DOI QR코드

DOI QR Code

Nonlinear Analysis of Cyclically Loaded Concrete-Steel Structures Using an Anchor Bond-Slip Model

앵커 부착-미끄러짐 모형을 이용한 콘크리트-강재 구조물의 비선형 반복하중 해석

  • 임주은 (동국대학교 토목환경공학과, 서울특별시 상수도사업본부) ;
  • 이지호 (동국대학교 토목환경공학과)
  • Received : 2009.07.07
  • Accepted : 2009.09.03
  • Published : 2009.09.30

Abstract

In this paper, a numerical anchor bond-slip model is proposed to improve the numerical simulation of concrete-steel structures connected with steel anchor bolts and subjected to extreme cyclic loading. The suggested bond-slip model is composed of a group of nonlinear uniaxial connector elements and its parameters can be determined by calibrating the model with pull-out test data. Numerical analysis results from simulating a concrete foundation-steel column structure using the proposed bond-slip anchor model, which is implemented based on Abaqus elements, and the perfect-bond anchor model are compared with the experimental results. It is concluded that a reasonable anchor bond-slip model is required to realistically simulate concrete-steel structures subjected to extreme cyclic loading, and the proposed anchor bond-slip model shows acceptable performance in the present numerical analysis.

본 논문에서는 앵커로 연결된 콘크리트-강재 구조물이 극한 반복주기하중을 받는 경우를 수치 시뮬레이션하기 위하여 필요한 콘크리트-앵커 부착모형에 대하여 논하였다. 제안되는 앵커의 부착-미끄러짐 수치모형은 비선형 일축 연결요소의 조합으로 이루어지며 인발실험 결과를 이용하여 부착-미끄러짐 모형의 인자를 결정할 수 있다. 제안된 앵커 부착-미끄러짐 모형을 Abaqus 요소의 조합으로 구성하고, 이를 사용한 해석 결과와 앵커의 완전부착모형을 사용한 해석 결과를 실험 결과와 비교하였다. 이로부터 극한 반복하중을 받는 콘크리트-강재 구조물 수치해석에는 합리적인 앵커 부착-미끄러짐 모형이 반드시 사용되어야 한다는 것을 알 수 있었으며 본 연구에서 제안한 합성 연결모형을 이용하면 사실적으로 앵커의 부착-미끄러짐 현상을 모사할 수 있다는 것을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 변원준, 이두성, 이지호, 이성철(2002) 반복하중을 받는 강재기둥 베이스 판 연결부의 거동에 관한 실험적 연구, 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토목학회.
  2. 임주은, 이두성, 이지호, 이성철(2003) 콘크리트 속에 매립된 앵커의 실험적 연구, 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토목학회.
  3. Astaneh, A., Bergsma, G., and Shen, J.H. (1992) Behavior and design of base plates for gravity, wind and seismic loads, Proceedings of the AISC, National Steel Construction Conference, Las Vegas, USA.
  4. Burda, J.J. (1999) Studies of seismic of steel base plates, Master of Science Thesis, University of Nevada at Reno, Nevada, USA.
  5. Dassault Systems (2008) Abaqus Analysis User's Manual, Dassault Systems, RI., USA.
  6. Fahmy, M. (2000) Seismic behavior of moment resisting steel column bases, Ph.D. Dissertation, University of Michigan, USA.
  7. Filippou, F.C. (1986) A simple model for reinforcing bar anchorages under cyclic excitations, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 112, No. 7, pp. 1639-1659. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1986)112:7(1639)
  8. Krishnamurthy, N. and Thambiratham, D.P. (1990) Finite element analysis of column base plates, Computers & Structures, Vol. 34, No. 2, pp. 215-223. https://doi.org/10.1016/0045-7949(90)90364-8