철근콘크리트 전단벽의 비선형 유한요소해석

Nonlinear FE Analysis of RC Shear Walls

  • 곽효경 (한국과학기술원 토목공학과) ;
  • 김도연 (한국과학기술원 토목공학과)
  • 발행 : 1999.09.01

초록

이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.

키워드

참고문헌

  1. State-of-the-Art Report on Finite Element Analysis of Reinforced Concrete ASCE Task Committee on Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures ASCE
  2. Journal of Structural Engineering v.124 no.3 Nonlinear Finite-Element Analysis of RC Shear Panels and Walls Ayoub, A.;Filippou, F. C.
  3. Inelastic Analysis of Reinforced Concrete Panels, Part I: Theory, v.31-11 Cervenka, V.;Gerstle, K. H.
  4. Plasticity in Reinforced Concrete Chen, W. F.
  5. CEB-FIP Model Code 1990 Comite Euro-International du Beton
  6. Journal of the Structural Division v.102 no.ST2 Analysis of RC Shear Panels under Cyclic Loading Darwin, D.;Pecknold, D. A.
  7. Journal of Structural Engineering v.116 no.3 Tension-Stiffness Model for Reinforced Concrete Bars Gupta, A. K.;Maestrini, S. R.
  8. Bulletin Series No. 399, Bulletin No. 1 A Study on Combined Bending and Axial Load in Reinforced Concrete Members, Univ. of Illinois Engineering Experiment Station Hognestad, E.
  9. Structural Concrete Kosovos, M. D.;Pavlovic, M. N.
  10. Report No. UCB/SEMM-90/14, Univ. of California Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures under Monotonic Loads Kwak, H. G.;Filippou, F. C.
  11. Journal of the Engineering Mechanics Division v.99 no.EM4 Behavior of Concrete under Biaxial Stresses Kupfer, H. B.;Gerstle, K. H.
  12. ACI Structural Journal v.87 no.1 Behavior fo Reinforced Concrete Structural Walls: Strength, Deformation Characteristics, and Failure Mechanism Lefas, L. D.;Kosovos, M. D.;Ambraseys, N. N.
  13. Finite Elements in Plasticity Owen, D. R. J.;Hinton, E.
  14. ACI Journal v.81 no.6 Crack Prediction for Members in Uniaxial Tension Rizkalla, S. H.;Hwang, L. S.
  15. Canadian Journal of Civil Engineering v.10 no.4 Transverse Reinforcement Effects on Cracking Behaivor of R. C. Members Rizkalla, S. H.;Hwang, L. S.;El-Shahawi, M.
  16. Publication No. 82-03, Department of Civil Engineering, Univ. of Toronto The Response of Reinforced Concrete to In-Plane Shear and Normal Stress Vecchio. F. J.;Collins, M. P.
  17. ACI Structural Journal v.83 no.2 The Modified Compression-Field Theory for Reinforced Concrete Elements Subjected to Shear Vecchio, F. J.;Collins, M. P.