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Constitutive Model of Laterally Confined High Strength Concrete

횡구속된 고강도 콘크리트의 구성모델

  • Yun, Sung-Hwan (Dept. of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University) ;
  • Kang, Yoon-Sig (Dept. of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University) ;
  • Park, Tae-Hyo (Dept. of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University)
  • 윤성환 (한양대학교 건설환경공학과) ;
  • 강윤식 (한양대학교 건설환경공학과) ;
  • 박대효 (한양대학교 건설환경공학과)
  • Received : 2009.12.30
  • Accepted : 2010.06.01
  • Published : 2010.08.31

Abstract

Since existing constitutive models developed for confined normal strength concrete overestimate ductility when they are applied to confined high strength concrete, these models cannot be directly applied to confined high strength concrete. In an effort to solve this problem, an accurate stress-strain relationship of the hihg strength concrete needs to be formulated by examining the confinement effects due to increase of the concrete strength. In this study, a constitutive model is developed to express the stress-strain relationship of confined high strength concrete by carrying out regression analysis of the main parameters affection strength and ductile behavior of reinforced high strength concrete columns. Twenty-five test specimens were chosen from the reported experimental studies in the literature. The experimental results of stress-strain relationships of show a good agreement with results of the stress-strain relationships of suggested high strength concrete, covering a strength range between 60 and 124 MPa.

횡구속된 고강도 콘크리트의 역학적 거동을 예측하기 위해 보통강도 콘크리트의 구성모델을 적용할 경우 연성 거동이 과대평가된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 콘크리트 강도가 증가함에 따라 구속효과에 미치는 영향을 고찰하여 고강도 콘크리트에 적용 가능한 정확한 응력-변형률 관계가 요구된다. 따라서 이 연구에서는 횡구속된 고강도 콘크리트의 강도와 연성 거동에 양향을 미치는 변수들의 회귀분석을 통한 변수별 회귀식을 바탕으로 새로운 횡구속된 고강도 콘크리트의 구성모델이 제안된다. 횡구속된 고강도 콘크리트의 강도 및 초기강성을 나타내는 응력-변형률 곡선의 상승부는 제안된 구성모델과 잘 일치하였고 연성 거동을 나타내는 하강부 곡선은 원형 단면을 가지는 낮은 횡구속 철근의 항복강도 및 철근비일 때 과대평가되었다. 콘크리트 강도를 주요 변수로 하는 제안된 구성모델은 문헌분석을 통한 25개의 횡구속된 고강도 콘크리트 기둥의 실험적 연구와 비교 분석한 결과 콘크리트 압축강도 60~124 MPa 범위에서의 응력-변형률 곡선과 잘 일치되었다.

Keywords

References

  1. ACI Committee 363, “State-of-the Art Report on High Strength Concrete,” ACI Journal, Vol. 82, No. 4, 1984, pp. 364-411.
  2. FIP/CEB, “High Strength Concrete, State of the Art Report,” Bulletin d'Information, No. 197, 1990, 61 pp.
  3. 장일영, 박훈규, 윤영수, “국내의 실험자료를 이용한 고강도 및 초고강도 콘크리트의 탄성계수식 제안,” 콘크리트학회 논문집, 8권, 6호, 1996, pp. 213-222.
  4. 신성우, 한범석, “고강도 철근콘크리트 띠철근 기둥의 구속효과,” 콘크리트학회 논문집, 14권, 4호, 2002, pp. 578-588. https://doi.org/10.4334/JKCI.2002.14.4.578
  5. Wang, Q., Zhao, G., and Lin, L., “Effect of Axial Load Ratio and Stirrups Volume Ratio on Ductility of High-Strength Concrete Columns,” High-Performance Concrete Proceeding ACI International Conference Singapoer, SP-149, 1994, pp. 433-448.
  6. Yong, Y. K., Nour, M. G., and Nawy, E. G., “Behavior of Laterally Confined High-Strength Concrete under Axial Loads,” ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 2, 1988, pp. 332-351. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:2(332)
  7. Cusson, D. and Paultre, P., “High-Strength Concrete Columns Confined by Rectangular Ties,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 120, No. 3, 1994, pp. 783-804. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1994)120:3(783)
  8. Cusson, D. and Paultre, P., “Stress-Strain Model for Confined High-Strength Concrete,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 121, No. 3, 1995, pp. 468-477. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1995)121:3(468)
  9. 한범석, 김종근, 신성우, “철근콘크리트 기둥에서 띠철근으로 구속된 고강도콘크리트의 구속효과 평가,” 대한건축학회 논문집, 24권, 3호, 2008, pp. 3-10.
  10. Razvi, S. and Saatcigglu, M., “Confinement Model for High-Strength Concrete,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 125, No. 3, 1999, pp. 281-288. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1999)125:3(281)
  11. Razvi, S. and Saatcigglu, M., “Strength and Deformability of Confined High Strength Concrete Columns,” ACI Structural Journal, Vol. 91, No. 6, 1994, pp. 678-687.
  12. Richart, F. E., Brandzaeg, A., and Brown, R. L., “A Study of the Failure of Concrete Under Combined Compressive Stresses,” University of Illinois, Engineering Experimental Station, Bulletin No. 185, 1928, 104 pp.
  13. Nagashima, T., Sugano, S., Kimura, H., Ichikawa, A., “Monotonic Axial Compression Test on Ultra-High-Strength Concrete Tied Columns,” Proceedings of 10th World Conference on Earthquake Engineering, Madrid, 1992, pp. 2599-2602.
  14. Li, B. and Park, R., “Confining Reinforcement for High-Strength Concrete Columns,” ACI Structural Journal, Vol. 101, No. 3, 2004, pp. 314-324.