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요약문
Summary
목차
제1장 서론 18
1. 연구개발의 필요성 18
1.1. 연구 필요성 18
1.2. 국내외 현황 20
2. 연구목표 및 내용 25
2.1. 최종 연구목표 25
2.2. 연차별 연구목표 및 내용 29
제2장 1세세부과제 주요 연구 내용 34
1. 과제명: FRP Hybrid Bar를 활용한 해양항만구조물 수명 향상 기술 개발 34
2. 연구개발의 필요성 34
3. 연구 목표 및 내용 37
3.1. 최종목표 37
3.2. 연차별 주요 연구 내용 38
4. 당해년도 수행내용 요약 40
4.1. FRP Hybrid Bar 관련 설계기준 조사 40
4.2. FRP Hybrid Bar 적용 해양항만구조물 수요 분석 42
4.3. FRP Hybrid Bar 설계 50
4.4. FRP Hybrid Bar 제작 및 역학적 성능 평가 60
4.5. FRP Hybrid Bar 내부식성 및 장기성능 평가 66
4.6. 해사 적용 콘크리트 분석 및 FRP Hybrid Bar 내구성능 평가 70
4.7. FRP Hybrid Bar 경제성 평가 72
제3장 2세세부과제 주요 연구 내용 74
1. 과제명: 노후교량 내하력 향상 FRP 긴장보강공법 개발 74
2. 연구개발의 필요성 74
3. 연구 목표 및 내용 77
3.1. 최종목표 77
3.2. 연차별 주요 연구 내용 78
4. 당해년도 수행내용 요약 80
4.1. FRP 긴장재용 장치 및 긴장공법 현황 분석 80
4.2. FRP 긴장재용 정착장치 개발 90
4.3. 설계변수 도출을 위한 매개변수 분석 100
제4장 결론 114
참고문헌 120
서지자료 126
Bibliographic Data 127
판권기 128
표 1.1. 국내 FRP 보강근 개발 현황 20
표 1.2. 기존 FRP 보강근의 형상 23
표 2.1. 기존 FRP 보강근 기술의 한계 37
표 2.2. 연차별 연구목표 및 내용(FRP Hybrid Bar 분야) 38
표 2.3. FRP 보강근 관련 규정 40
표 2.4. 국내 접안시설 및 컨테이너부두 확충 계획 42
표 2.5. 전국 항만인프라 확충 투자 계획 42
표 2.6. 주요 항만 시설물 43
표 2.7. 적용대상 신설 해양·항만 구조물(안) 48
표 2.8. FRP 피복철근 1차 시작품의 종류 및 제작 방법 53
표 2.9. FRP 피복철근 2차 시작품의 종류 및 제작 방법 54
표 2.10. FRP 피복철근 3차 시작품의 종류 및 제작 방법 55
표 2.11. 고성능 FRP Hybrid Bar의 형식 별 제작 방법 예 56
표 2.12. 경제형 FRP Hybrid Bar의 제작 방법 예 58
표 2.13. FRP Hybrid Bar 2차 시작품 리스트 60
표 2.14. D13 FRP Hybrid Bar 인장시험 결과 61
표 2.15. 인장시험용 시작품 단면 형태 및 강재 비율 61
표 2.16. 부착시험 결과 63
표 2.17. 보강근별 판매가 조사 결과 72
표 2.18. 국외 Aslan 100 제품의 판매가 73
표 3.1. 상용 AFRP 긴장재 81
표 3.2. 상용 CFRP 긴장재 82
표 3.3. KICT-긴장재 사양 83
표 3.4. KICT-케이블 사양 83
표 3.5. 국도상 교량 보강 설계 자료 89
표 3.6. 외부 긴장 보강 긴장력 및 솟음량 89
표 3.7. 역학성능 실험결과 91
표 3.8. 부착성능 평가 실험변수 92
표 3.9. 부착성능 평가실험 결과 93
표 3.10. ø9.5 mm 긴장재 압착형 정착장치 성능실험 결과 97
표 3.11. 실험체 별 BEP 모델과 mBEP 모델의 계수 값 101
표 3.12. 실험결과와 해석결과의 최대하중 및 변위 비교 102
표 3.13. 실험결과와 해석결과의 변형률 비교 103
표 3.14. ø5 mm 긴장재용 압착 정착장치의 매개변수 범위 및 해석 결과 106
표 3.15. 정착구 최적화 검토를 위한 대상 교량거더 제원 108
표 3.16. 정착구 설계변수의 최적화 결과 111
그림 1.1. 연구 필요성 19
그림 1.2. KICT 개발 FRP 보강근 형상 20
그림 1.3. FRP 보강근 적용 소파블록 개발 사례 21
그림 1.4. 보강기술 흐름도 24
그림 2.1. 형상에 따른 FRP 보강근의 분류 35
그림 2.2. 연구 필요성(FRP Hybrid Bar 분야) 36
그림 2.3. 해양항만인프라 확충 계획 42
그림 2.4. 외곽시설(돌제) 44
그림 2.5. 외곽시설(이안제) 44
그림 2.6. 외곽시설(호안) 44
그림 2.7. 계류시설(돌핀) 44
그림 2.8. 잔교식 안벽 45
그림 2.9. 셀블록식 안벽 45
그림 2.10. 경사제 방파제 45
그림 2.11. 케이슨식 혼성제 방파제 45
그림 2.12. 안벽 콘크리트 파손, 철근 노출 및 부식 46
그림 2.13. 콘크리트 파일 파손 및 강파일 부식 46
그림 2.14. 콘크리트 방파제 파손 47
그림 2.15. 소파블록 유실 및 파손 47
그림 2.16. 적용대상 항만구조물 개요도 48
그림 2.17. 케이슨식 방파제 형상 48
그림 2.18. 소파 블록 형상 48
그림 2.19. 유공 방파제 형상 49
그림 2.20. 유공 파제제 형상 49
그림 2.21. 잔교식 안벽 형상 49
그림 2.22. 잔교단면 형상 49
그림 2.23. 케이슨 구조물 형상 49
그림 2.24. 콘크리트 파일 형상 49
그림 2.25. FRP Hybrid Bar의 단면 구조 및 제작 개요 50
그림 2.26. 제작단계별 공정 51
그림 2.27. 보강근 선단부 인발 장치 52
그림 2.28. FRP 피복철근 단면 구조 및 제작 개요-브레이드 적용 53
그림 2.29. FRP 피복철근 단면 구조 및 제작 개요-섬유매트 적용 53
그림 2.30. FRP 3차 시작품 절곡 후 피복 상태 55
그림 2.31. 고성능 FRP Hybrid Bar 단면 구조 및 제작 개요-이형철근 적용 56
그림 2.32. 고성능 FRP Hybrid Bar 단면 구조 및 제작 개요-소선 적용 57
그림 2.33. 섬유 및 소선용 가이드 57
그림 2.34. FRP Hybrid Bar 절곡 후 상태-이형철근 적용 58
그림 2.35. FRP Hybrid Bar 절곡 후 상태-소선 적용 58
그림 2.36. 고성능 FRP Hybrid Bar 단면 구조 및 제작 개요-중공관 적용 59
그림 2.37. 중공형 FRP Hybrid Bar 제작 광경 59
그림 2.38. 중공형 FRP Hybrid Bar 1차 시작품 60
그림 2.39. 강재비율에 따른 탄성계수 변화 곡선 61
그림 2.40. D13, D16 시작품 강재비율에 따른 탄성계수 변화 곡선 62
그림 2.41. 인장시험에 따른 파괴 형상 62
그림 2.42. 부착시험 파괴형상 예 64
그림 2.43. 이형철근과 에폭시코팅철근의 최대부착 하중(부착 길이 50 mm) 64
그림 2.44. 이형철근 vs. GFRP 브레이드 두께 변화에 따른 최대부착 하중(부착 길이 50 mm) 64
그림 2.45. 중공 GFRP 브레이드 두께 변화에 따른 최대부착 하중(부착 길이 50 mm) 64
그림 2.46. MIDAS FEA 모델 형상 65
그림 2.47. 본 실험체 사용된 FRP Hybrid Bar 66
그림 2.48. NaCl 용액에 노출된 선형 Bar의 갈바닉 부식전류 비교 67
그림 2.49. 3.5% NaCl 용액에 노출된 Bar의 부식 개시 시기(노출기간: 30일) 67
그림 2.50. NaCl 용액에 노출된 절곡 Bar의 갈바닉 부식전류 비교 68
그림 2.51. 3.5% NaCl 용액에 노출된 절곡 Bar의 부식(노출기간: 30일) 69
그림 2.52. 3.5% NaCl 용액에 노출된 절곡 Bar의 부식 개시 시기 69
그림 2.53. ACI 318-08의 콘크리트 피복두께 규정에 대한 카테고리 분류체계 71
그림 3.1. 연도별 국가예산 추이 74
그림 3.2. 연도별 SOC 투자예산 74
그림 3.3. 주요국 유지관리 투자 비중 75
그림 3.4. 도로교 준공년도 및 설계하중 분포 75
그림 3.5. 최종 목표 77
그림 3.6. 핵심기술의 개발 방향 77
그림 3.7. 연차별 연구 흐름 78
그림 3.8. 주요 연구 내용 78
그림 3.9. FRP 긴장재용 정착장치 형식 85
그림 3.10. 정착장치 파괴 모드 86
그림 3.11. FRP 긴장재 형상 91
그림 3.12. 실험체 명에 대한 정의 92
그림 3.13. 재성형 실험체 제작 95
그림 3.14. 표면처리 없는 재성형 실험체 파괴형상 95
그림 3.15. 압착 방법 개요도 96
그림 3.16. 개선된 스웨이징 시작품 96
그림 3.17. ø9.5 mm 긴장재 압착형 정착장치 파괴형상 97
그림 3.18. 정착 슬리브 지름비(d₃/d₁)에 대한 최대하중 변화 98
그림 3.19. 제안된 모델의 부착-슬립 거동 100
그림 3.20. 실험결과와 제안모델의 부착응력-슬립 관계 비교 101
그림 3.21. 유한요소 해석 모델 102
그림 3.22. 실험결과와 해석결과의 하중-슬립 관계 비교 103
그림 3.23. 정착 슬리브 최적제원 결정을 위한 매개변수 104
그림 3.24. 두께비(t/t0)에 대한 슬리브 내 압력 비교 104
그림 3.25. 두께(t) 변화에 따른 슬리브 내 압력 비교 105
그림 3.26. 두께비(t/t0)에 대한 압착압력 변화 106
그림 3.27. 검토 대상 거더의 제원 및 하중도 108
그림 3.28. 정착판 치수 변수 정의 108
그림 3.29. 보강효과 검토를 위한 유한요소모델 109
그림 3.30. 기준 보 모델을 이용한 모델링 검증 결과 109
그림 3.31. NSM 보강된 보의 활하중 재하시 PS 강연선의 거동 110
그림 3.32. 긴장력 수준에 대한 처짐 복원 110
그림 3.33. 거더길이에 따른 처짐복원 효과 110
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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