통합방법을 이용한 철근콘크리트부재의 비선형 유한요소해석

Unified Method for Nonlinear Finite Element Analysis of RC Planar Members

2차원 응력상태의 철근콘크리트 부재해석을 위하여 소성이론과 파괴모델의 통합방법을 연구하였다. 콘크리트의 대별되는 두 가지 거동특성인 다차원 압축상태의 강도증가와 인장균열파괴를 동시에 나타내기 위하여, 압축파괴와 인장균열의 다중파괴기준을 사용하는 소성이론을 근간으로 여러 실험결과를 반영하는 파괴모델을 적용한다. 압축파괴기준으로서 Drucker-Prager모델과 von Mises 모델을 비교 사용하며 인장균열거동에 대하여 회전균열소성모델과 고정균열소성모델을 비교한다. 이러한 압축파괴기준과 이장균열파괴기준의 설정에는 다차원 압축상태의 강도증가, 균열로 인한 인장과 압축응력도의 저하, 보강철근의 영향등을 나타내는 실험식과 파괴에너지개념을 사용한다. 이 재료모델을 비선형유한요소해석에 사용하여 기존의 실험결과와 비교한다. 재료모델의 압축파괴와 인장균열거동을 검증하기 우하여 콘크리트의 압축파괴 또는 철근의 인장항복에 의하여 거동이 대별되는 실험들과 비교한다.

Concrete plasticity models fol the analysis of reinforced concrete members in plane stress are studied. The proposed plasticity model for reinforced concrete provides a unified approach combining plasticity theory and damage models. It addresses strength mhancement under rnultiaxial compression. and tensile cracking damage. The model uses multiple failure criteria for compressive crushing and tensile cracking. For tensile cracking behavior. rotating-crack and fixed-crack plasticity models are compared. As crushing failure criterion, the Drucker-Prager and the von Mises models are used for comparison. The model uses now and existing damnge models fbr tension softening, tension stiffening. and compression softening dup to tensilt. cracking. Finite element analyses using the unified method are compatxd with existing rxpcrimcntal r.esults. To vei.ify the proposcd crushing and cracking plasticity models, the experiments have load capacities govc11.nc.d either by compressive crushing of'concrete or by yi~lding of' reinforcing steel.