The main purpose of this study is the experimental investigation of the size effect in the shear strength of reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and the experimental investigation of the influence of CFRP strengthening methods on the intensity of size effect. To achieve this goal, three kinds of geometrically similar beam specimens were manufactured-the relative size ratio of those beams were 1 : 1.9 : 4. Each size of beams was strengthened with CFRP using three kinds of methods-U wrapping with carbon sheet, closed wrapping with carbon sheet, and closed wrapping with carbon strips. Reinforced concrete beams without CFRP strengthening were also manufactured as a reference. After the curing, the specimens were tested using four point loading method in which the external loads were applied using displacement control method.
According to the experimental results, two main conclusions were made as follows: 1) Although CFRP strengthened reinforced concrete beams show the size effect in the shear strength, the size effect is remarkably reduced for CFRP strengthened reinforced concrete beams compared with reinforced concrete beams without CFRP strengthening. 2) If anchorage length of CFRP is sufficient, the U wrapping method gives about the same strengthening benefit as the closed wrapping method.
본 논문의 목적은 탄소섬유쉬트로 전단보강된 철근 콘크리트 보의 전단강도에 나타나는 크기효과와 보강 방법에 따른 보강효과에 대해 실험적으로 검증하는 것이다. 이를 위해 닮은 꼴을 유지하면서 1 : 1.9 : 4의 비율로 실험체의 크기를 세 단계로 증가시키고, 각 크기 별로 세 가지의 다른 보강 방법(3면 보강, 4면 보강, 띠모양 보강)과 무보강 실험체를 제작하였다. 또, 다른 인자들의 영향을 없애기 위해 모든 실험체에 대해 철근비와 탄소섬유쉬트의 보강비를 같게 유지하였다. 이렇게 제작된 실험체로 4점 재하를 하여 변위 제어법에 의해 전단파괴 실험을 수행하였다.
이 실험결과를 통해 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다. 1) CFRP에 의해 전단보강된 RC 보에서도 크기효과가 존재하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 무보강 RC 보에 비해 크기효과가 확연히 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 3) 3면 보강의 경우에 충분한 정착길이가 확보된다면 4면 보강과 같은 보강효과를 기대할 수 있다. 4) CFRP에 의해 전단보강된 RC 보의 전단파괴는 모든 실험체에서 콘크리트와 CFRP의 부착이 떨어지는 계면파괴에 의해 발생하였다. 또한 CFRP로 보강을 한 실험체에서는 보강을 하지 않은 실험체에 비해 주 균열면을 따라 진전된 많은 미세 균열을 관찰할 수 있었다.
