본 연구는 직물섬유의 배치에 따른 직물섬유 보강 콘크리트의 휨 특성을 알아보기 위하여 세 가지 변수에 대하여 휨 실험을 수행하였다. 복합체의 인장부에 근접한 위치에 직물섬유가 배치될 경우 극한하중이 증가하는 것으로 나타났다.

콘크리트 구조물은 시간이 지남에 따라 다양한 원인에 의해 성능이 저하된다. 국내 수많은 구조물들은 1970년대에 급속히 건설되어 현재 노후구조물로서 성능이 저하되어 이에 따른 안정성 문제에 관심과 우려가 발생하고 있다. 이에 따른 성능이 저하된 구조물에 대하여 FRP를 활용한 보강 공법은 구조적인 단점과 경제적인 단점 등 부정적인 요인이 존재하여 현재 새로운 건설소재 및 보강공법 개발의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 우레탄계 코팅제를 적용하여 2mm이하 현무암 단섬유를 함침, 새로운 보강방법을 연구하였으며 이들 보강공법의 휨 성능개선에 대하여 실험을 통해 평가하였다.

본 연구는 강섬유의 인장강도 및 형상비가 고강도 및 보통강도 강섬유보강 콘크리트(Steel fiber-reinforced concrete, SFRC)의 압축 및 휨 거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 실시되었다. 또한 본 연구에서는 가력속도에 따른 SFRC의 압축거동을 평가하였다. 이를 위해 총 4종류의 강섬유가 설계기준 압축강도 35 및 60 MPa급 SFRC에 각각 사용되었다. 압축거동 평가를 위해 지름 150 mm 및 높이 300 mm의 원주형 공시체를 사용하였으며, 단면 150×150 mm 및 지간 450 mm의 각주형 공시체를 사용하여 휨 거동 평가를 실시하였다. 실험결과 강섬유의 혼입은 콘크리트의 인성을 크게 향상시키는 것으로 나타났으며, 고강도 강섬유의 사용은 고강도 SFRC의 성능개선에 효과적인 것으로 나타났다. 아울러 본 연구에서는 SFRC의 휨 인성지수에 근거한 압축인성지수 산정기법을 제안하였다.

This paper describes the effect of tensile strength and aspect ratio of fiber on compressive and flexural toughness index of high- and normal-strength steel fiber-reinforced concrete(SFRC). For this purpose, eight types of SFRC mixtures were made and tested. Test results indicate that the compressive and flexural toughness index of SFRC increased with increasing in tensile strength and aspect ratio of steel fiber.

본 연구는 탄소섬유시트, 아라미드섬유시트, 그리고 유리섬유시트를 혼합한 하이브리드 FRP 플레이트를 제작하였으며, 제작한 보강 플레이트를 보강한 후, 최대한의 휨 보강 효과가 발생되도록 다시 보강 플레이를 긴장시켜 RC보의 휨 보강 효과를 파악하고자 하였다. 또한, 긴장시키는 보강방법을 제시하는 동시에 무보강 실험체에 비해 보강효과가 어느 정도 되는지 실험적으로 규명하기 위해 실험적 연구를 진행하였다. 연구를 위해 총 8개의 RC 보 부재를 동일하게 제작하여 1 개의 실험체(N 실험체)를 제외한 7 개의 실험체는 보강재 종류, 단부 정착 앵커 개수, 보강재 두께 등을 주요 변수로 하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 휨 거동을 보이는 실험체에 긴장을 가한 FRP 플레이트로 보강하면, 보강하지 않은 실험체에 비해 우수한 휨거동(초기강도, 항복시 강도 및 강성, 최대강도 등)보여 주었으며, 단부정착 앵커의 개수가 많고, 보강재의 두께(보강량)가 클수록 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 긴장시킨 보강재는 단일 FRP 플레이트에 비해, 하이브리드 FRP 플레이트를 적용했을 때 보강효과가 더 우수하게 나타났다.

The paper presents the experimental investigation on the flexural behavior of Textile Reinforced Concrete (TRC) composite pannel. This new composite material has been developed to improve the structural performance of RC columns. The mechanical behavior under static loading of the composite elements is evaluated through the flexural testing. The first set of specimens was a normal concrete element without the textile. The second set of specimens was strengthened by 3D textile fabric. Testing data are analyzed to investigate the performance of the 3D textile reinforced concrete specimens compared to the performance of the normal elements.

본 연구는 순환골재를 사용한 콘크리트의 활용증대 방안으로 철근콘크리트 구조물의 노후화와 내구성 저하 시 보수․보강으로 사용되는 FRP (AFRP, CFRP) 판으로 보강된 순환골재 고강도콘크리트(40MPa, 60MPa) 보를 제작하여 순환골재 철근콘크리트 보의 휨 보강에 대한 적용성을 평가하고자 한다 기존의 표면매입보강에 따른 에폭시와 FRP 판의 부착력을 고려하지 않기 위해 콘크리트 타설 전 FRP 보강판을 거푸집에 미리 설치하였으며, 순환골재 치환율(30%), 콘크리트 강도(40MPa, 60MPa), 이형철근(D10, D13), FRP 판의 종류(AFRP 판, CFRP 판)를 변수로 12개 실험체를 제작하여, FRP 판과 순환골재 치환율에 따른 휨 성능을 분석하였다. 그 결과 FRP 판으로 보강한 실험체는 무보강 실험체에 비해 최대 17% 증가하는 경향을 나타내었으며 AFRP 판에 비해 CFRP 판의 보강 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 순환골재 치환율에 따른 보강 성능의 차이는 없는 것으로 나타났다. 실험에 의해 측정된 균열모멘트는 파괴계수를 이용한 결과 기준식과 비슷한 값을 나타났으며 휨 모멘트는 FRP 판을 보강한 일부 시험체가 KCI 2012와 ACI 440-2R에서 제시한 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다.

A deflection of a RC structure increases when sustained loads are applied in it. In this paper, a parametric study of long-term deflection was performed according to concrete strength, creep coefficient and ratio of sustained load for each design provisions. Results show that a long-term deflection in KSCDC is able to apply an effect of creep using an effective modulus of elasticity.

이형철근과 FRP 보강근의 복합 이중근을 갖는 FRC 보의 휨성능을 평가하기 위하여 실험이 수행되었다. 인장근의 종류(CFRP 보강 근, GFRP 보강근, 철근)과 PVA 섬유 혼입률(0.5%, 0%)을 주요변수로 한 7개의 실험체를 제작하였다. 유한요소해석을 통하여 FRC 보의 균열 및 휨거동을 예측하기 위한 해석적 방법이 제안되고 분석되었다. 복합 이중근을 가지는 실험체들에서 철근으로 이중근을 가지는 실험체가 철근과 FRP 보강근을 이단으로 배치한 실험체들에 비하여 26∼34% 균열하중이 큰 것으로 나타났다. 최대 휨강도에서는 복합 이중근을 가지는 실험체들 중 CFRP 보강근을 최외측으로 한 실험체가 가장 큰 내력을 나타내었다. 해석과 실험을 통한 휨강도를 비교한 결과, 강도비는 평균 1.2, 표준편차 0.085, 최대 오차율은 22% 등으로 나타났다. 이러한 결과에서 본 연구의 유한요소해석방법이 복합 이중근을 가지는 보의 실제 거 동을 효과적으로 표현할 수 있음을 알 수 있다.

The minimum reinforcement ratio is an important design factor to prevent a brittle failure in RC flexural members. A minimum reinforcement ratio is presented by assuming an effective depth of cross-section and moment arm lever in CDC and KHBDC. In this study, it suggests that a rational method for minimum reinforcement ratio is calculated by material model and force equilibrium. As results, a minimum reinforcement ratio using a p-r curve in KHBDC is evaluated about 52~80% of recent design code’s value and it induces an economical design. And also, a ductility capacity in case of placing this minimum reinforcement amount is evaluated about 89% of recent design code’s value, but ductility in a member is 7 or more, so it has a sufficient ductility capacity. Therefore, it is judged that a minimum reinforcement ratio using p-r curve has a theoretical rationality, safety and economy in a flexural member design.

In this study, We evaluated the flexural behavior of high performance fiber reinforced cementitious composite (HPFRCC) with single steel fibers. to do this, we considered different types of steel fibers such as hooked, twisted and straight fibers. Test results indicated the flexural performance tends to increase as the incorporation rate of steel fiber increases and when the length of the fiber is long and at the high volume fractions(vf of 2.0) the flexural high performance was reduced.

This paper describes the flexural characteristic of high strength steel fiber reinforced concrete (SFRC) prisms with different fiber tensile strength. All mixtures have specified compressive strength of 80 MPa and fiber volume fraction of 0.5% and 1.0%. In accordance with EN-14651, SFRC prisms were made and tested under bending loading. Test results indicated that steel fiber has no significant effects on compressive behavior of SFRC. However, flexural behavior of high strength SFRC was improved considerably with increase of fiber tensile strength.

The load-deflection curve and neutral axis changing curve, which were drawn by data from tests were analyzed. Both of steel fiber and reinforcing bar habe effect to induce the behavior of segmental U-shaped girder. The combination of 0.7% or 1.0% steel fiber and reinforcing bar sowed the effective ductle behavior of segmental U-shaped girder. The relationship of load-deflection and the crack pattern indicate that the appropriate combination are UFS1.0 and CFS1.0

In this study, the flexural performance of concrete beams containing recycled aggregate was evaluated. The test variable are recycled coarse aggregate content of 0, 30, 50, and 100%. As a result of the analysis, the prediction result of the flexural strength of the concrete beam underestimates the actual flexural strength.

본 연구에서는 국내 콘크리트구조기준(2012)에서 규정하고 있는 최소철근량 이하로 보강된 보에 강섬유를 혼입한 강섬유보강철 근콘크리트보의 휨파괴 실험을 수행하였다. 실험변수는 철근비와 강섬유의 혼입량으로 하였다. 철근보강비는 최소철근량의 44%, 66%, 78% 와 100%로 하였으며, 강섬유의 혼입량은 0.25%, 0.50%, 0.75% 및 1.00%이다. 실험결과, 강섬유는 균열저항성능을 크게 개선시키는 것으로 확 인되었다. 또한, 하중저항성능의 관점에서 강섬유는 항복하중의 증가에 기여하지만 극한하중의 증가에는 거의 기여하지 못하는 것을 확인하 였다. 강섬유로 인한 항복하중의 증가량은 철근 감소로 인한 항복하중의 감소량에 비하여 미미한 것으로 나타났다. 최소철근보에서 강섬유의 사용은 오히려 연성을 크게 감소시키는 것으로 확인되었다. 따라서 최소철근 휨부재에 강섬유를 사용하기 위해서는 연성도 확보를 위하여 철 근비를 증가시켜야 하는 것으로 확인되었다.

This paper provides the flexural test results of steel fiber reinforced concrete (SFRC) prisms with different aspect ratios of steel fibers (60 and 67). All mixtures have specific compressive strength of 40 MPa and steel fiber volume fraction of 0.75%. According to ASTM C 1609 and EN-14651, SFRC prisms with 150×150×550 mm were made and tested under bending loading. Test results indicated that the aspect ratio of hooked-end steel fibers has insignificant effect on the first-cracking strength and flexural behavior of SFRC prisms.

This paper presents the flexural test results of steel fiber reinforced concrete (SFRC) prisms with different lengths of steel fibers. The specified compressive strength of SFRC is 40 MPa. Two types of steel fiber used in this study have lengths (0.5 and 0.9mm). Test results indicated that steel fibers with longer length is more effective to improve the flexural performance of concrete prisms than steel fibers with shorter length.

A minimum reinforcement ratio is an important factor to prevent a brittle failure for RC flexural members. In this paper, a parametric study of minimum reinforcement ratio is performed according to concrete strength, steel yield strength and cover depth ratio for each design provisions. A minimum reinforcement ratio using a stress-strain model is suggested. And results show that this mode is able to reflect material strength and cross-section properties properly.