탄소섬유에 의한 콘크리트 보의 전단보강은
철판보강과는 달리 거의
보강 효과를 기대할 수 없습니다.

 

보강재로의 하중전달은
슬래브 > 보 > 보의표면 > 보강재
순으로 이루어집니다.


따라서 보강에 의한 전단내력의 증가는
보강재의 강도 보다는
콘크리트의 부착성능에 의해 좌우됩니다.

에폭시의 접합강도(부착성능)가 아닙니다.


보강재가 강도를 발휘하기 위해서는
부착을 의한, 엄청난 정착면적이 필요하게 됩니다.

부착을 의한 정착면적은 보의 측면을 제외한 면적입니다.


그래서 슬래브 하부와 보의 하부에

정착을 위한 추가 부착을 실시하게 됩니다.
이 슬래브 하부에 부착하는 정착이 거의 역활을 하지 못합니다.

 

보의 표면을 통해 탄소섬유 보강재로 전단된 하중에 의해
탄소섬유가 변형을 시작하게 됩니다.
이때 부터 장착부위에 응력이 전달됩니다만,
보와 슬래부의 접합부는 ㄱ자로 꺽여 있기 때문에
응력은 ㄱ자로 꺽여 있는 부분에 집중됩니다.
ㄱ짜로 꺽여 있는 부분에 응력이 집중되어
슬래브 하부의 정착부로 응력이 전달되기 전에
코너부위의 쉬트가 탈락이 되기 시작합니다.


집중응력에 의한 것이기 때문에 아주 작은 응력으로도
탈락되기 쉽습니다.

이렇게 탈락이 되면 슬래브 하부의 정착이 역활을 못하게 됩니다.

우측의 그림처럼 탄소쉬트의 탈락이 이루어지면
쉬트가 보강 역활을 못하고
콘크리트에 균열이 증가되어
보의 파괴로 이루어지게 됩니다.

 

BeamShearFRPReinf.jpg

 

 

이와 같은 힘의 흐름으로 인해
탄소섬유에 의한 보강은 역활을 거의 못하고
오히려 철판에 의한 보강보다 못하게 됩니다.
철판에 의한 보강은
슬래브하부에 접합만 제대로 한다면
쉬트탈락과 같은 현상은 거의 없기 때문입니다.
두 보강재의 거동상태가 다르기 때문입니다.

 

결론적으로
탄소섬유에 의한 전단보강은
보와 슬래브의 접합부에 응력집중으로
탈락이 발생하기 때문에
보강역활을 거의 기대할 수 없습니다.

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