Abstract
The flexural behaviors of two types of beam members exposed to freeze-thaw cycles were evaluated. This study aims to examine the effect of freeze-thaw cycles on the behavior characteristics of reinforced concrete (RC) beams. For the purpose, a part of the beam specimens were damaged until yielding of tension reinforcement was reached, before they were exposed to 150 and 300 cycles of freeze-thaw. Cyclic tests, as well as monotonic tests, were conducted to evaluate the stiffness degradation characteristics when same cycle is repeated. The material tests showed that relative dynamic modulus of concrete exposed to 300 cycles of freeze-thaw moderately decreased to 86.8% of normal concrete, indicating that concrete used in this study has good durability against freeze and thaw damage. The results of monotonic tests showed reduction of flexural strength, ductility and stiffness of the beam specimens exposed to freeze-thaw cycles compared with those of the control speciments. In particular, BDF13 specimens, which had been subjected to artificial cracking damage, did not showed enough flexural strength to satisfy nominal moment required by current concrete structure design code. In the monotonic tests results, BF75 specimens exposed to freeze-thaw cycles showed 10% or more cyclic stiffness degradation. Therefore, it was thought that deformation of concrete in compression have to be considered in design process of members under cyclic load, such as seismic device.
이 연구에서는 동결융해 사이클을 경험한 2가지 종류의 휨부재의 거동특성을 평가하였다. 이 연구의 목적은 동결융해에 따른 철근콘크리트 보의 거동특성을 검토하는 것이다. 이를 위해 일부 실험체는 동결융해를 경험하기 전, 인장철근이 항복되기까지 손상을 입도록 계획되었다. 또한 반복하중 재하시 강성저하 특성을 평가하기 위하여 단조 및 반복재하 실험을 실시하였다. 재료 실험 결과, 동결융해 300사이클을 경험한 콘크리트의 상대동탄성계수는 86.8%까지 감소되었으나 내동해저항성은 충분히 가지고 있는 것으로 평가되었다. 단조재하 실험 결과, 동결융해 사이클에 따른 휨 강도, 연성 및 강성은 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다. 특히, 인위적 균열손상을 경험한 BDF13 시리즈는 현행 콘크리트설계기준에서 요구하는 공칭모멘트를 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 반복재하시 BF75 시리즈에서 동결융해를 경험함에 따라 10% 이상의 반복강성 저하를 나타내었다. 따라서 내진부재와 같이 반복하중을 받게 되는 부재를 설계할 경우, 동결융해로 인한 압축측 콘크리트의 변형 특성도 고려되어야 할 것으로 판단된다.
