FRP 부착 경계면의 비선형 부착-슬립 특성 변화에 대한 해석적 연구
Analytical Study of Nonlinear Bond-Slip Behavior At the Interface between FRP and Concrete
- 주제(키워드) FRP 보강 , FRP 경계면 , 부착-슬립 모델 , 동결융해 , 상용유한요소해석프로그램(ABAQUS) , Reinforced FRP , Non-Linear Bond-slip model , Interface behavior , ABAQUS UEL Subroutine , Freeze-thaw cycle
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 鄭雨泳
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 土木工學科
- 원문페이지 xii, 89 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 연구에서는 FRP와 구조물의 부착면에 사용되어지고 있는 다양한부착-슬립 모델에 대해 연구하였다. 실험 결과에 의한 실제 거동과 유사한부착-슬립 모델을 사용하여 역학적 연구 및 해석적 연구를 하였다. Chenand Teng(2001b)에 따르면 FRP 보강공법에서는 경계면 거동이 전체 보강구조물의 거동을 지배한다. 따라서 FRP 플레이트와 콘크리트 접착부에 대한 부착-슬립 모델을 적용하여 구조물의 거동에 대한 분석이 이루어 졌다. 본 연구에서는 FRP 보강공법을 적용한 콘크리트 구조물의 경계면 거동에 대한 기존의 연구들을 고찰하고, 각 비선형 부착-슬립 모델과 실험결과를 바탕으로 이에 대한 타당성 및 장단점을 파악하였다. 이러한 비선형 부착-슬립 모델을 동결융해 주기에 따른 다양한 형태에 적용하여 구조물의 거동에 대한 분석이 이루어졌다. 실험적 연구 및 역학적 연구를 위해서는 실험적 결과를 바탕으로 거동에 대한 분석이 이루어지고 있으며 실제 구조물에 대한 적용에는 많은 어려움을 격고 있다. 따라서 본 연구에서는 비선형 부착-슬립 모델을 적용한상용유한요소 해석프로그램 ABAQUS의 User Element Library(UEL)Subroutine을 개발하여 4점 휨 시험 결과와 비교 분석 하였다. 비선형 부착-모델 Subroutine에 따른 경계면의 부착거동, 파괴시점에 대해 타당성있게 예측하는 것을 입증하였다.
more초록/요약
In this research, various Bond-Slip model at the interface between FRP and concrete surface are presented and investigated. Proposed mechanical and numerical studies using various bond-slip models are compared and finally verified by experiment result. According to the previous research performed by Chen and Teng (2001b) it is known that FRP-Strengthened RC structure is controlled by behavior of the interface FRP and concrete. Therefore, it is important to study behavior of the interface between FRP-Concrete for the purpose of the rehabilitation of damaged RC structures. In this study, several parameters in terms of bond strength, bond-slip, and interfacial stresses has been proposed and analyzed for various Bond-Slip models. Also, analytical study about behavior of nonliear bond-slip behavior at the interface under freezing-thaw cycle environments are conducted. In order to perform numerical analyses by considering nonliner bond-slip behavior, special user element subroutine program is developed. Results obtained by finite element analyses (ABAQUS) using User element library it is implemented with nonlinear bond-slip model compared well with those of existing experiment researches on four-point bending test. Finally it is shown that bond strength and failure point by the nonlinear bond-slip model is good agreement with those of nonlinear bond-slip subroutine.
more목차
제 1 장 서 론 = 1
1.1 연구배경 및 목적 = 1
1.2 연구내용 및 방법 = 3
1.3 연구동향 = 4
1.3.1 보강재의 외부부착 보강방법 = 4
1.3.2 FRP 부착 경계면 거동 = 5
제 2 장 FRP 외부 보강 구조물의 경계면 거동 특성 = 8
2.1 FRP 외부 접착부의 부착강도 = 8
2.1.1 FRP 부착 파괴 거동 특성 = 8
2.1.2 기존 부착강도 모델 = 10
2.1.3 박리파괴 강도 모델의 검증 = 13
2.2 부착-슬립 모델 거동 특성 = 16
2.3 경계면 응력 거동 = 18
2.3.1. 근사해석법 = 19
2.3.2 유한요소해석 = 20
2.3.3 고차원 해석법 = 21
2.4 외부환경요소에 의한 부착 경계면 특성 = 22
제 3 장 경계면 거동 특성에 대한 역학적 연구 = 25
3.1 FRP와 구조물의 부착 거동 = 25
3.2 FRP와 구조물의 부착 경계면 거동 = 28
3.3 외부환경에 의한 FRP 부착 거동 실험 = 42
제 4 장 비선형 부착-슬립 모델 역학적 연구 = 47
4.1 비선형 부착-슬립 모델 적용 = 48
4.2 비선형 부착-슬립 모델 적용 고찰 = 51
4.3 외부환경에 영향을 받은 비선형 부착-슬립 모델 적용 = 52
제 5 장 비선형 부착-슬립 모델 해석적 연구 = 63
5.1 User Element 구현 = 63
5.2 수치해석 모델 = 69
5.2.1. Bridging Law의 수치해석 모델링 = 71
5.3 ABAQUS UEL Subroutine 검증 = 72
5.3.1. 역학적 해석 결과와의 비교 = 73
5.3.2. 실험 결과와의 비교 = 74
제 6 장 결론 = 85
참 고 문 헌 = 87
