계기준강도() 변화
3.2 보강비() 변화
3.3 FRP 탄성계수() 변화
4. 결 론
감사의 글
REFERENCES
국문초록
