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.

According to the KCI 2012, it is presented that steel fiber can replace minimum shear reinforcement when beams are designed. However, there is no standard for columns, and there is a lack of research on SFRC columns. Therefore, it is evaluated how much the capacity of columns increases according to the volume fraction of steel fiber through the cyclic lateral loading tests. Also, it is evaluated whether steel fiber can replace transverse reinforcements in concrete columns.

This paper presents the experimental results for reinforcement effect for FRP strengthened steel structures. Bond behavior, flexural, and compression were conducted. First, from bond test, it was able to examine the interfacial behavior and to evaluate the interfacial bond stress between AFRP plate and steel plates. Second, for flexural test, maximum load was increased with increasing FRP layer. Also, debonding failure was observed between steel plates and FRP plates. Third, for compression, for short columns it was observed that two sides would typically buckle outward and the other sides would buckle inward. Also, for long columns, overall buckling observed. The maximum load was increased up to 33% for slender section short columns. From the test, it was able to verify the reinforcement effect for FRP strengthened steel structures.

이 연구는 강섬유콘크리트를 사용하여 온도철근을 대체할 수 있는 가능성을 평가하기 위하여, 온도철근의 대체가 가능한 강섬유의 배합비를 결정하고 이에 따른 재료역학적 특성 및 경제성을 평가하였다. 강섬유는 길이 60mm, 직경 0.75mm를 사용하고, 배합비는 부피비로 0.2%, 0.5%, 1%를 사용하였다. 평가결과 강섬유 콘크리트가 강섬유의 혼입량과는 상관없이 일반 콘크리트보다 연성이 우수하고, 강섬유를 0.5% 혼입한 경우에는 온도철근을 배근한 경우보다 경제적으로 유리한 것으로 나타났다.

콘크리트의 취성파괴를 방지하기 위해 강섬유 보강재는 효과적인 복합재료이다. 그러나 시멘트 사용량이 많아지면 건조수축이 증가하고이로 인해, 강섬유 보강재의 연성증가 효과가 제한될 수 있다. 팽창재를 사용한 콘크리트 내부의 강섬유 보강재는 화학적 프리스트레싱 효과가 발생하여 강섬유 보강효과를 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 CSA 팽창재와 강섬유 보강재를 혼입하여 콘크리트의 역학적인 특성을분석하였다. 체적비 1~2%의 강섬유 보강재와 시멘트 중량의 10%의 CSA 팽창재를 혼입하였으며, 다양한 역학적 특성과 휨거동을 분석하였다. 강섬유 보강재를 혼입한 CSA 콘크리트는 인장강도와 초기균열강도의 증가를 나타냈으며, 균열후의 파괴에너지 증가와 같은 연성거동을 뚜렷하게 나타내었다. 적절한 팽창재 사용과 최적의 강섬유 보강재의 혼입률이 도출된다면 이들의 상호작용은 콘크리트의 취성을 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.

To define the shear reinforcing effect of steel fiber in high strength concrete, 4 column specimens designed with a volume fraction of steel fiber such as 0.0%, 1.0%, 1.5%, 2.0%. The column specimens were tested lateral cyclic load under constant axial load. From test results, steel fiber can reduced brittle shear failure, and can increased strength and ductility capacity in RC columns.

본 연구에서는 초고성능 시멘트 복합체(Ultra High Performance Cementitious Composites, UHPCC)의 압축강도에 미치는 강섬유 보강효과에 관한 연구를 수행하였으며, 일반 강섬유보강 콘크리트에서의 경향과 비교․검토를 실시하였다. 다양한 크기의 압축강도에 대해 UHPCC에서의 섬유보강효과에 관한 실험을 수행한 결과, 일반 섬유보강 콘크리트에서처럼 섬유보강에 따른 압축강도의 향상을 확인할 수 있었다. 실험결과는 압축강도 100MPa 이하를 대상으로 하는 일반 강섬유보강 콘크리트에 관한 기존 연구결과들과 비교분석을 실시하였다. 그 결과 모든 범위의 압축강도에 대해 압축강도에 관계없이 와 이 일정한 선형관계를 가지는 것을 규명하였으며, UHPCC를 포함하는 광범위한 압축강도의 강섬유보강 콘크리트에 대해 적용이 가능한 포괄적 섬유보강효과의 관계식을 도출하였다.