셀프-프리스트레싱을 적용할 수 있는 철계-형상기억합금을 콘크리트 기둥에 적용하기 위한 연구가 일부 연구자들에 의해 수행되었으며, 이러한 철계-형상기억합금의 사용으로 셀프-프리스트레싱을 통 한 구속 효과가 입증되었다. 그러나 셀프-프리스트레싱을 통한 구속 효과를 정량적으로 규명하기 위 한 연구는 비교적 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 철계-형상기억합금으로 프리스트레싱된 콘 크리트의 일축압축 거동을 규명하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 철계-형상기억합금 나선철근으로 구속된 콘크리트의 일축압축 거동을 예측하기 위해 파괴에너지에 기반한 응력-변형률 모델이 제안되 었다. 파괴에너지는 콘크리트 내부 변형률 게이지가 부착된 아크릴 바를 통해 측정되었다. 실험 변수 로 철계-형상기억합금 나선철근의 간격, 활성화 온도, 콘크리트 압축강도가 고려되었다. 파괴에너지는 나선철근의 간격이 감소됨에 따라 증가하였으며, 활성화 온도가 증가됨에 따라 감소되는 것으로 확이 되었다. 또한, 파괴에너지에 기반한 응력-변형률 모델은 철계-형상기억합금 나선철근으로 구속된 콘크 리트의 일축압축 거동을 비교적 유사하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

철근콘크리트부재가 갖는 균열의 발생, 항복 및 파괴 등의 단계별 역학적 거동의 특성을 정확히 예측하고 모사할 수 있는 해석기법의 개발을 목적으로 하였다. 이를 위해서 균열발생후의 철근과 콘크리트의 부착거동, 균열면에서의 골재의 맞물림 거동 및 철근항복후의 모델링 등에 의해서 반복하중을 받는 철근콘크리트 구조부재의 항복후 파괴거동을 예측할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 두께가 서로 다릉 부재간의 접합부에서는 단면강성이 급변하기 때문에 기초의 바닥으로부터 철근의 인발, 접합면의 미끄러짐 및 접합면의 관입 등의 국소적인 불연속 변형이 집중하게 된다. 이와 같은 국소적인 불연속 교각구조의 변형능력에 미치는 기여도는 일반적으로 무시할 수 없는 정도이므로, 불연속 변형을 고려하기 위한 접합요소(joint element)를 도입하였다. 또한 축방향철근 및 횡방향 구속철근의 유무 및 그 양 등에 따른 구속효과를 적절히 표현할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 각각의 해석모델들을 조합한 유한요소 해석프로그램에 의한 결과를 다른 연구자들의 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

The object of this study is to investigate the confined effects of specimens using GFRP(glass fiber reinforced polymer) sheet and PET(polyethylene terephthalate) sheet. Since GFRP and PET sheet have a grate deformation capacity, the brittle failure of concrete can be avoid. A total of specimens is sixteen and major variables are the type of strengthen material and strengthening layer. As a result of test, specimens reinforced with a glass fiber sheet compare to the standard specimen have a significant increase both strength and ductility. Ductile of the specimens reinforced with PET is superior to it of the GFRP regardless of strengthening layer. However, in the strength effect aspect is not great compare to the ductile. Resultingly, it is judged that the reinforced method with PET is available to apply field application.

The hoop bars confining the longitudinal reinforcement increase the strength and ductility of the column. The enhancement effects on the strength and ductility of the RC columns with rectangular cross section are represented differently depending on the degree of hoop bars reinforcement. A theoretical studies were performed using the previous equations proposed by earlier researchers. As the results of this theoretical studies, the yield strength bar and the vertical space of hoop bars are the most influenced in the strength and ductility of the columns. A square RC column than a rectangular RC column was found to receive a larger impact on the strength and ductility effect.

Transverse reinforcement in reinforced concrete column can improve strength and ductility by confining column to expend laterally. The effects of enhancement of strength and ductility depend on the degree of confinement on transverse reinforcement. The theoretical equations about confinement effects of reinforcement concrete column were proposed by earlier investigators. In this study, it was identify the factor for significant impact on reinforced concrete circle column based on early models, and Parameter studies was carried out by each factor. Parameter studies decide the major variables for vertical interval and yield strength of transverse reinforcement, compressive strength of concrete, and sectional area. In Parameter study results, it was identify that vertical interval of transverse reinforcement is significant impact on the strength and ductility.

본 연구에서는 FRP로 보강된 장방형 철근콘크리트 기둥의 구속효과에 미치는 형상계수의 영향력 평가를 수행하였다. Lam and Teng의 연구결과를 바탕으로, FRP 종류를 구분하고, 단면형태에 따라 총 150여개의 철근콘크리트 기둥 실험 데이터를 분석하였다. 분석 결과, 단면의 형상계수가 구속효과에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, FRP로 보강된 장방형 철근콘크리트 기둥은 보강되지 않은 철근콘크리트기둥에 비하여 구속효과가 28%에서 67%까지 증가되는 결과를 나타냈다. 또한, 정방형 형태는 장방형 형태에 비하여 약 20% 정도 증가되는 구속효과가 나타남을 확인할 수 있었다. 현재 FRP 보강에 대한 구속효과 산정식은 매우 복잡한 형태를 보이고 있으며, 실무에 적용하기 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 분석한 결과를 이용하여, 간단한 구속효과 산정식을 제안하였다.

본 연구는 철근콘크리트 기둥 횡보강근의 형태 특히 크로스타이의 유무 및 단부 정착형태에 따른 내진성능을 평가하기 위한 실험연구이다. 계획된 실험변수인 크로스타이의 유무, 크로스타이의 단부 정착형태(헤드형 또는 갈고리형), 그리고 기둥 축응력의 크기에 따라 총 5개의 기둥 실험체를 제작한 뒤 일정 축력하에 횡방향 반복가력 실험을 수행한 후, 크로스타이가 철근콘크리트 기둥의 구조성능에 미치는 영향을 평가하였다. 실험으로부터, 크로스타이가 없이 띠철근만으로 횡보강된 기둥은, 낮은 횡력에서 균열과 함께 띠철근이 휨변형한 뒤 코아 콘크리트가 탈락되는 파괴양상을 보인 반면에 크로스타이가 있는 기둥은 균열이 발생한 이후에도 띠철근이 휨변형과 주근좌굴을 억제하고 코아 콘크리트를 효과적으로 구속하여 내력 및 연성을 증진시키는 것으로 나타났다. 횡방향 대변형시, 갈고리형 크로스타이는 90˚ 갈고리 부분이 펴지면서 코아 콘크리트가 탈락되는 양상을 보이지만 헤드형 크로스타이는 대변형 시에도 헤드가 매우 효과적으로 띠철근과 주근을 구속하여 높은 내력과 연성능력을 발휘하는 것으로 나타났다.

In order to investigate the confinement effects of internal carbon fiber reinforced polymer(CFRP) jacket, comparative flexural experiments were performed on five rectangular concrete beams reinforced with CFRP longitudinal reinforcements. Experimental results have shown that confining compression side of the CFRP beams could increase ductility of these beams more effectively than the confinement by CFRP stirrups.