표제지
초록
Abstract
목차
제1장 서론 18
1.1. 연구 배경 18
1.2. 연구 목표 및 수행 방법 21
1.3. 연구 내용 및 범위 22
제2장 콘크리트 보강공법의 연구 동향 23
2.1. 지진 발생 시 콘크리트 기둥 거동 및 손상 23
2.2. 콘크리트 기둥 보강공법 27
2.2.1. 수동구속공법 27
2.2.2. 능동구속공법 31
2.3. 형상기억합금을 이용한 보강공법 34
2.3.1. 형상기억효과 34
2.3.2. 철계 형상기억합금 36
제3장 철계-형상기억합금의 재료 특성 39
3.1. 개요 39
3.2. 기계적 특성 39
3.2.1. 시편 제작 40
3.2.2. 실험 방법 41
3.2.3. 실험 결과 42
3.3. 회복응력 43
3.3.1. 실험 방법 43
3.3.2. 실험 결과 45
3.4. 콘크리트 공시체 압축거동 평가 50
3.4.1. 시편 제작 51
3.4.2. 형상기억합금 연결 클램프 성능실험 54
3.4.3. 실험 방법 57
3.4.4. 실험 결과 59
제4장 콘크리트 기둥 정적 반복가력 실험 66
4.1. 개요 66
4.2. 실험 계획 66
4.2.1. 실험체 제원 및 변수 66
4.2.2. 실험체 제작 74
4.2.3. 실험 방법 78
4.3. 실험결과 80
4.3.1. 실험체 손상 및 파괴양상 80
4.3.2. 하중-변위 곡선 83
4.3.3. 강성 87
4.3.4. 에너지 소산능력 88
4.3.5. 콘크리트 내부 손상도 평가 90
제5장 결론 및 향후 연구 과제 94
참고문헌 96
〈표 2.3.1〉 Fe-SMA의 회복응력 특성 38
〈표 3.2.1〉 Fe-SMA의 기계적 특성 42
〈표 3.3.1〉 Fe-SMA 회복응력 실험 44
〈표 3.3.2〉 Fe-SMA 사전변형 실험 결과 46
〈표 3.3.3〉 Fe-SMA 회복응력 측정 결과 49
〈표 3.4.1〉 콘크리트 공시체 배합표 51
〈표 3.4.2〉 콘크리트 공시체 실험체 정보 54
〈표 3.4.3〉 연결클램프 인장실험 결과 57
〈표 3.4.4〉 압축실험결과 62
〈표 4.2.1〉 철근 인장실험 결과 69
〈표 4.2.2〉 실험체 상세 및 재료 물성치 70
〈표 4.2.3〉 실험 변수 74
〈표 4.2.4〉 나선형 Fe-SMA 연결클램프 인장실험 결과 78
〈표 4.3.1〉 실험결과 85
그림 1.1.1. 규모 2.0이상 지진발생 현황 18
그림 1.1.2. 콘크리트 수동구속과 능동구속 메커니즘 20
그림 2.1.1. 지진시 RC 기둥의 전단파괴 24
그림 2.1.2. 지진(San Fernando)시 RC 기둥의 휨 소성힌지파괴 25
그림 2.1.3. 1989년 Loma Prieta 지진시 RC 기둥의 겹이음 파괴 26
그림 2.1.4. 포항 지진에서 관측된 콘크리트 기둥의 손상 원인 26
그림 2.1.5. 콘크리트 보강공법 메커니즘 27
그림 2.2.1. 콘크리트 수동구속공법 예시: (a) 탄소섬유보강시트, (b) 스틸 재킷 31
그림 2.3.1. 형상기억합금의 상 변화에 따른 거동 34
그림 2.3.2. 형상기억합금의 상 변태 35
그림 2.3.3. 회복응력 발현 과정 36
그림 3.2.1. Fe-SMA 제작 과정 40
그림 3.2.2. Dog bone 형태로 가공된 실험 시편 41
그림 3.2.3. Fe-SMA 인장실험 전경 41
그림 3.2.4. Fe-SMA 인장실험 결과 43
그림 3.3.1. Fe-SMA 회복응력 측정을 위한 실험 전경 45
그림 3.3.2. Fe-SMA 사전변형률에 따른 응력-변형률 선도 46
그림 3.3.3. 상 변화에 따른 온도-응력 선도 47
그림 3.3.4. Fe-SMA 회복응력 결과(온도-응력 선도) 50
그림 3.4.1. SMA스트립과 CFRP시트로 보강된 콘크리트 공시체 53
그림 3.4.2. SMA스트립 연결재에 작용하는 힘의 도식도 55
그림 3.4.3. 클램프 인장 실험 전경 56
그림 3.4.4. SMA스트립의 겹침이음을 위하여 사용된 클램프 56
그림 3.4.5. SMA스트립과 CFRP시트로 보강된 콘크리트 공시체 57
그림 3.4.6. 공시체 압축실험세팅 58
그림 3.4.7. SMA스트립과 CFRP시트에 부착된 변형률 게이지 58
그림 3.4.8. SMA스트립과 CFRP시트로 보강된 콘크리트의 응력-변형률 선도의 변수 59
그림 3.4.9. 압축실험 결과(응력-변형률 선도) 61
그림 3.4.10. SMA스트립으로 보강된 콘크리트 공시체의 종국상태 63
그림 3.4.11. CFPRP시트로 보강된 콘크리트 공시체의 종국상태 64
그림 3.4.12. 수동구속압 산정 65
그림 3.4.13. SMA 스트립의 변형률 65
그림 4.2.1. 콘크리트 기둥 단면 형상 68
그림 4.2.2. 콘크리트 기둥 제원 68
그림 4.2.3. 재료 실험 결과 69
그림 4.2.4. 토치를 사용한 활성화 실험 전경 70
그림 4.2.5. 토치를 사용한 활성화 실험 결과 72
그림 4.2.6. 보강 후 전경 74
그림 4.2.7. 실험체 제작 과정 76
그림 4.2.8. 국부적 거동 측정을 위한 센서 종류 및 위치 77
그림 4.2.9. 연결 클램프 성능실험 결과 78
그림 4.2.10. 콘크리트 기둥 실험 셋업 79
그림 4.2.11. 가력 프로토콜 79
그림 4.3.1. 종국 상태 82
그림 4.3.2. 하중-변위 이력곡선 상의 항복점, 극한점의 정의 83
그림 4.3.3. 2차 효과를 고려한 힘 보간법 84
그림 4.3.4. 하중-변위 선도 86
그림 4.3.5. 강성 87
그림 4.3.6. 등가점정감쇠비 정의 88
그림 4.3.7. 에너지 소산능력 89
그림 4.3.8. 균열 유무에 따른 초음파 펄스 속도법 측정 메커니즘 90
그림 4.3.9. 초음파 계측 실험 위치 91
그림 4.3.10. 가력, 비가력방향의 UPV 측정 속도 결과 93
그림 4.3.11. 위치별 UPV 측정 결과 93