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pp.8-15
유리섬유강화폴리머(GFRP) 보강근은 굽힘부에서 크린클링에 의해 유효 단면이 물리적으로 감소하면서 강도 저하가 발생한 다. 현재 유한요소 모델링에서는 재료 강도만을 저감할 뿐, 이에 따른 강성 저하는 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 물리적 단면 손실을 직접 반영하는 등가 환산 단면법을 제안하고, ABAQUS를 이용하여 기존의 강도 감소법과 비교하였다. 3가지 직선부 직경(13, 16, 19 mm)에 대한 2차원 보 해석 결과, 정규화된 굽힘 인장강도는 직경 비에만 의존하여 하나의 2차 곡선으로 수렴되었다. 등가 환산 직경을 적용할 경우 축강성은 68∼76%, 휨강성은 47∼58%로 감소하였다. 콘크리트 방음벽 기초에 대한 3차원 비선형 해석 결 과, 강도 감소법은 인위적으로 낮춘 파단 기준에 의해 GFRP가 조기 파단함으로써 극한 하중을 약 11% 과소 평가하는 것으로 나타났 다. 등가 환산단면법은 GFRP 보강근 굽힘부의 유한요소 모델링에 있어 보다 물리적으로 합리적인 접근법을 제공한다.
Glass fiber–reinforced polymer (GFRP) bars exhibit critical strength degradation at bent portions owing to crinkling, resulting in a physical reduction of the effective cross-section. Current FE modeling practice typically reduces only material strength without accounting for the accompanying loss of stiffness. This study proposes an equivalent cross-section method that directly accounts for physical cross-sectional loss and compares it with the conventional strength-reduction method using ABAQUS. A two-dimensional beam analysis of bent GFRP bars with three diameters (13, 16, and 19 mm) showed that normalized bend strength depends solely on the diameter ratio, forming a single quadratic curve. The equivalent diameter reduced axial stiffness to 68%–76% and flexural stiffness to 47%–58%. A three-dimensional nonlinear analysis of a concrete sound barrier foundation revealed that the strength-reduction method underestimated the ultimate load capacity by approximately 11% owing to premature GFRP rupture at the artificially reduced threshold. Therefore, the equivalent cross-section method provides a more physically consistent FE modeling approach for bent GFRP bars.
1. 서 론
2. GFRP 보강근 굽힘부의 이론적 배경
2.1 GFRP 보강근의 재료적 특성
2.2 굽힘부 인장강도 저하 메커니즘: 크린클링(Crinkling) 현상
2.3 기존 설계기준의 굽힘부 인장강도 저감식
2.4 두 가지 모델링 방법의 역학적 차이
3. 수치해석 모델 및 방법
3.1 해석 개요 및 단계
3.2 Step 1: 굽힘부 단독 해석
3.3 Step 2: 3차원 콘크리트-GFRP 비선형 연성해석
4. 결 론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
