논문 상세보기
CFRP 튜브 합성 콘크리트 말뚝의 휨 성능 평가 KCI 등재
Evaluation of the Flexural Performance of CFRP Tube Composite Concrete Piles
- 언어KOR
- URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/451336
pp.52-60
본 연구에서는 CFRP 튜브 합성 콘크리트 말뚝(CFRP Tube Composite Concrete Pile, CFRP-CP)의 휨 성능을 실험적으 로 평가하였다. 실물 크기의 시험체는 직경 500 mm, 길이 10 m로 제작되었으며, CFRP 튜브의 두께는 6 mm이다. CFRP-CP 시험 체는 CFRP 튜브 내부에 콘크리트를 충전한 후 원심성형을 통해 100 mm 두께의 중공단면으로 제작하였다. 실험 변수는 CFRP 튜브 내 탄소섬유의 혼입률과 전단키 적용 여부를 고려하였으며, CFRP 튜브를 포함하여 총 7개의 시험체에 대해 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, CFRP 튜브 시험체의 최대하중은 72.37~76.32 kN으로 나타났으며, CFRP-CP 시험체의 최대하중은 358.69~548.38 kN 으로 나타났다. CFRP-CP 시험체는 내부 콘크리트의 압축저항 및 단면 형상 유지 효과로 인해 CFRP 튜브 시험체 대비 높은 초기강성 과 하중저항 성능을 나타내었다. 또한 전단키가 적용된 CCS-45-1 시험체는 콘크리트 균열 이후 급격한 하중 저하가 완화되는 경향을 나타냈다. 이는 기계적 부착으로 인해 계면에서의 응력 전달 성능이 개선된 것으로 판단된다. 모든 CFRP-CP 시험체에서 단부 상대 변위는 매우 낮게 나타났으며, 이는 원심성형 공정에 의해 CFRP 튜브와 콘크리트 간 계면 부착성능이 안정적으로 확보되었음을 시사 한다. 본 연구 결과는 FRP 복합재 기반 고내구성 구조부재 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
This study experimentally evaluated the flexural performance of carbon fiber reinforced polymer tube composite concrete piles (CFRP-CPs). Full-scale specimens were fabricated with a 500-mm diameter, 10-m long, and 6-mm thick CFRP tube. These specimens were produced by filling the CFRP tube with concrete and subsequently forming a 100-mm thick hollow section via centrifugal casting. The experimental variables included the carbon fiber content in the CFRP tube and the presence of shear keys. Seven specimens, including the CFRP tube specimens, were tested under flexural loading. The maximum loads of the CFRP tube specimens ranged from 72.37 to 76.32 kN, whereas those of the CFRP-CP specimens ranged from 358.69 to 548.38 kN. The CFRP-CP specimens exhibited higher initial stiffness and load-resisting capacity than the CFRP tube specimens. This is due to the compressive resistance of the internal concrete and its contribution to maintaining the sectional shape. In addition, the CCS-45-1 specimen with shear keys showed less abrupt load degradation after concrete cracking, which was attributed to improved interfacial stress transfer induced by mechanical bonding. The relative end displacement was small in all CFRP-CP specimens, indicating a stable interfacial bond between the CFRP tube and concrete, which was achieved through the centrifugal casting process. These findings can serve as fundamental data for developing durable structural members based on FRP composites.
1. 서 론
2. CFRP-CP의 개념 및 단면 구성
3. 실험 계획
4. 실험 결과 및 고찰
4.1 하중-처짐 관계
4.2 변형률 분포
4.3 파괴 양상
5. 결 론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
