| 연구개발개요 |
○ 슬라브의 정(+)의 모멘트 구간의 휨 보강을 위해서는 슬라브의 하부에 인장재를 부착해야 하는데, 일반적으로 건물 내 슬라브의 하부에는 소방파이프, 전기배선 등의 설비가 설치되어 있으며, 이러한 슬라브 하부의 설비들은 인장재 시공에 방해 요소가 될 뿐만 아니라 설비들을 철거 후 재설치 해야 하는 추가비용을 발생 시킴○ 또한, 접착제를 이용하여 슬라브의 하부에 인장재를 시공 시 균일한 상향의 초기 부착압을 주기가 매우 어려우며, 이러한 시공의 어려움은 인장재의 구조물에 대한 부착력의 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있음○ 이러한 단점을 보완하기 위하여 정(+)의 모멘트 구간과 부(-)의 모멘트 구간 모두 RC 슬라브의 상부 면에 시공할 수 있는 FRP-UHPC 보강기법이 사전 연구에 의해 개발되었으며, 보강 효과가 실험을 통해 입증되었음○ 개발된 FRP-UHPC 보강 기법을 노후 시설물 유지관리와 관련된 문제 해결에 적용하고 실용화를 위하여 본 연구에서는 기능성 직물과 콘크리트로 구성된 하이브리드 보강재를 개발 예정임○ 철근콘크리트 슬래브의 상면에 하이브리드 보강재를 펼쳐서 부착한 후 수분을 공급하여 직물 내부의 시멘트를 팽창 경화시킴으로써 급속 휨 보강재로 작용할 수 있도록 하는 제품임
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| 연구내용 및 범위 |
●1차년도: 기능성직물과 콘크리트로 구성된 하이브리드 보강재의 구조 및 재료 결정○ 하이브리드 보강재의 구조 결정- 시공성, 운반성을 고려한 직물의 배치 및 적층수 결정 시공성, 운반성, 충진층의 수분공급 방법, 충진층의 팽창량 등을 고려하여 다양한 형태의 하이브리드 보강재 내부 구조 (직물의 적층수, 수분전달 층 유무 등) 검토 후 하이브리드 보강재 내부 구조 결정 상부층 섬유는 수분공급이 용이하고, 수분이 공급되어 팽창된 시멘트를 제어하여 일정한 높이를 가질 수 있도록 할 수 있는 기능을 가진 직물을 사용함 중간층 섬유는 수분의 확산이 빨리 고르게 될 수 있는 기능을 가진 직물을 사용함 하부층 섬유는 RC슬래브와 접촉하여 인장재로서 구조적 기능을 하여야 하므로 고강도의 기능성 섬유를 사용해야 함 - 골재 분리 방지를 위한 직물의 구조 결정: 골재 분리 방지를 위한 격막 구조 결정 및 최대굵은골재 크기 결정- 충진 팽창재 형식 및 골재, 시멘트, 팽창제 배합량 결정, 경량골재 종류 결정○ 직물 및 콘크리트의 성능실험 및 재료 결정- 상부, 하부, 중간층 직물의 성능실험 및 재료 결정 직물과 콘크리트에 대한 역학적 성능실험 (인장강도, 압축강도, 팽창률)- 골재, 시멘트, 팽창제 배합량 결정●2차년도: 하이브리드 보강재로 보강된 RC슬래브의 휨강도 산정 및 검증○ 하이브리드 보강재로 보강된 RC슬래브 단면력의 이론적 유도- 설계조건 유도 하이브리드 보강재로 보강된 RC 슬래브의 휨/전단 강도의 이론적 유도 보강 기법이 정(+)모멘트 구간에서 휨 강도를 발휘할 수 있도록, 파괴시 중립축의 위치를 충진콘크리트 층 내에 위치하도록 설계조건식을 유도하는 것임 RC슬래브 상부면에 부착된 FRP가 인장을 받기 위해서는 중립축의 깊이가 보강재의 두께보다 작아야 할 것이며, 이로부터 보강재 내의 콘크리트 강도, 보강재 두께와 기능성 섬유 두께 간의 관계식이 유도 될 수 있음- 휨/전단 강도식 제안: 개발 예정인 하이브리드 보강재의 규격에 대한 휨강도 산정식 개발 및 제안○ 유한요소해석과 실험으로 유도된 이론식 검증- 하이브리드 보강재로 보강된 RC슬래브의 휨강도 실험 하이브리드 보강재로 보강된 휨 부재의 실험결과을 수행하고 결과를 활용하여 유도된 설계조건 및 휨 강도식 검증- 유한요소 모델 개발 및 이론식 검증 유한요소해석을 활용하여 유도된 설계조건 및 휨 강도식 검증
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