Microplane Model for RC Planar Members in Tension-Compression

인장-압축상태의 철근콘크리트 면 부재를 위한 미소면 모델

Existing microplane models for concrete use three-dimensional spherical microplanes in the analysis of two-dimensional planar members as well as three-dimensional members. Also, they do not accurately describe the post-cracking behavior of reinforced concrete in tension-compression. In this study, a new microplane model is developed to overcome the disadvantages of the existing models. Instead of the spherical microplanes, the proposed microplane model uses disk microplanes involving a less number of microplanes and two-dimensional stresses and strains. As the result, the proposed model is more effective in numerical calculations. Also, the concept of the strain boundary is introduced to describe accurately the compressive behavior of reinforced concrete with tensile cracks in tension-compression. The validity of the proposed model is verified by comparison with existing experiments. In this paper, the microplane model and the numerical techniques involved in the finite element analysis are described in detail.

콘크리트를 위한 기존의 미소면 모델은 2차원 부재에 대한 해석에서도 3차원의 구형 미소면을 사용하고 있으며, 또한 인장-압축 상태의 철근콘크리트의 인장균열 후 거동을 정확히 나타낼 수 없다. 본 연구에서는 이러한 기존 모델의 미비점을 보완하기 위하여 철근콘크리트 면 부재의 해석에 적합한 새로운 미소면 모델을 개발하였다. 이 미소면 모델은 기존의 구형 미소면 대신에 원판형 미소면을 사용한다. 따라서 이 모델은 보다 적은 수의 미소면과 2차원의 응력을 사용하므로 수치계산에서 효과적이다. 또한, 이 모델에서는 인장-압축상태의 철근콘크리트의 압축거동을 나타낼 수 있도록 변형률한계의 개념이 도입되었다. 이 미소면 모델은 유한요소해석에 적용되었으며, 기존의 실험과의 비교를 통하여 이 모델의 유효성이 검증되었다.