1. μ λ‘
νμμ¬μ ν(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)μ μνμ νΉμ±, νν μ νμ± λ° λ΄κ΅¬μ±λ₯μ΄ μ°μνμ¬ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ ꡬ쑰물μ
λ³΄κ° μ μμ¬λ‘ λ리 μΈμλκ³ μλ€. νμμ¬μ νμ μ² κ·Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ ꡬ쑰물μ νλ©΄μ λΆμ°©νλ 보κ°λ°©μ(External Bonding
Reinforcement, EBR)μ κ΅λ λ° κ±΄μΆκ΅¬μ‘°λ¬Όμ λ리 μ μ©λκ³ μμΌλ©°, κ·Έ μ곡μ±λ₯ λ° μ λ° μνμ μ±λ₯μ΄ μ°μνμ¬ κ΅¬μ‘°λ¬Όμ 보κ°μ 맀μ°
ν¨κ³Όμ μΈ λ°©λ²μΌλ‘ μΈμλκ³ μλ€. κ·Έλ¬λ κ³λ©΄ λΆμ°© νκ΄΄λ‘ μΈν νμμ¬μ νμ νλ½ λ° μ½ν¬λ¦¬νΈ νΌλ³΅νλ½μΌλ‘ μΈν νκ΄΄κ° λ°μν μ μμΌλ©°, νμμ¬μ νκ³Ό
μ½ν¬λ¦¬νΈλΆμ¬μμ ν©μ±κ±°λμ΄ μ λλμ§ μλ λ¬Έμ κ° μ κΈ° λκ³ μλ€. μ΄λ¬ν λ¨μ μ 보μνκΈ° μνμ¬, μ΅κ·Ό λ€μ΄ λ€μν ννμ FRP μ¬λ£λ₯Ό μ½ν¬λ¦¬νΈμ 맀립νλ ννμ ꡬ쑰 보κ°μ΄ μνλκ³ μμΌλ©°(De Lorenzis λ±, 2007), (Rizkalla λ±, 2004), (Taljsten λ±, 2003) (Oehlers λ±, 2007) νΉν λ΄ ννμ νμμ¬μ λ° μ 리μ¬μ μ¬μ§μ FRP 보κ°μ¬κ° λ³΄κ° λ°©μμΌλ‘ μ μ©λκ³ μλ€(De Lorenzis λ±, 2004). κ·Έλ¬λ μ΄λ¬ν κ΅¬μ‘°λ³΄κ° νν μμ κ·Ήν μνμμ μνμμ
FRPλ©΄μ λΆμ°© νκ΄΄κ° λ°μν μ μκ³ , μ΄λ‘ μΈνμ¬ κΈκ²©νκ² λ΄λ ₯μ΄ κ°μλ μ μλ€(Oehler λ±, 2007), (De Lorenzis λ±, 2004) (Mohamed λ±, 2008), (Seracino λ±, 2007). λ°λΌμ μ½ν¬λ¦¬νΈ ꡬ쑰물 본체μ νμμ¬μ νμ΄ μΌμ²΄νλ ν©μ±μμ©μ μ λνκΈ° μν΄μλ μνμμ νμμ¬μ νμ μΆ©λΆν λΆμ°©λ©΄μ μ΄ μ λμ μΌλ‘
νμνλ€. λκ»κ° μ½ 1mm μ λμ λ§€μ° μμ νμμ¬μ νμ μμ§μΌλ‘ μ½ν¬λ¦¬νΈ νλ©΄μ 맀립νλ 곡λ²μ λΆμ°©λ©΄μ μ΄ μΆ©λΆν ν보λμ΄ μνμμ νμμ¬μ νμ λΆμ°©νκ΄΄κ° μΌμ΄λμ§ μκΈ° λλ¬Έμ, λ΄ ννμ κ΅¬μ‘°λ³΄κ° λ³΄λ€ λ§€μ° μ 리ν κ²μΌλ‘ νκ°λ°κ³ μλ€(μλν, 2008), (μ μ°ν λ±, 2007, 2008, 2011). λν μ½ν¬λ¦¬νΈ λ
Έν ꡬ쑰물 λ³΄κ° μ, νμμ¬μ νμ μ½ν¬λ¦¬νΈ νλ©΄μ 맀립ν μ΄ν μ½ν¬λ¦¬νΈ νλ©΄μ μ€μ±ν λ°©μ§μ
λ±μ λν¬νκ³ , κ³ μ±λ₯ λͺ¨λ₯΄ν°λ‘ μ½ν¬λ¦¬νΈ νλ©΄μ 볡ꡬνλ©΄, 보μμ 보κ°μ΄ κ²°ν©λ 보κ°μ μνν μ μλ€.
λ³Έ μ°κ΅¬μμλ λκ»κ° λ§€μ° μκ³ , μΆ©λΆν λΆμ°©λ©΄μ μ ν보ν μ μλ νμμ¬μ νμ μ½ν¬λ¦¬νΈ νλ©΄μ 맀립νλ ν면맀립(NSM) 곡λ²μ μ μ©νμ¬ λ
Έν ꡬ쑰물
보κ°μ μννκ³ , μ½ν¬λ¦¬νΈμ λ΄κ΅¬μ± μ¦μ§ λΏ μλλΌ κ΅¬μ‘°λ¬Ό μλͺ
μ ν₯μ μν¬ μ μλ ꡬ쑰물 보μΒ·λ³΄κ° μ²΄κ³λ₯Ό ꡬμΆνκ³ μ νλ€.
2. NSM CFRPνμΌλ‘ 보κ°λ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬ μ€ν
2.1 μ€ν λΆμ¬
Table 1. Test specimens and test variables
|
Specimens
|
CFRP strip
|
Concrete Cover Mortar Type
|
Conf.
Type
|
Spacing
(mm)
|
No.
|
Att type
|
CONTROL
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
NSM1-N
|
NSM
|
-
|
1
|
Concrete
|
-
|
NSM2-N
|
NSM
|
-
|
2
|
Concrete
|
-
|
NSM1-E(A)
|
NSM
|
-
|
1
|
Epoxy
|
A
|
NSM1-E(B)
|
NSM
|
-
|
1
|
Epoxy
|
B
|
NSM2-E(A)
|
NSM
|
100
|
2
|
Epoxy
|
A
|
NSM2-E(B)
|
NSM
|
100
|
2
|
Epoxy
|
B
|
|
Table 2. Characteristics of used CFRP strips
|
Density
|
Tensile Strength
(N/mm2)
|
Modulus of Elasticity
(N/mm2)
|
Elongation at Break
(β°)
|
1.6
|
2800
|
165,000
|
16.9
|
λ³Έ μ€νμ°κ΅¬μμλ νμμ¬μ νμ 맀립μΌλ‘ μΈν λ³΄κ° ν¨κ³Όλ₯Ό κ·λͺ
νκ³ , νμμ¬μ ν 맀립 μ΄νμ νν΄μ§ λ¨λ©΄λ³΅κ΅¬ λͺ¨λ₯΄ν°μ μ¬μ§ ν¨κ³Όλ₯Ό κ·λͺ
νμ¬ κ΅¬μ‘°λ¬Όμ
μ μ ν λ³΄κ° λ° λ³΄μμ ννλ₯Ό κ·λͺ
νκ³ μ νλ€. λν νμμ¬μ νμ 맀립 λΆμ°© 보κ°ν λ μνμλ₯Ό μ¬μ©νμ§ μκ³ νμμ¬μ νμ μ½ν¬λ¦¬νΈμ μ§μ 맀립νμ¬
νμμ¬μ νκ³Ό μ½ν¬λ¦¬νΈμ λΆμ°©ν¨κ³Ό λ±μ κ·λͺ
νκ³ μ νμλ€. λ³Έ μ€νμμλ νμμ¬μ νμ λΆμ°©λ°©λ²(μνμ μ¬μ© νΉμ μ½ν¬λ¦¬νΈ λͺ¨λ₯΄ν°μ μ§μ 맀립), νμμ¬μ νμ
맀립면μ λ° μ½ν¬λ¦¬νΈ ν면볡ꡬ λͺ¨λ₯΄ν°μ μ’
λ₯ λ±μ΄ μ£Όλ μ€νλ³μλ‘ μ±νλμλ€. μ€ν μ°κ΅¬μμλ κΈΈμ΄ 3,000mm, ν 200mm, λμ΄ 300mmμ μ§μ¬κ°ν보 7κ°λ₯Ό μ μνμ¬ μ€νμ μννμμΌλ©°, μ¬μ©λ μ½ν¬λ¦¬νΈλ 28μΌ μμΆκ°λκ° 30MPaμ΄ λ°νλ μ μλλ‘ λ°°ν©μ€κ³ λμλ€. κ·Έλ¦¬κ³ ν면맀립 νμμ¬μ νμ 보κ°ν¨κ³Όλ₯Ό κ·λͺ
νκΈ° μνμ¬, νμμ¬μ νμ λΆμ¬ νλ¨λΆμ μμ§μΌλ‘ 30mm κΉμ΄λ‘ 맀립νμμΌλ©° νμμ¬μ ν 맀립κ°μλ₯Ό 1κ°(보κ°μ¨ 0.0005, NSM1-E(A)) νΉμ λ κ°(보κ°μ¨ 0.001, NSM2-E(A)λ₯Ό 맀립νμ¬ λ§€λ¦½λμ
λ°λ₯Έ λ³΄κ° ν¨κ³Όλ₯Ό κ·λͺ
νκ³ μ νμλ€. νμμ¬μ ν 맀립길μ΄λ μ§κ°μ 90%μΈ 2,430mmλ‘ μ λΆμ¬μ λμΌνκ² λ§€λ¦½νμλ€. λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ¬μ©λ μ½ν¬λ¦¬νΈ
λ¨λ©΄ 볡ꡬ λͺ¨λ₯΄ν°λ μ΅κ·Ό λ리 μ¬μ©λκ³ μλ Aμ¬ λ° Bμ¬ μ νμ μ¬μ©νμκ³ , κ° λ¨λ©΄ ν면볡ꡬ λͺ¨λ₯΄ν°μ νμ€μ§μ§ ν¨κ³Ό λ° νμμ¬μ ν 맀립과 νΌμ© μ¬μ© μ λ°μλ μ μλ λ¬Έμ μ μ λΆμνκ³ μ νμλ€. λν νμμ¬μ νμ μνμλ₯Ό μ¬μ©νμ§ μκ³ μ½ν¬λ¦¬νΈμμ μ§μ 맀립νμ¬ μ½ν¬λ¦¬νΈμ νμμ¬μ νμ
λΆμ°©ν¨κ³Όλ₯Ό κ·λͺ
νκ³ μ νμλ€. Table 1μ λ³Έ μ€νμμ μ±νν μ€ν λΆμ¬μ μ€ν λ³μλ₯Ό λνλΈ κ²μ΄λ€. λ³Έ μ€νμμ μ¬μ©λ νμμ¬μ νμ μ λ½
λ±μ§μμ λ리 μ¬μ©λκ³ μλ λκ» 1.2mmμ Sμ¬ νμμ¬μ ν μ΄λ©°, Table 2λ νμμ¬μ νμ μ¬λ£λ¬Όμ± λ° μΈμ₯κ°λλ₯Ό λνλΈ κ²μ΄λ€. μ¬μ©λ μ² κ·Όμ
2D13 λ° D16(SD400)μ΄λ©°, μΈμ₯μ² κ·Ό μ² κ·ΌλΉλ 0.00964λ‘μ μ΅λμ² κ·ΌλΉμ 33%μ΄λ€. λν μ§κ° μ€μ¬μμμ ν¨ νκ΄΄λ₯Ό μ λνκ³ , 보μ
μ λ¨ νκ΄΄λ₯Ό λ°©μ§νκΈ° μνμ¬ D13 μ² κ·Όμ 100mm κ°κ²©μΌλ‘ λ°°κ·Όνμλ€. Fig. 1μ λ³Έ μ€νμμ μ¬μ©λ μ€νλΆμ¬μ λ°°κ·Όλλ₯Ό κ°κ° λνλΈ κ²μ΄λ€.
2.2 ν면맀립(NSM) νμμ¬μ νμ μ€μΉ
λ³Έ μ°κ΅¬μμλ νμμ¬μ νμ νλ©΄μ 맀립νκΈ° μνμ¬, κΉμ΄ 30mm, ν 6mm νμ λ§λ€κΈ° μν μ
μΈμ리λ₯Ό μ μνμκ³ , μ΄λ₯Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ νμ€μ 맀립νκ³
μ½ν¬λ¦¬νΈκ° κ΅³κΈ° μμνλ μμ μ μ΄λ₯Ό μ κ±°νμ¬ μ½ν¬λ¦¬νΈμ νμ μ μνμλ€. μ΄λ μ½ν¬λ¦¬νΈ νμ λ§λ€κΈ° μν΄ νΈλκ·ΈλΌμΈλλ‘ μ€ν μ νμ μ μ·¨νλ μ΄λ €μμ
μ½ν¬λ¦¬νΈ μ μλ¨κ³μμ κ³ λ €νμ¬, μ½ν¬λ¦¬νΈ νλ©΄ μ μ·¨λ‘ μΈν μ½ν¬λ¦¬νΈμ μμκ³Ό λ²κ±°λ‘μμ λ°©μ§ νμλ€.
Fig. 2
|
Fig. 1. Reinforcement details for test specimens
|
|
|
Fig. 2. Section details for test specimens
|
λ νμμ¬μ ν 맀립 λ³΄κ° μμ€ν
μ μν νμ μμΉ, κ°κ²©μ λνλΈ κ²μ΄λ€. 1κ°μ νμνμ΄ λΆμ¬ κΈΈμ΄ λ°©ν₯μΌλ‘ μ€μ¬λΆμ 맀립 λ λΆμ¬(NSM1 Series)μ
κ²½μ°, 맀립 νμ λΆμ¬ νλ¨ μ€μ¬λΆμ κΈΈμ΄ λ°©ν₯μΌλ‘ ν 6.0mm, κΉμ΄ 30mmλ‘ μ€μΉλμμΌλ©°, 2κ°μ νμνμ΄ λΆμ¬ κΈΈμ΄ λ°©ν₯μΌλ‘ μ€μ¬λΆμ 맀립 λ λΆμ¬(NSM2 Series)μ κ²½μ°, νμμ¬μ νμ μ€μ¬ κ°κ²©μ 100mmλ‘ κ²°μ νμλ€. νμμ¬μ νμ 맀립νκΈ° μνμ¬, λ¨Όμ μλ μνμ건(Epoxy Gun)μ μ΄μ©νμ¬ μνμλ μ§μ νμ μΆ©μ§ νμμΌλ©°, νμμ¬μ νμ
μ΄ νμ 맀립νμλ€. μνμ λ μ§μ μ€μμ€ Sμ¬ μ νμ μ¬μ©νμμΌλ©°, μνμμ κ²½νμ λ₯Ό 2:1λ‘ λ°°ν©νμ¬ μ¬μ©νμλ€. μ¬μ© μνμ λ μ§μ μμΆκ°λλ 71.7MPa, μΈμ₯κ°λ 48MPa κ·Έλ¦¬κ³ νμ±κ³μλ 1200MPaμ΄λ€.
λ³Έ μ€νμμλ μ μ ν λ°μ κ°μ΄ μ½ν¬λ¦¬νΈ ν면볡ꡬ λͺ¨λ₯΄ν°μ μ’
λ₯λ₯Ό μ€νλ³μλ‘ μ±ννμμΌλ©°, 맀립 νμμ¬μ νμ΄ μΆ©λΆν κ²½νλ μ΄ν λκ» 10mmλ‘ μ½ν¬λ¦¬νΈ
νλ©΄μ λν¬νμ¬ λ§κ° νμλ€.
2.3 μ€νλ°©λ²
λ³Έ μ€νμμλ 500kN μ©λμ μ μ μμΈμμ΄ν°(Hydraulic Actuator)λ₯Ό μ¬μ©νμ¬ 4μ μ¬νλ°©μμΌλ‘ νμ€μ λ¨κ³μ μΌλ‘ μ ννμλ€(Fig. 3).
|
Fig. 3. Test setup
|
|
|
Fig. 4. CFRP strip configuration and sensors
|
κ° μ€νλΆμ¬μλ λ³μκ³(LVDT), μ½ν¬λ¦¬νΈ μ€νΈλ μΈκ²μ΄μ§, μ² κ·Ό μ€νΈλ μΈκ²μ΄μ§, νμμ¬μ ν μ€νΈλ μΈκ²μ΄μ§ λ° λ€μ΄μΌκ²μ΄μ§ λΆμ°©νμ¬ λ³νμ¨ λ° λ³μ λ±μ λΆμνμλ€. μ μΈ‘μ κ°μ Data
Aquisition Softwareλ₯Ό ν΅ν΄ μ²λ¦¬ λΆμλμλ€. ν면맀립(NSM) μ¬μ νμ λ³νμ¨μ μΈ‘μ νκΈ° μνμ¬, μ§μ μ€μ λ° μ§μ 1/3 μ§μ μ
μ€νΈλ μΈκ²μ΄μ§λ₯Ό λΆμ°©νμμΌλ©°, μ€μΉλ νμμ¬μ νμ νμ λ° λΆμ°© μΌμλ Fig. 4μ κ°λ€.
3. μ€ν κ²°κ³Ό λ° κ³ μ°°
3.1 νμ€-μ²μ§ κ΄κ³ νΉμ±
ν면맀립 νμμ¬μ νμΌλ‘ 보κ°λ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬λ 보κ°λμ§ μμ λΆμ¬λ³΄λ€ λ λμ νμ€μ μ΄λ₯΄κΈ°κΉμ§ μ νꡬκ°μ΄ νλλλ©°, μ΄κΈ° κ°λκ° ν¬κ² ν₯μλλ
κ²μΌλ‘ λνλλ©°, 보κ°λ 보μ νμ€ μ²μ§ λ° κ°λμ νΉμ±μ νμμ¬μ νμ 맀립 λ©΄μ μ λ°λΌ ν¬κ² λ€λ₯Έ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. κ·Έλ¬λ μνμλ‘ νμμ¬μ νμ
맀립 λΆμ°© νμ§ μκ³ , μ½ν¬λ¦¬νΈ νμ€μ μ§μ μ½ν¬λ¦¬νΈμ νμμ¬μ νμ 맀립ν κ²½μ°μλ νμμ¬μ νκ³Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ μ¬μ΄μ λΆμ°©νκ΄΄κ° λ°μνμ¬ νμμ¬μ νμ ν¨κ³Όλ₯Ό
μ ν κΈ°λν μ μμλ€. λ°λΌμ νμμ¬μ νμ μ½ν¬λ¦¬νΈμ νμμ¬μ νμ λΆμ°©κ°λλ₯Ό μΆ©λΆν ν보ν μ μλ μνμμ μ¬μ©μ΄ νμμ μ΄λ€.
Fig. 5
|
Fig. 5. Load-deflection curves for the NSM-N beam series
|
|
Table 3. Summary of test results
|
Specimens
|
CFRP Strip
|
Load Increase
Ratio (%)
|
Cracking Strength (kN)
|
Ultimate
Strength (kN)
|
CONTROL
|
30.0
|
120.0
|
-
|
NSM1-N
|
34.0
|
120.4
|
-
|
NSM2-N
|
32.0
|
132.5
|
-
|
NSM1-E(A)
|
37.0
|
170.3
|
41.9
|
NSM1-E(B)
|
37.0
|
178.2
|
48.5
|
NSM2-E(A)
|
45.0
|
224.5
|
87.1
|
NSM2-E(B)
|
47.0
|
218.7
|
82.3
|
λ κΈ°μ€λ³΄μ μ½ν¬λ¦¬νΈ λͺ¨λ₯΄ν°μ νμ μ¬μ νμ μ§μ 맀립ν 보μ νμ€-μ²μ§ κ΄κ³ νΉμ±μ λΉκ΅ν κ²μΌλ‘μ νμμ¬μ νμ μ½ν¬λ¦¬νΈμ 맀립ν κ²½μ° ν¨κ°λκ°
μ½κ° μ¦κ°νλ νμμ¬μ νκ³Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ μ¬μ΄μ λΆμ°©νκ΄΄κ° λ°μνμ¬ νμμ¬μ νμ λ³΄κ° ν¨κ³Όλ₯Ό κΈ°λν μ μμλ€.
Table 3μ λ³Έ μ€νμμ μνλ μ€νλΆμ¬μ κ· μ΄ λ° κ·Ήν κ°λλ₯Ό μμ½ν κ²μΌλ‘μ, νμμ¬μ νμ΄ μνμλ‘ λΆμ°© 보κ°λ λΆμ¬λ κΈ°μ€λ³΄ λ³΄λ€ ν¨κ°λκ° ν¬κ² μ¦μ§λλ©°, 보κ°λμ§ μμ λΆμ¬λ³΄λ€ μ½ 90%μ λμ κ°λ
μ¦μ§μ΄ μλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. μ΄κΈ° κ· μ΄ λ°μ μμ μ νμμ¬μ ν λΆμ°© λ°©μμ κ΄κ³μμ΄ μΌμ νκ² λνλ¬λ€.
Fig. 6μ νμμ¬μ νμ 1μ€ λ§€λ¦½(μ¬μ ν 보κ°μ¨ 0.0005)νμ¬ μνμλ‘ λΆμ°©νκ³ κ³ μ±λ₯ λͺ¨λ₯΄ν°λ‘ λ¨λ©΄λ³΅κ΅¬λ₯Ό μνν κ²½μ°μ νμ€-μ²μ§ νΉμ±μ
λμν κ²μΌλ‘μ, μ΄κΈ° κ°λκ° ν¬κ² ν₯μλλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. λν 178.2kNμΌλ‘ λνλ κΈ°μ€λ³΄ λ³΄λ€ ν¨ κ°λκ° μ½ 50% μ¦κ°νλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€.
κ·Έλ¦¬κ³ νμμ¬μ ν λ³΄κ° μ½ν¬λ¦¬νΈλ μ°μ±μ΄ ν¬κ² μ¦κ°νμ¬ μ§μ§λ±κ³Ό κ°μ 좩격νμ€μ λ°λ ꡬ쑰물 보κ°μ μ 리ν κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€. λν νκ΄΄λ νμμ¬μ νμ΄
λΆλΆμ μΌλ‘ νκ΄΄λμ΄ λ¨κ³μ μΌλ‘ νκ΄΄λλ μμμ λνλ΄κ³ μλ€. Fig. 7
|
Fig. 6. Load-deflection curves for the NSM1-E beam series
|
|
|
Fig. 7. Load-deflection curves for the NSM2-E beam series
|
μ νμμ¬μ νμ 2μ€ λ§€λ¦½(μ¬μ ν 보κ°μ¨ 0.001) νμ¬ μνμλ‘ λΆμ°©νκ³ κ³ μ±λ₯ λͺ¨λ₯΄ν°λ‘ λ¨λ©΄λ³΅κ΅¬λ₯Ό μνν κ²½μ°μ νμ€-μ²μ§ νΉμ±μ λμν κ²μ΄λ€.
νμμ¬μ νμ΄ 2μ€ λ§€λ¦½λ λΆμ¬λ 보κ°λμ§ μμ λΆμ¬λ³΄λ€ λ λμ νμ€μ μ΄λ₯΄κΈ°κΉμ§ μ νꡬκ°μ΄ νλλλ©°, μ΄κΈ° κ°λκ° ν¬κ² ν₯μλλ κ²μΌλ‘ λνλ¬μΌλ©°,
λν 1μ€ λ§€λ¦½μ κ²½μ°λ³΄λ€λ μ΄κΈ°κ°λ λ° ν¨κ°λκ° ν¬κ² κ°μ λλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. ν¨κ°λ μμ λ§€μ° μ¦κ°νμ¬ ν¨κ°λκ° 225kNμΌλ‘ λνλ κΈ°μ€λ³΄
λ³΄λ€ ν¨ κ°λκ° μ½ 90% μ¦κ°νλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. κ·Έλ¦¬κ³ νμμ¬μ ν λ³΄κ° μ½ν¬λ¦¬νΈλ μ°μ±μ΄ ν¬κ² μ¦κ°νλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. λν λ³Έ μ°κ΅¬μμλ
λ¨λ©΄ 볡ꡬ λͺ¨λ₯΄ν°λ μ’
λ₯μ κ΄κ³μμ΄ νμ€μ κΈ°μ¬νλ λ°λ ν¬κ² μμμΌλ, νκ΄΄ μμ κΉμ§ νλ½νμ§ μκ³ μ§μ§νκ³ μμμ μ μ μμλ€.
3.2 νμμ¬μ ν λ³νμ¨
Table 4
Table 4. summary of mesured strains in NSM CFRP srtips
|
Specimens
|
NSM Strips
|
Mid* ()
|
1/3* ()
|
CONTROL
|
|
|
NSM1-N
|
1,700
|
1,470
|
NSM2-N
|
2,100
|
2,300
|
NSM1-E(A)
|
16,000
|
15,000
|
NSM1-E(B)
|
14,800
|
13,200
|
NSM2-E(A)
|
15,500
|
16,120
|
NSM2-E(B)
|
16,200
|
16,100
|
Mid. : Strain at midpoint from support
1/3 : Strain at a third point from support
|
λ νμμ¬μ ν λ³΄κ° μ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬μ κ·Ήν μνμμμ νμμ¬μ νμ λ³νμ¨μ λνλΈ κ²μ΄λ€. λ³Έ μ€ν κ²°κ³Ό, λΆμ¬ μ€μ¬μμ νμμ¬μ νμ λ°μνλ μΈμ₯λ³νμ¨μ
νμμ¬μ νμ νμ λ° λΆμ°© κΈΈμ΄μ κ΄κ³μμ΄ κ±°μ 15,000μμ 16,000μΌλ‘ λνλ¬λ€.
λ°λΌμ νμμ¬μ νμΌλ‘ 보κ°λ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬λ νλ©΄ 맀립νμμ¬μ νκ³Ό μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬λ ν©μ±κ±°λμ΄ μ λλλ©°, 맀립 νμμ¬μ νμ λ³΄κ° ν¨μ¨μ 맀μ°
μ’μ κ²μΌλ‘ νκ°λλ€. κ·Έλ¬λ μ μ ν λ°μ κ°μ΄, μνμλ‘ νμμ¬μ νμ 맀립 λΆμ°© νμ§ μκ³ μ½ν¬λ¦¬νΈ λͺ¨λ₯΄ν°μ νμ μ¬μ νμ μ§μ 맀립ν κ²½μ°μλ
νμμ¬μ νκ³Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ μ¬μ΄μ λΆμ°©νκ΄΄κ° λ°μνμ¬ νμμ¬μ νμ ν¨κ³Όλ₯Ό μ ν κΈ°λν μ μμλ€. νμμ¬μ νμ μ½ν¬λ¦¬νΈμ νμμ¬μ νμ λΆμ°©κ°λλ₯Ό μΆ©λΆν
ν보ν μ μλ μνμμ μ¬μ©μ΄ νμμ μ΄λ€. λ°λΌμ νμμ¬μ νμ 보μ 보κ°μ΄ μλ μ ꡬ쑰물μ μ§μ νμ©νκΈ° μν΄μλ μλ‘μ΄ λ°©λ²μ λΆμ°©λ°©μμ λν
μ°κ΅¬κ° νμν κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€. μ½ν¬λ¦¬νΈ νμ€μ νμμ¬μ νμ μ§μ 맀립ν κ²½μ°μ νμμ¬μ ν λ³νμ¨μ μ½ 2,000 λ΄μΈλ‘μ μΈλΆνμ€μ λν΄ μ ν μ§μ§λ₯Ό λͺ»νκ³ μλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€.
3.3 νμμ¬μ ν 보κ°λ³΄μ κ· μ΄ λ° νκ΄΄ μμ
νμμ¬μ νμ νλ©΄μ 맀립νμ¬ μνμλ‘ λΆμ°© 보κ°ν μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ 보(NSM1-E(A,B) λ° NSM2-E(A,B))μ νκ΄΄λ μ΄κΈ°κ· μ΄ λ°μκ³Ό ν¨κ» μμλλ©°, μ΄κΈ°κ· μ΄μ νμμ¬μ νμ 보κ°κ³Ό κ΄κ³μμ΄ μΌμ νκ²
30-47kN μμ€μμ λ°μνλ©° ν¨ κ· μ΄μ΄ νλλκ³ μ νλμλ€. κ·Έλ¬λ μ΄κΈ°κ· μ΄ λ°μ μ΄ν λ³΄κ° μ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬λ μ νλ₯λ ₯μ΄ λ§€μ° λ°μ΄λ κ· μ΄νμ΄ λ―ΈμΈνκ²
λ°μνκ³ μμΌλ©° λ§€μ° κ· μΌν κ· μ΄μμμ 보μ΄κ³ μλ€. μ² κ·Όμ΄ ν볡ν μ΄ν νμμ¬μ νμ μ νλ₯λ ₯μ λ ν¬κ² λνλκ³ μμΌλ©°, μ²μ§μ μ΅μ νλ ν¨κ³Όκ°
ν° κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. νμμ¬μ ν 보κ°μ¨μ΄ 0.0005μΈ λΆμ¬ NSM1-E(A)λΆμ¬μ νκ΄΄(Fig. 8
|
Fig. 8. Failure of the beam of NSM1-E(A)
|
|
|
Fig. 9. Failure of the beam of NSM2-E(A)
|
)λ 맀립 νμμ¬μ νμ μΈμ₯ νκ΄΄λ‘ μΈνμ¬ μμλλ©°, νκ΄΄λ λ¨κ³μ μΌλ‘ μΌμ΄λλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. 보μ 맀립λ νμμ¬μ νμ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬μ ν©μ±κ±°λμ
μΌμΌν€λ©΄μ μ¬μ νμ μΈμ₯νκ΄΄κ° μ λλλ©°, λ§€μ° μ μ§μ μΈ νκ΄΄κ° λ°μλμλ€. νμμ¬μ νμ νμ€μ΄ μ¦κ°ν¨μ λ°λΌ μ¬μ κ²° λ°©ν₯μΌλ‘ λΆλ¦¬λκΈ° μμνμμΌλ©°,
κ·Ήν μνμ λλ¬νλ©΄μ 맀립 νμμ¬μ νμ λͺ¨λ μ¬μ μμ μ΄ ν리λ μμ ν λΆλ¦¬ μμμ λνλ΄κ³ μλ€. λν νμμ¬μ νμ΄ λΆλΆμ μΌλ‘ νλ¨λλ©΄μ νλΆ
λ¨λ©΄ 볡ꡬ λͺ¨λ₯΄ν°μ κ· μ΄μ΄ λ°μνμμΌλ μ΅μ’
νκ΄΄μ μ΄λ₯΄κΈ° κΉμ§ λΆμ¬μ λΆμ°©λμ΄ μ’μ ν¨κ³Όλ₯Ό λνλ΄κ³ μλ€.
Fig. 9λ νμμ¬μ νμ΄ 2μ€λ‘ 맀립λ NSM2-E(A) μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬(νμμ¬μ ν 보κ°μ¨ 0.001)μ νκ΄΄νμμ λνλΈ κ²μ΄λ€. NSM2-E(A) λΆμ¬λ λμ ν¨ κ°λμ λ³΄κ° ν¨μ¨μ λνλ΄μ΄ λ€λ₯Έ μ½ν¬λ¦¬νΈ 보μ λΉν΄ μ²μ§μ΄ νμ νκ² μ€μ΄λ€κ³ κ· μ΄μ νλ λ° μ§μ μ΄ ν¬κ²
ꡬμλλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. νμμ¬μ νμ 맀립νμ¬ λ³΄κ°νλ 곡λ²μ νμμ¬μ νμ λΆμ°©νλ 곡λ²κ³Ό λΉκ΅νμ¬ νμμ¬μ ν λ³΄κ° ν¨κ³Όκ° νμ νκ² κ°μ λλ κ²μΌλ‘
λνλ¬λ€. μ΄κ²μ νμμ¬μ νκ³Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ ꡬ체μμ κ±°μ μμ ν ν©μ±κ±°λ λλ¬ΈμΈ κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€.
4. κ²° λ‘
λ³Έ μ°κ΅¬ κ²°κ³Ό λμΆλ κ²°κ³Όλ λ€μκ³Ό κ°λ€.
(1)νμμ¬μ νμ μνμλ‘ λΆμ°© 맀립νμ¬ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬λ₯Ό 보κ°ν λΆμ¬λ 보κ°λμ§ μμ λΆμ¬λ³΄λ€ λ λμ νμ€μ μ΄λ₯΄κΈ°κΉμ§ μ νꡬκ°μ΄ νλλλ©°,
μ΄κΈ° κ°μ±μ΄ ν¬κ² ν₯μλλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. λν ν¨κ°λκ° νμ νκ² μ¦κ°νμ¬ λ³΄κ°νμ§ μμ κ²½μ°λ³΄λ€ μ½ 90%μ κ°λμ¦μ§ ν¨κ³Όλ₯Ό λνλ΄κ³ μμΌλ©°,
μ°μ±μ΄ ν¬κ² μ¦κ°νμ¬ μ§μ§λ±κ³Ό κ°μ 좩격νμ€μ λ°λ ꡬ쑰물 보κ°μ μ 리ν κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€.
(2)μνμλ‘ νμμ¬μ νμ 맀립 λΆμ°©νμ§ μκ³ μ½ν¬λ¦¬νΈ νμ€μ μ½ν¬λ¦¬νΈ μμ νμμ¬μ νμ μ§μ 맀립ν κ²½μ°μλ νμμ¬μ νκ³Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ μ¬μ΄μ λΆμ°©νκ΄΄κ°
λ°μνμ¬ νμμ¬μ νμ ν¨κ³Όλ₯Ό μ ν κΈ°λν μ μμλ€. λ°λΌμ νμμ¬μ νμ μ½ν¬λ¦¬νΈμ νμμ¬μ νμ λΆμ°©κ°λλ₯Ό μΆ©λΆν ν보ν μ μλ μνμμ μ¬μ©μ΄
νμμ μ΄λ©°, νμμ¬μ νμ μ ꡬ쑰물μ μ§μ νμ©νκΈ° μν΄μλ μλ‘μ΄ λ°©λ²μ λΆμ°©λ°©μμ λν μ°κ΅¬κ° νμν κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€.
(3)νμμ¬μ νμ 맀립νκ³ νλ©΄λΆμ κ³ μ±λ₯ λͺ¨λ₯΄ν°λ‘ λ¨λ©΄μ 볡ꡬνλ λ³΄κ° λ°©μμ νμμ¬μ νμ μΈλΆμ μΈ μμμ μ°¨λ¨νκ³ λ΄κ΅¬μ±μ ν₯μμν¬ λΏ μλλΌ
λ―Έκ΄μ΄ μ°μνμ¬ λ³΄μμ 보κ°μ΄ νΌν©λ ν©λ¦¬μ μ΄κ³ μ μ ν λ³΄κ° λ°©μμΌλ‘ μ¬λ£λλ€.
(4)νμμ¬μ νμΌλ‘ 보κ°λ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬λ νμμ¬μ νμ μΈμ₯ νκ΄΄λ‘ μΈνμ¬ μμλλ©°, μ΄λ λ¨κ³μ μΌλ‘ μΌμ΄λλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. 보μ 맀립λ νμμ¬μ νμ
μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬μ ν©μ±κ±°λμ μΌμΌν€λ©΄μ μ¬μ νμ μΈμ₯νκ΄΄κ° μ λλλ©°, λ§€μ° μ μ§μ μΈ νκ΄΄κ° λ°μλμλ€.