Verification of NASCOM : Nonlinear Finite Element Analysis for Structural Concrete

NASCOM에 의한 실험결과 예측

A finite element formulation based on the CFT(Compression Field Theory), considering the effect of compression softening in cracked concrete, and macro-scopic and rotating crack models etc., was presented for the nonlinear behaviour of structural concrete. Considering the computational efficency and the ability of modelling the post-ultimate behaviour as major concerns, the Incremental displacement solution algorithm involving initial material stiffnesses and the relaxation procedure for fast convergence was adopted and formulated in a type of 8-noded quadrilateral isoparametric elements. The analysis program NASCOM(Non1inear Analysis of Structural Concrete by FEM : Monotonic Loading) developed in this way enables the predictions of strength and deformation capacities in a full range, crack patterns and their corresponding widths, and yield extents of reinforcement. As the verification purpose of NASCOM, the predictions were made for Bhide's Panel(PB21) and Leonhardt's deep beam tests. The predicted results shows somewhat stiff behaviour for the panel test, and vice versa for deep beam tests. More refining process would be necessary hereafter in terms of more accurately simulating the effects of tension-stiffening and compression softening in concrete.

콘크리트 구조요소의 비선형거동을 예측하기 위하여 압축응력장 이론의 기본개념인 압축강도 연화 현상, 거시적 및 회전균열 모델을 고려한 유한요소해석이 제시되었다. 수치해석상의 효율성 및 최대하중 이후의 거동에 주안점을 두어 초기재료 강성을 채택한 변위증분법 논리 및 빠른 수렴을 위한 Over-Relaxation 방법이 Isoparametric계의 8-Node 요소에 포함.유도되었다. 상기에 근거하여 제작된 비선형 프로그램, NASCOM은 다조하중을 지지하는콘크리트 구조요소의 내력, 변형특성, 균열 분포 상황 및 보강근의 항복 분포를 예측하는데 사용할 수 있다. NASCOM의 성능을 검토하기 위하여 이러한 목적에 빈번히 사용되는 Bhide의 패널(PB21) 및 Leonhardt의 춤이 큰보에 대한 해석이 실시되었다. 패널에 대한 해석결과는 대체로 변형이력 및 강도가 강한 거동을 나타내는 반면에, 춤이 큰보에 대해서는 변형이력이 유연한 거동을 나타내고있어, 향후 보다 정확한 결과를 예측하기 위해서는 콘크리트의 인강강화 및 압축강도 연화현상에 대하여 좀더 향상된 재료모델의 고려가 필요한 것으로 판단되었다.