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강재대체 FRP 복합재료를 적용한 보행자용 방호울타리의 고정부 안전성 검토 KCI 등재

Evaluation of the Anchorage Safety of Pedestrian Safety Barrier using FRP Composite Materials as a Steel Substitute

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/439405
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

본 연구는 강재 보행자용 방호 울타리 고정부 부식에 따른 유효단면적 감소로 인한 강성 저하를 해결하기 위해 내부식성이 뛰어난 GFRP, CFRP를 볼트에 적용하여 설계하중에서의 적용성을 검증하였다. 강재에서 유효단면적은 부식이 20년 진행 되었을 때 1.4mm 감소하여 기둥 변위는 28.65mm로 측정되어 부식의 심각성을 인지하였다. FRP 적용 시 평가는 파손 지수(DI)를 통하였고 CFRP 고정부 앵커에서 최대 성능의 30% 수준을 사용하여 설계하중에 만족함을 보였다. 또한, 콘크리트 연석에 가하는 쪼갬 인장응력 이 강재 대비 0.93배로 확인되었다. 이는 FRP 볼트 적용 시 강재와 동일한 방법으로 연석을 검토할 수 있을 것으로 판단된다. 결론적 으로 강재 부식에 따른 강성 저하는 구조물의 심각한 영향을 주어 부식 저항성이 높은 재료의 대체는 필수적이며, 동시에 보행자용 방호 울타리의 설계하중에 대한 연구가 추가적으로 수행 되어야한다.

This study evaluated the applicability of GFRP and CFRP anchorage systems under design loads to address rigidity deterioration caused by the reduction of the cross-sectional area owing to corrosion in pedestrian safety barrier fixing components of steel structures. In steel, corrosion over a period of 20 years reduced the cross-sectional area by 1.4 mm, resulting in a column displacement of 28.65mm, highlighting the severity of structural degradation. When applying FRP, the performance was assessed using the failure index (DI), demonstrating that CFRP anchorage satisfied the design load at 30% of its maximum performance capacity. Additionally, Split tensile stress on concrete curbs with FRP anchorage was 0.93 times that of steel, suggesting similar evaluation methods can be applied. In conclusion, the loss of rigidity due to steel corrosion substantially impacts structural integrity, necessitating the adoption of materials with high corrosion resistance. Further research is required to refine the design load criteria for pedestrian safety barriers incorporating FRP anchorage systems.

목차
ABSTRACT
1. 서 론
2. 수치해석 개요
    2.1 해석 모델 및 요소망
    2.2 경계 조건
    2.3 하중 조건
    2.4 재료 물성
3. 해석 시나리오
    3.1 강재 고정부 앵커의 부식 영향성 평가
    3.2 FRP 고정부 앵커의 적용성 평가
4. 해석 결과
    4.1 강재 고정부 앵커
    4.2 FRP 고정부 앵커
    4.3 콘크리트 연석
5. 결 론
감사의 글
REFERENCES
국문초록
저자
  • 이남경(강릉원주대학교 건설환경공학과 학부과정) | Lee NamKyeong (UnderGraduate Student, Department of Civil and Environmental Engineering, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea)
  • 배영준(강릉원주대학교 건설환경공학과 석사과정) | Bae Youngjun (Graduate Student, Department of Civil and Environmental Engineering, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea)
  • 이상문(강릉원주대학교 스마트인프라연구소 연구교수) | Lee Sangmoon (Research Professor, Smart Infrastructrure Insititude, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea)
  • 정우영(강릉원주대학교 건설환경공학과 교수) | Jung Wooyoung (Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea) Corresponding author