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pp.31-37
본 연구는 고속도로 다주식 교각 두부보를 대상으로 철근 보강과 철근 대체 GFRP 보강의 균열 손상 거동을 3차원 유한요소 해석으로 비교ㆍ평가하였다. 콘크리트는 ABAQUS의 CDP 모델을 적용하고, 균열 분포는 인장 손상 변수를 핵심 지표로 사용하였다. 선형해석 결과, 두부보 중앙 상단부의 압축 응력 지배 구간과 중앙 하단부 및 접합부 주변의 인장ㆍ전단 영향 구간이 명확히 구분되었 으며, 향후 실험 계측 위치 선정에 활용 가능한 정보를 제공하였다. 비선형 해석 결과, 전반적으로 각 Case의 최초 균열하중 및 최대하 중, 균열 발생 시 변위 및 최대 변위는 큰 차이 없이 유사 범위에 분포하였으며, 균열 면적과 분포 형상 역시 대체로 유사하여 GFRP 보강 두부보의 구조적 안정성이 확인되었다. 특히 일부 Case는 초기 강성과 파괴 저항 측면에서 철근 보강 대비 경쟁력 있는 결과를 보여, 실무적 대체 가능성을 뒷받침하였다.
This study evaluated the cracking and damage behavior of highway multi-column pier cap beams strengthened with conventional steel bars versus glass fiber–reinforced polymer (GFRP) bars as a steel alternative using three-dimensional finite element analysis. Concrete was modeled with the Concrete Damaged Plasticity framework in ABAQUS, and crack distribution was quantified using the tensile damage variable as the primary indicator. Linear analysis identified a compression-dominated region in the upper central zone and tension- and shear-prone regions in the lower central zone and near the joint, providing guidance for selecting measurement locations in future experiments. Nonlinear analysis indicated that initial cracking loads, peak loads, and displacements at crack initiation and peak response were similar across all cases, with no significant differences. Crack areas and distribution patterns were largely comparable, confirming the structural stability of beams embedded with GFRP bars. Several cases demonstrated performance competitive with beams embedded with steel bars in terms of initial stiffness and failure resistance, supporting the practical feasibility of substituting steel with GFRP bars.
1. 서 론
2. 기본 이론
3. 3차원 비선형 유한요소 해석
3.1 개요
3.2 손상해석을 위한 해석변수
3.3 선형 및 비선형 균열 해석
4. 요약 및 결론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
