Fracture Behavior of Concrete and Equivalent Crack Length Theory

콘크리트의 파괴거동규명과 등가균열(等價龜裂)길이 이론확립(理論確立)에 관한 연구

Several series of fracture tests were conducted to explore the fracture characteristics and to determine the fracture energy of concrete. A stable three-point bend test was employed to generate the load-deflection curves. The fracture energy may then be calculated from the area under the complete load-deflection curve. The initial notch-to-beam depth ratio (${\alpha}_0$/H) was varied from zero to 0.6. The prediction formula for the fracture energy of concrete is also derived and is found to depend on the tensile strength and aggregate size. The proposed fracture energy formula can be used for the fracture analysis of concrete structures. The present study also devises an equivalent crack length concept to predict the maximum failure loads of concrete beams. A simple formula for the equivalent crack length is proposed.

본(本) 논문(論文)에서는 콘크리트의 파괴실험을 통하여 파괴거동을 규명하고 파괴에너지를 결정하였으며, 이로부터 파괴에너지 예측공식을 도출하였다. 콘크리트의 파괴실험은 3 점휨하중실험을 수행하였으며 초기균열길이에 따른 파괴거동과 파괴에너지의 변화특성을 규명하기 위하여 초기균열길이를 보깊이의 각각 0, 0.2, 0.4, 0.6 배로 하였다. 본 실험으로부터 하중-처짐곡선이 자동으로 기록되었으며, 이 하중-처짐곡선하의 면적이 콘크리트의 파괴에너지를 결정하기 위하여 이용되었다. 본 연구에서 도출된 파괴에너지 예측공식은 콘크리트구조물의 파괴해석을 위해 효과적으로 이용될 수 있으며, 파괴에너지가 콘크리트의 인장강도와 골재크기에 의존하고 있음을 나타내고 있다. 또한, 본 연구에서는 콘크리트보의 최대하중을 계산하기 위하여 소위 등가균열길이 개념용 고안하였으며, 이를 위하여 등가균열길이에 대한 예측공식을 제안하였다. 본 등가균열길이 개념은 R-curve 등(等)에 의하지 않고도 파괴하중을 계산할 수 있는 효과적인 개념으로 분석되고 있다.