Abstract
Routinely, KCI strength method for determining nominal moment of RC beam strengthened with fiber sheet is also assumed to be suitable. Flexural capacity of strengthened beam is absolutely dependent upon the type and amount of strengthening materials, anchoring system, and adhesion capacity between strengthening material and concrete. Therefore, it might be inaccurate in some region to use KCI strength method for analysis and design of strengthened beam without considering the differences in the load-deflection curves, failure mechanism, state of stress distribution, failure strain of strengthening materials, and tensile capacity of concrete. In order to analyze the effects of the carbon fiber sheets on RC beams, three types of reinforcement ratio have been selected. The effects of the amount of carbon fiber sheets on flexural capacity of strengthened beam are also examined. Systematic experimental investigations were performed for total 24 strengthened and 3 control beams. Load-deflection relations, concrete compressive strain, tensile strain of carbon fiber sheet, applied load, crack distribution and failure mechanism obtained from the experimental results were utilized in determining the flexural capacity of strengthened beams. It can be found that the concrete tensile capacity, failure strain of carbon fiber sheet, and magnitude of concrete compressive strain were the most important parameters on determining nominal moment of strengthened beam.
철근콘크리트 보에 휨 보강이 요구될 경우 보강재를 보의 인장측에 부착하여 필요한 내력을 확보하게 되며, 일반적으로 탄소섬유시트 보강보의 해석 및 설계를 강도설계법에 의존하는 경향이 있다. 보강보의 휨성능은 보강재 종류 및 보강재 양, 보강재의 정착장치, 보강재와 모체의 부착성능 등 보강시스템에 따라 다르게 산정된다. 따라서 탄소섬유시트로 보강된 보의 하중-처짐 선도, 파괴형태, 응력분포, 보강재의 파단변형률, 콘크리트 인장성능의 고려 등을 규명하지 아니하고는 보강보의 해석 및 설계에 강도설계법을 적용하는 것은 한계가 있을 수 있다. 철근콘크리트 보에 대한 탄소섬유시트의 보강효과를 고찰하기 위하여 세 종류의 인장철근비를 선택하였다. 보강재 양의 변화에 대한 보강보의 휨성능을 고찰하기 위하여 네 종류의 탄소섬유시트 양을 사용하였다. 보강보는 2개씩, 기준실험보는 1개씩, 합계 27개 실험보에 대한 체계적인 실험을 실시하였다. 탄소섬유시트 보강보 제작시 탄소섬유시트 양 단부에 U-밴드를 시공하여 보강재와 모체의 부착성능을 향상시켰다. 보강보 실험에서 측정된 하중-처짐 선도, 콘크리트의 압축변형률, 탄소섬유시트의 인장변형률, 작용하중, 균열분포 및 파괴형태 등을 분석하여 보강보의 휨성능을 규명하였다. 탄소섬유시트 보강보의 공창휨모멘트 산정에 콘크리트 인장성능의 고려, 보강재 파단변형률의 영향, 탄소섬유시트 변형률이 파단변형률에 도달하였을 때 콘크리트 압축변형률의 극한변형률 도달 여부 등이 중요한 요인으로 작용하는 것으로 나타났다.