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Confinement Effect of Reinforced Concrete Members Using a Parabola-Rectangular Compressive Stress-Strain Relationship

포물선-직선 압축응력-변형률 관계를 이용한 철근콘크리트 부재의 횡구속 효과

  • Choi, Seung Won (Dept. of Civil and Construction, Chosun College of Science & Technology) ;
  • Kim, Woo (Dept. of Civil Engineering, Chonnam University)
  • 최승원 (조선이공대학교 토목건설과) ;
  • 김우 (전남대학교 토목공학과)
  • Received : 2014.05.29
  • Accepted : 2014.12.12
  • Published : 2015.02.28

Abstract

In general, RC columns are reinforced by spiral or tied steel and a strength of confined concrete is more increased than this of unconfined concrete. And strength and ductility of column are increased by a confinement effect. A confinement effect is affected by concrete strength, spacing, volume and strength of confinement steel. Many researchers suggested various confinement models which reflected these parameters by many experimental results. In this study, a load-strain relationship is evaluated by a confinement model in EC2, and it is compared with Mander model, Saatchioglu-Razvi model and Cusson et al. model. As results, it is appeared that a confinement model in EC2 is able to apply all kinds of concrete strength and a consistency in sectional analysis can be secured using material models in EC2. In parameter studies using material models in EC2, a confinement effect is more affected by a confinement steel than a concrete strength.

철근 콘크리트 기둥은 일반적으로 횡철근으로 보강되어 있고 횡철근에 의해 횡구속된 심부 콘크리트의 강도는 횡구속 되지 않은 콘크리트에 비해 증가한다. 그리고 횡구속 효과에 의해 기둥의 강도 및 연성은 증가하게 된다. 횡구속 효과는 콘크리트의 압축강도, 횡구속 철근의 간격, 횡철근 량 및 항복강도 등의 영향을 받는다. 이에 여러 연구자들은 실험을 통해 다양한 변수들을 반영하여 횡구속 콘크리트의 구속모델을 제시하였다. 이 연구에서는 유로코드 2의 구속모델을 통해 하중-변형률 관계를 산정하였고, 이를 Mander 모델, Saatchioglu-Razvi 모델 및 Cusson 등 모델에 의한 값과 비교 분석하였다. 해석 결과 EC2에 의한 횡구속 모델은 콘크리트 강도에 관계없이 적용이 가능하였고, EC2의 재료모델을 사용함으로써 단면해석의 일관성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. EC2의 재료모델에 의한 매개변수해석 결과 횡철근의 특성은 콘크리트 압축강도보다 횡구속 효과에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. Mander, J. B., Priestley, M. J. N., and Park, R., "Theoretical stress-strain model for confined concrete", Journal of Structural Engineering, ASCE, 1988, pp. 1804-1825.
  2. Saatchioglu, M. and Razvi, S. R., "Strength and ductility of confined concrete", Journal of Structural Engineering, ASCE, 1992, pp. 1590-1607.
  3. Cusson, D. and Paultre, P., "Stress-strain model for confined high-strength concrete", Journal of Structural Engineering, ASCE, 1995, pp. 468-477.
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  7. Esneyder. M., Modeling of confined concrete, Degree of Master, University of Toronto, Canada, 2000, 1-176 pp.