유리섬유강화 모르타르 관을 구성하는 보강섬유는 직교이방성 부재로 간주되며 재료의 성질은 서로 직각을 이루는 두 개의 축을 기준으로 정의된다. 유리섬유 모르타르 관의 구조적 거동 해석을 수행하기 위해서 길이방향과 원주방향의 재료의 역학적 성질, 즉 탄성계수, 전단탄성계수, 포아송비 등이 필요하며 각각의 성질들은 실험을 통해 결정하였다. 이 실험으로부터 구한 각각의 역학적 성질을 적용하여 간소화된 유한요소해석방법을 제안하기 위해 적층판 이론으로부터 유리섬유강화 모르타르 관의 탄성계수를 계산하고, 계산된 탄성계수를 적용하여 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 유한요소해석과 편평시험을 통해 구한 하중-변위 관계를 비교하였으며 ASTM D2412에서 제시하고 하고 있는 관의 강성 값을 유한요소해석과 실험을 통해 예측하여 비교하였다.

Recently, glass fiber reinforced polymer plastic (GFRP) pipes are increasing trend in using in the water-supply system because of their advantages such as light-weight, corrosion resistance, etc. GFRP pipes discussed in this paper have polymer mortar layer between filament winding glass fiber reinforced polymer plastic layers. So, GFRP pipe properties such as pipe stiffness (PS) and equivalent modulus of elasticity (Eeq ) for the design are complicated to predict or to measure. In this study, we proposed the equation that can predict the equivalent pipe stiffness factor (EI) in relation to PS and Eeq using thickness of each material layer. The predicted result obtained by the equation proposed in this paper is compared with experimental result. As a result, it was in the range of –5% to +2%. Therefore, it is found that the proposed equation can be used to design GFRP pipe used in practice.

In the water supply pipeline system, pipes made by cast iron, PE, PVC are generally used. However, the structural performance of these materials can be declined when used for long periodsof time because of corrosion, creep, deterioration of the material, etc. while glass fiber reinforced polymer plastics (GFRP) have many advantages such as light-weight, corrosion resistance, smooth surface, etc. For these reasons, GFRP pipes are good for construction when it is buried underground and are increasing trend in applying the water supply pipeline system. Therefore, more optimized structural design methodology should be developed. In this paper, we confirm pipe stiffness (PS) of GFRP pipe in which the pipe stiffness indicates the load-bearing performance. We compared data of parallel-plate loading test and theoretically predicted PS by the classical elasticity theory and the finite element method (FEM).

Recently, the use of buried flexible pipes is widespread and ever increasing trend in the construction field. In this paper, we present the result of an investigation pertaining to the pipe stiffness of buried unplasticized polyvinyl chloride (PVC-U) pipes. To estimate the mechanical properties of PVC pipe produced by the domestic manufacturers, tensile test specimens were prepared and tested. In addition, parallel plate loading tests for the pipes with 150mm and 400mm inside diameters were conducted. From the test result, the pipe stiffness according to the ASTM D 2412 (2008) is estimated.

이 연구에서 GRP 관의 하중-처짐 거동을 조사, 보고하였다. 지중매성 GRP관은 높은 내화학성, 높은 부식저항성, 경 량성, 관표면의 매끄러움, 지반-관의 상호작용 고려에 따른 경제성 등의 탁원한 역학적, 물리적 특성들로 인해 건설 현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 지중에 매설되는 연성관을 설계하기 위해서는 ASTM D 2412 (2010)에 따라야 한다. ASTM D 2412 (2010)에 따라 설계할 경우, 관의 원강성 (PS)을 편평시험에 따라 먼저 결정해야 하는데, 이 시 험이 귀찮고 노동력을 필요로 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 UTM에 설치된 형태의 GRP관의 하중-처짐 거동 을 유한요소법에 따라 모사하였으며, 유한요소법에 의한 모사에는 재료의 탄성계수와 단면의 기하학적 치수 등 기 초적인 자료를 사용하였다. 이와 같은 연구로부터, 관재료가 관의 단면내에서 비교적 일정하지 않음에도 불구하고 수직방향의 관변형이 3%와 5%가 발생할 경우, 편평시험과 수치해석적 연구 결과가 15%이내의 차이로 하중의 예측 이 가능함을 알 수 있었다.