• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.259-262
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• 2009

지진이나 충돌 등과 같은 동적 하중은 하중 속도에 따라 재료의 파괴 거동이 변하기 때문에 하중 속도는 하중의 위치나 크기와 더불어 재료의 파괴 거동을 결정짓는 중요한 요소 중 하나이다. 특히 콘크리트와 같은 취성재료의 경우 재료의 속도 의존적 거동에 의해 가해진 하중으로부터 발생된 균열의 형상이나 진행 형태가 변하므로 전체 구조물의 거동에도 큰 영향을 끼친다. 따라서 취성재료를 이용한 속도 의존적 파괴 거동에 관한 연구는 그 중요성에 의해 다양한 방법으로 진행되어져 왔으나, 해석을 통한 빠른 하중에서의 파괴 거동 해석은 대부분 무시되어왔다. 하지만 최근 폭발과 같은 매우 빠른 하중에서의 재료의 파괴 거동 대한 관심이 증대되고 있고, 그에 관한 연구의 필요성도 점차 커지고 있다. 따라서 본 연구에서는 irregular lattice model의 하나인 rigid-body-spring networks(RBSN)를 이용하여 취성 재료의 파괴 거동해석에 적합한 수치 해석 모델을 개발하였다. 동적 해석을 위해 각 요소에 질량을 부여하고, 각 요소의 거동은 시간 적분에 의하여 계산된다. 이를 이용하여 빠른 하중에서의 취성 재료의 파괴 거동 특성을 분석하고 기존 실험과의 비교를 통해 수치 해석 모델의 타당성을 입증하였다.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2001.03a
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• pp.57-64
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• 2001

암석-콘크리트 불연속면의 전단변형 및 파괴특성을 규명하기 위해 상부 재료를 콘크리트로, 하부 재료를 암석으로 하는 규칙.불규칙 톱니형 시료와 인공 절리시료를 제작하여 실험실 직접전단시험을 실시하였다. 전단과정 동안 하중과 변위 외에 미소파괴음의 계수와 에너지를 측정하여 전단과정의 단계별 특징을 규명하였고 미소파괴음 음원추적을 실시하여 불연속면에서의 거칠기 파괴부분의 변화를 고찰하였다. 또한 암석 불연속면과 암석-콘크리트 불연속면의 거동을 비교하고 거칠기의 불규칙성 증가에 따른 전단거동의 변화를 관찰하였다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.8 no.6
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• pp.205-212
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• 1996

This paper presents progressive fracture analysis of concrete using boundary element method and its stabilizing technique. To determine ultimate strength and to predict nonlinear behavior of concrete during progressive crack growth, the modelling of fracture process zone is done based on Dugdale-Barenblatt model with linear tension-softening curve. We regulate displacement and traction boundary integral equation of solids including crack boundary and analyze progressive fracture of concrete beam and compact tension specimen. Also a numerical technique which considers the growth of stress-free crack of concrete during the analysis and removes snapback of postpeak behavior is proposed.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.6
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• pp.157-164
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• 1997

최근 손상된 구조물에 탄소섬유쉬트 보강공법이 많이 사용되고 있다. 탄소섬유쉬트 보강에 따른 휨내력의 증진이 이루어지기 위해서는 보와 탄소섬유쉬트의 일체거동이 이루어져야 하며, 쉬트단부에서 부착파괴가 발생하지 않아야 한다. 따라서 이번 실험에서는 탄소섬유쉬트의 보강매수에 따른 부착파괴의 거동을 살펴보았다. 전시험체에서 부착파괴가 발생하였으며 부착파괴가 발생한 하중의 크기는 보강매수에 관계없이 비슷하였다. 부착파괴의 거동은 순수부착파괴와 피복박리파괴로 구분될 수 있었으며 부착응력은 단부에서 집중현상이 나타났고 집중된 응력의 크기는 15.39~41.42kg/$\textrm{cm}^2$로 나타났다. 정착길이내의 평균부착응력은 6.85~8.99kg/$\textrm{cm}^2$으로서 평균 7.38kg/$\textrm{cm}^2$이고 이 값은 이론치인 6.19kg/$\textrm{cm}^2$보다 약간 높으며 설계부착응력인 6kg/$\textrm{cm}^2$에 부합되는 것으로 나타났다. 따라서 설계부착응력 6kg/$\textrm{cm}^2$은 정착길이의 설계시 합리적 값으로 평가되었다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.4 no.4
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• pp.1-11
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• 1984

Developed is a nonlinear fracture theory which can model the complex fracture behavior of concrete. This theory is based on the nonlinear behavior due to progressive microcracking and strain-softening in the fracture process zone of concrete cracks. The simplified realistic fracture model which preserves the same fracture energy for the different fracture process zone widths is also derived. By modeling fracture through stress-strain behavior, the effect of compressive stresses parallel to the crack plane can be easily taken into account. The comparisons of the present theory with valuable fracture test data available in the literature show good agreements, and the existing linear theory exhibits in many cases large deviations from the actual test results. A simple approximate formula for the fracture energy of concrete which should, be necessary for the fracture analysis of concrete structures is derived. Finally, the application of fracture theory to reinforced concrete and the necessity of further research are discussed.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.3
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• pp.179-187
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• 1997

콘크리트는 여러 구성 성분들이 불규칙적인 배열을 이루어 형성된 복합재료이지만, 과거에는 이 재료를 하나의 단종재료로 간주하여 해석하였기 때문에, LEFM에서 사용되는 파괴인성계수만으로는 콘크리트의 파괴역학적 접근이 어렵다는 것 이외에는 파괴인성계수들의 크기의존성에 대한 이유라든가, 실험을 통해서 관측된 구조물 두께 방향으로의 서로 다른 깊이의 균열 진행 현상에 대해서는 설명하기가 어려웠다. 따라서 본 연구는 콘크리트를 하나의 복합재료로써 각각의 구성요소들이 차지하고 있는 체적비 및 배열상의 효과를 고려하여 복합재료의 파괴거동을 해석하고, 구성재료의 수와 파괴인성계수와의 상관관계를 분석하였다. 각각의 구성요소들을 연립변형모드( SD mode)로 배열시킨 조건에서 복합재료역학개념에 입각하여 해석한 결과, 일반적으로 실험이나 비선형파괴역학 해석과 같이 하중-변위곡선 상단부에서 비선형 거동이 관측되었다. 또한 임계응력확대계수( $K_IC$)나 파괴에너지($G_r$)는 구성원의 수나 보의 크기에 대해서 거의 무관한 값을 나타내지만, 임계군열선단개구변위 ($CTOD_c$)는 크기에 영향을 받음을 보여 주었다. 균열의 진행속도는 균열이 진행될수록 감소하며, 파괴인성이 작은 구성원에서부터 균열이 발생되어 결과적으로 보의 두께 방향으로 서로 다른 크기의 균열길이가 생성됨이 관측되었다.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.04a
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• pp.297-300
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• 2008

This study focuses on the evaluation of efficiency of the explicit FEM program LS-DYNA to predict the failure behavior of reinforced concrete. Analysis variables of reinforced concrete beams were longitudinal bar ratio, shear steel ratio and span-depth ratio. Failure behavior of reinforced concrete beams was approximately simulated by LS-DYNA.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.2
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• pp.133-144
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• 1997

Concrete plasticity models fol the analysis of reinforced concrete members in plane stress are studied. The proposed plasticity model for reinforced concrete provides a unified approach combining plasticity theory and damage models. It addresses strength mhancement under rnultiaxial compression. and tensile cracking damage. The model uses multiple failure criteria for compressive crushing and tensile cracking. For tensile cracking behavior. rotating-crack and fixed-crack plasticity models are compared. As crushing failure criterion, the Drucker-Prager and the von Mises models are used for comparison. The model uses now and existing damnge models fbr tension softening, tension stiffening. and compression softening dup to tensilt. cracking. Finite element analyses using the unified method are compatxd with existing rxpcrimcntal r.esults. To vei.ify the proposcd crushing and cracking plasticity models, the experiments have load capacities govc11.nc.d either by compressive crushing of'concrete or by yi~lding of' reinforcing steel.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.7 no.2
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• pp.59-68
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• 1987

Several series of fracture tests were conducted to explore the fracture characteristics and to determine the fracture energy of concrete. A stable three-point bend test was employed to generate the load-deflection curves. The fracture energy may then be calculated from the area under the complete load-deflection curve. The initial notch-to-beam depth ratio (${\alpha}_0$/H) was varied from zero to 0.6. The prediction formula for the fracture energy of concrete is also derived and is found to depend on the tensile strength and aggregate size. The proposed fracture energy formula can be used for the fracture analysis of concrete structures. The present study also devises an equivalent crack length concept to predict the maximum failure loads of concrete beams. A simple formula for the equivalent crack length is proposed.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.14 no.6
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• pp.109-116
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• 2010

Three-dimensional finite element model for analysis of reinforced concrete members was developed in order to investigate the prediction of bending and shear failure of reinforced concrete beams. A failure surface of concrete in strain space was newly proposed in order to predict accurately the ductile response of concrete under multi-axial confining stresses. Cracking of concrete in triaxial state was incorporated with considering the tensile strain-softening behavior of cracked concrete as well as the cracked shear behavior on cracked surface of concrete caused by aggregate interlocking and, dowel action. By correlation study on failure types of bending and shear of beams, current finite element model was well simulated not only the type of ductile bending failure of under-reinforced beams but also the type of brittle shear failure of no-stirruped reinforced concrete beam.