• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권5호
• /
• pp.429-436
• /
• 2014

본 논문은 철근콘크리트 구조물의 지진해석에 관한 국제 벤치마크 프로젝트인 SMART-2013을 통해 3차원 비대칭 철근콘크리트 건물의 고유진동수와 재료 비선형성을 고려한 지진응답을 계산한 결과를 제시한다. 이를 위해 콘크리트와 철근의 비선형 재료모델을 구성하고 대표부피요소에 대한 국부테스트를 수행하여 비선형 모델의 성능을 평가하였다. 이러한 SMART-2013 철근콘크리트 건물의 비선형 유한요소모델에 대해 모드해석과 저강도 지진하중에 대한 선형 시간이력해석을 수행한 결과, 구조물의 고유진동수, 변위 및 가속도 시간이력이 SMART-2013 프로젝트에서 제시한 실험값들과 유사하였다. 또한 Northridge 지진에 대한 변위 및 가속도 응답의 시간이력과 최대층간상대변위의 응답스펙트럼을 계산하여 고강도 지진하중에 대한 이 철근콘크리트 건물의 거동을 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.289-292
• /
• 2008

본 연구에서는 기존연구문헌에서 제시하고 있는 보강철근을 고려한 수정탄성계수 식을 적용하여 20층 건물 모델을 해석하였고, 축방향 철근비와 횡방향 철근체적비에 따른 구조물의 거동을 분석하였다. 또한 시공단계별 해석을 수행함으로써 시공되는 순서를 고려하여 건물의 실제 거동과 유사한 결과값을 얻고자 하였다. 기둥의 보강철근을 고려한 해석을 통하여 최종적으로 기둥단면의 축소를 시도하였다. 20층의 빌딩 구조물을 기둥의 보강철근을 고려하여 해석을 수행할 경우, 일반해석시 구조물의 기둥부재를 최대 4.94%까지 감소시킬 수 있으며, 시공단계별 해석시에는 최대 19%를 감소시킬 수 있을 것으로 분석되었다.

• Composites Research
• /
• 제22권5호
• /
• pp.24-29
• /
• 2009

본 논문에서는 포스트텐션된 철근콘크리트 슬래브를 특별직교이방성 복합적층판 이론으로 해석하였다. 슬래브의 해석에 있어 단면의 기하학적, 물리적 특성이 중립면에서 휨-연계강성 $B_{ij}=0$ 이고, $D_{16}=D_{26}=0$ 임을 고려하였다. 철근콘크리트 슬래브는 특별직교이방성판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면 혹은 불규칙한 단면을 갖는 시스템은 해석적 해를 구하기가 매우 어렵다. 이러한 문제에 대한 해석을 위해서 유한차분법이 이용되었다. 본 논문에서는 유한차분법과 보 이론을 해석을 위해 사용되었다. 그 결과 보 이론에 의한 해석 값이 판 이론의 값에 근접함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권2A호
• /
• pp.187-196
• /
• 2008

이 연구에서는 단순 트러스 모델을 이용한 철근콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도 평가방안을 제안하였다. 철근콘크리트 바닥판의 펀칭전단 해석의 본질적인 어려움을 극복하기 위해 집중하중이 작용하는 바닥판을 펀칭전단 파괴 형태에 기초하여 펀칭콘과 나머지 부분의 소구조체로 구분하였다. 펀칭콘의 강도는 이상화한 트러스의 경사압축부재의 강성도로써 유도되었다. 수평변위를 제어하고 있는 롤러지점의 수평방향 스프링 부재의 강성도는 펀칭콘 내에 포함된 철근에 의하여 결정되었다. 3차원 구조물의 2차원화에 따른 오차와 해석과정에 포함되지 않은 나머지 소구조체의 강성도 등에 기인하는 불확실성들을 포함하기 위하여 경사압축재의 초기각은 실험결과들에 대해 주인장 철근비를 변수로 수행된 회귀분석을 통하여 구하였다. 단순 트러스 모델로부터 구한 펀칭전단강도는 실험결과와의 비교에서 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 단순 트러스 모델의 스냅스로우(snap-through)좌굴해석으로부터 구한 펀칭전단강도는 철근콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도의 검토에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제22권1호
• /
• pp.33-43
• /
• 2004

본 연구에서는 철근콘크리트(reinforced connote) 구조물에 대해 발파해체 축소모형실험을 수행하고 이를 전산실험결과와 비교하였다. 적용된 발파해체 공법은 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법이며, 차원해석(Hobbs(1969))을 실시하여 축소모형실험에 적용될 강도특성을 계산하였다. 이에 따라 석고, 모래, 물의 혼합하여 콘크리트를 대용할 재료로 사용하였으며, 연성을 지니며 축소강도가 철근과 유사한 땜용 납선을 철근 대용 재료로 사용하였다. 이 때 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하여 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 구조물을 축조하였다. 축소모형실험을 전산실험결과와 비교하기 위하여 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별요소법에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)를 사용하여 전산해석을 수행하였다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소모형을 발파해체하여 거동을 촬영하였다. 이를 전산실험결과와 비교하여 2차원 해석의 한계는 존재하나 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 그리고, 무근 콘크리트 라멘 구조 해석의 경험과 철근콘크리트 보의 실내 굴곡실험결과를 근거로 하여 철근콘크리트 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 그 결과, 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900ms 까지는 거의 유사한 거동을 보이며 붕괴됨을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.813-822
• /
• 2004

축하중을 받는 철근콘크리트 부재의 전단강도를 예측하기 위하여, 본 연구에서는 전단력과 축하중 및 휨모멘트를 받는 철근 콘크리트 부재의 전단거동을 예측할 수 있는 변환각 트러스 모델(TATM)을 제안하였다. TATM에서, 축력의 영향을 고려하기 위하여 축압축력이 증가할수록 고정각은 감소하며 균열 방향의 콘크리트 전단저항은 증가한다. TATM의 예측결과가 축력을 받는 철근콘크리트 부재에 대하여 정확성과 신뢰성을 가지는지 검증하기 위하여, 축력을 받는 총 67개의 전단실험 결과를 수집하였으며, TATM 및 기존의 트러스 모델(MCFT, RA-STM FA-STM)과 비교하였다. 수집한 실험결과와 해석결과를 비교한 결과, TATM에 의한 해석결과는 실험결과를 평균 0.95, 변동계수 $12.0\%$로 기존의 트러스 모델보다 더 정확히 예측하였으며, 철근능력비, 축력, 전단경간비 및 압축철근비의 영향을 받지 않았다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.23-31
• /
• 2002

이 연구는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동에 미치는 크기효과를 파악하는데 그 목적이 있다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 두께가 서로 다른 부재간의 접합부에서 단면강성이 급변하기 때문에 생기는 국소적인 불연속변형을 고려하기 위한 경계면요소를 도입하였다. 또한, 같은 변위진폭에 있어서의 하중재하 회수에 의한 효과를 고려하였다. 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동에 미치는 크기효과를 규명하기 위해서 실제 규모의 교각과 1/4 축소모델의 거동을 비교, 분석하였다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.175-183
• /
• 1998

고강도콘크리트의 역학적 특성은 그 압축강도의 증가 이외에도 여러 가지 변화를 갖게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 여러 특성의 변화 중 철근과의 부착특성에 관한 해석적 접근을 통하여 고강도콘크리트부재의 부착설계를 위한 이론적인 접근을 시도하였다. 해석의 변수로는 콘크리트의 압축강도, 부착길이 및 피복두께 등 3가지의 변수를 선정하였으며, 해석의 목적은 본 연구에 앞서 실시된 실험의 결과를 예측할 수 있는 단순화된 모델을 개발하고 이를 이용하여 부착실험의 결과를 해석적으로 분석하도록 하였다. 이에 따라 사용된모델은 실험에서 사용한 보단부형 부착시험체의철근과 콘크리트 부착부분의 기하학적 형상을 비교적 실제와 유사하게 모델링시킨 2차원의 평면모델을 사용하였다. 본 연구의 주요결과를 살펴보면 고강도콘크리트의 부착강도는 콘크리트의 피복두께에는 선형으로 비례하게 되나 부착길에는 비례하지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 결고는 기존의 실험결과와도일치하고있으며, 그 원인은 콘크리트의 강성증가에 따라 하중단측에 응력이 집중됨으로써 보통강도콘크리트의 경우와 같이 응력의 균등한 배분을 기대할 수 없기 때문으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.75-84
• /
• 2016

이 연구의 목적은 삼각망 철근상세를 갖는 중실 철근콘크리트 기둥의 성능을 파악하는데 있다. 제안된 철근상세는 경제성과 합리성을 갖으며 공사기간의 단축을 가져올 수 있다. 삼각망 철근상세를 갖는 중실 철근콘크리트 기둥 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 사용된 해석기법은 조사된 실험체에 대하여 하중단계에 따라 성능을 비교적 정확하게 예측하였다. 그 결과 제안된 삼각망 철근상세는 기존 철근상세와 동등 이상의 소요성능을 보임을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제13권5호
• /
• pp.466-475
• /
• 2001

휨항복 후 전단 파괴하는 철근콘크리트 보의 전단 성능 저하가 예측되었다. 휨항복 후 철근콘크리트 보에는 소성 힌지 구간이 형성되며 축방향 변형률이 급격히 증가한다. 축방향 변형률이 급격히 증가함에 따라 콘크리트 유효 압축 강도가 감소하며 철근콘크리트 보의 잠재 전단 강도는 감소한다. 제안된 전단 성능 저하 예측법은 이와 같은 휨항복 후 전단 파괴하는 철근콘크리트 보의 전단 파괴 특성을 고려한 트러스 모델에 기본을 두고 있다. 해석에서는 철근콘크리트 보의 실제 부재 축방향 변형률 $\varepsilon$x 값을 RA-STM에 대입하여 고정한 후에 그 부재의 잠재 전단 강도를 구하였다. 주어진 $\varepsilon$x값의 증가에 의하여 보의 잠재 전단 강도가 휨항복 시의 전단력에 도달할 때의 부재 변형 능력을 그 부재의 최대 연성 능력으로 하였다. 예측된 부재 변형 능력은 보통강도 콘크리트를 사용한 시험체의 부재 변형 능력을 최대 35% 과소 평가하였지만, 그 차이는 전단보강근의 양이 증가함에 따라서 감소하였다. 고강도 콘크리트를 사용한 시험체에 대하여 예측된 부재 변형 능력은 실제 부재 변형 능력을 최대 20% 과대 평가하였다. 철근콘크리트 보의 전단 변형 능력의 예측은 콘크리트의 유효 압축 강도νf ck와 밀접한 관계가 있어 보의 전단 변형 능력을 보다 정확히 예측하기 위해서는 사인장 균열과 직각 되는 방향의 변형률 $\varepsilon$$_1$가 큰 경우의 νf ck 에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.