• 제목/요약/키워드: ACI model

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Creep analysis of CFT columns subjected to eccentric compression loads

  • Han, Bing;Wang, Yuan-Feng;Wang, Qian;Zhang, Dian-Jie
    • Computers and Concrete
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    • 제11권4호
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    • pp.291-304
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    • 2013
  • By considering the creep characteristics of concrete core under eccentric compression, a creep model of concrete filled steel tubes (CFT) columns under eccentric compressive loads is proposed based on the concrete creep model B3. In this proposed model, a discrete element method is introduced to transform the eccentric loading into axial loading. The validity of the model is verified by comparing the predicting results with the published creep experiments results on CFT specimens under compressive loading, together with the predicting values based on other concrete creep models, such as ACI209, CEB90, GL2000 and elastic continuation and plastic flow theory. By using the proposed model, a parameters study is carried out to analysis the effects of practical design parameters, such as concrete mix (e.g. water to cement ratio, aggregate to cement ratio), steel ratio and eccentricity ratio, on the creep of CFT columns under eccentric compressive loading.

크리프 예측 영향요인 검토 및 국내 건설현장 콘크리트 배합을 고려한 크리프 예측 모델식 제안 (Investigation on Factors Influencing Creep Prediction and Proposal of Creep Prediction Model Considering Concrete Mixture in the Domestic Construction Field)

  • 문형재;석원균;구경모;이상규;황의철;김규용
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.503-510
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    • 2019
  • 최근 RC 구조물의 건설기술에서는 콘크리트의 크리프에 대한 검토가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 콘크리트의 크리프 예측 및 국내 건설현장의 크리프 결과에 영향을 미치는 요인을 검토했다. 크리프 테스트 기간이 길고 압축 강도가 높을수록 크리프 예측 정확도가 높아졌다. 경화 온도가 높을수록 콘크리트의 초기 강도가 높아지지만 크리프 계수의 차이는 시간이 지남에 따라 증가했다. 국내 건설현장 및 실험실에서의 크리프 평가 결과를 기반으로 ACI-209모델을 보완하는 수정 된 예측 모델을 제안했다. 일반~고강도 콘크리트를 사용한 실제 부재의 크리프 예측에서는 테스트 기간과 온도를 정확하게 고려해야한다.

고강도 콘크리트 보에서 Tension Stiffening 모델을 이용한 실험적 연구 및 평가 (Experimental Study and Evaluation of Tension Stiffening Model in High Strength Concrete Beams)

  • 신대환;조은선;김민숙;김희철;이영학
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.45-53
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    • 2014
  • 강도 한계상태 설계에서는 균열이 일어난 이후 철근콘크리트 부재의 인장영역에서 철근이 모든 인장력을 부담하는 것으로 가정한다. 그러나 균열 사이의 콘크리트가 실제 콘크리트 부재에서는 특히 사용하중 수준에서의 어느 정도의 인장 응력을 견디는데, 일조 하는 것으로 보고 있다. 이러한 효과를 Tension stiffening 효과라 한다. 본 연구에서는 Tension stiffening 모델과 고강도 철근 콘크리트 보의 휨 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 유효성을 평가 하고자 한다. 이를 통해 선정 된 6가지의 Tension stiffening 모델과 실험에 의한 모멘트-곡률, 하중-처짐등을 관계를 평가하였다. 실험결과 설계기준에서는 ACI 318이 Tension stiffening 모델에서는 Owen & Damjanic이 실험 값과 가장 적은 오차율을 보이며 높은 신뢰도를 보였다.

콘크리트의 인장강성을 고려한 RC보의 공칭비틀림강도 (Torsional Resistance of RC Beams Considering Tension Stiffening of Concrete)

  • 박창규
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.24-32
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    • 2002
  • 전단문제에서는 일부 설계기준(AASHTO 1994)에 이미 수정압축장이론이 도입되었다. 그리고 현행 콘크리트 설계기준에는 콘크리트의 전단강도가 철근의 전단강도와 합하여 공칭전단강도를 계산하고 있다. 그러나 최근에 개정된 콘크리트설계기준에는 콘크리트의 비틀림강도가 공칭비틀림강도 계산에서 누락되었다. 콘크리트의 인장응력은 비록 크기가 작으나 균열후에 균열사이의 콘크리트에 존재한다. 그러나 휨과 비틀림문제에서는 균열 후 콘크리트의 인장강성은 생략되고 있다. 역학적으로 콘크리트보의 비틀림거동은 전단거동과 매우 유사하다. 그러므로 균열 후 콘크리트의 비틀림강도를 철근콘크리트 보의 공칭비틀림강도의 계산에 포함시켜야 한다. 본 논문에서는 콘크리트의 평균주인장응력이 이루는 콘크리트의 비틀림강도를 횡방향 비틀림철근의 비틀림강도와 함께 공칭비틀림강도를 구성함을 밝혔으며, 이의 타당성을 검증하기 위해 개정 전후의 ACI 의 설계기준에 의한 공칭비틀림강도와 함께 실험값과 비교하였다. 그 결과 본 논문이 제안한 모델에 의한 공칭비틀림강도가 가장 좋은 결과를 보였다.

설계기준강도 60~80MPa급 고강도콘크리트의 재료 특성 및 크리프 예측모델식 제안 (Suggestion of the Prediction Model for Material Properties and Creep of 60~80MPa Grade High Strength Concrete)

  • 문형재;구경모;김홍섭;석원균;이병구;김규용
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.517-525
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    • 2018
  • 초고층 RC구조물 건설은 콘크리트 크리프에 대한 반영이 반드시 검토되어야 한다. Fck60~80MPa를 적용하는 국내 초고층 건축물에 대하여 각종 역학적 특성과 양생조건(Dried/Sealed)별 크리프에 대해 검토하였다. Sealed 조건에서의 압축강도 및 탄성계수는 Unsealed 조건에 비해 약 5% 높게 나타났으며, 시간이 지날수록 차이가 크게 나타났다. 크리프 계수의 경우 Unsealed 조건에서 Sealed 조건 대비 2~3배 높게 평가되었고, ACI 209 모델을 보완한 수정 예측 모델의 경우 수직부재(코어월 및 메가칼럼)에서의 장기재령 예측식으로 적용하였다. 향후 실제 부재에서 측정되는 다양한 데이터를 바탕으로 최적 크리프 모델에 대해 보완 및 제안할 예정이다.

Prediction of the shear capacity of reinforced concrete slender beams without stirrups by applying artificial intelligence algorithms in a big database of beams generated by 3D nonlinear finite element analysis

  • Markou, George;Bakas, Nikolaos P.
    • Computers and Concrete
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    • 제28권6호
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    • pp.533-547
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    • 2021
  • Calculating the shear capacity of slender reinforced concrete beams without shear reinforcement was the subject of numerous studies, where the eternal problem of developing a single relationship that will be able to predict the expected shear capacity is still present. Using experimental results to extrapolate formulae was so far the main approach for solving this problem, whereas in the last two decades different research studies attempted to use artificial intelligence algorithms and available data sets of experimentally tested beams to develop new models that would demonstrate improved prediction capabilities. Given the limited number of available experimental databases, these studies were numerically restrained, unable to holistically address this problem. In this manuscript, a new approach is proposed where a numerically generated database is used to train machine-learning algorithms and develop an improved model for predicting the shear capacity of slender concrete beams reinforced only with longitudinal rebars. Finally, the proposed predictive model was validated through the use of an available ACI database that was developed by using experimental results on physical reinforced concrete beam specimens without shear and compressive reinforcement. For the first time, a numerically generated database was used to train a model for computing the shear capacity of slender concrete beams without stirrups and was found to have improved predictive abilities compared to the corresponding ACI equations. According to the analysis performed in this research work, it is deemed necessary to further enrich the current numerically generated database with additional data to further improve the dataset used for training and extrapolation. Finally, future research work foresees the study of beams with stirrups and deep beams for the development of improved predictive models.

콘크리트의 인장강성을 고려한 RC보의 비틀림 해석 (Torsional Analysis of RC Beam Considering Tensile Stiffening of Concrete)

  • 박창규
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.167-172
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    • 2002
  • Nonlinear analysis of the reinforced concrete beam subjected to torsion is presented. Seventeen equations involving seventeen variables are derived from the equilibrium equation, compatibility equation, and the material constitutive laws to solve the torsion problem. Newton method was used to solve the nonlinear simultaneous equations and efficient algorithms are proposed. Present model covers the behavior of reinforced concrete beam under pure torsion from service load range to ultimate stage. Tensile resistance of concrete after cracking is appropriately considered. The softened concrete truss model and the average stress-strain relations of concrete and steel are used. To verify the validity of Present model, the nominal torsional moment strengths according to ACI-99 code and the ultimate torsional moment by present model are compared to experimental torsional strengths of 55 test specimens found in literature. The ultimate torsional moment strengths by the present model show good results.

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수치해석에 의한 직매형 앵커기초의 인장 설계기준 평가 (Tensile Design Criteria Evaluation of Cast-In-Place Anchor by Numerical Analysis)

  • 장정범;서용표;이종림
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.209-216
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    • 2004
  • Numerical analysis is carried out to identify the appropriateness of the design codes that is available for the tensile design of fastening system at Nuclear Power Plant (NPP) in this study. This study is intended for the cast-in-place anchor that is widely used for the fastening of equipment in Korean NPPs. The microplane model and the elastic-perfectly plastic model are employed for the quasi-brittle material like concrete and for the ductile material like anchor bolt as constitutive model for numerical analysis and smeared crack model is employed for the crack and damage phenomena. The developed numerical model is verified on a basis of the various test data of cast-in-place anchor. The appropriateness of both ACI 349 Code and CCD approach of CEB-FIP Code is evaluated for the tensile design of cast-in-place anchor and it is proved that both design codes give a conservative results compared with real tensile capacity of cast-in-place anchor.

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국내 FCM교량에 사용되는 고성능 콘크리트의 크리프에 관한 유동학적 모델 (Rheological Model of Creep for FCM Bridges Made Use of HPC)

  • 김재기;이주하;윤영수
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.433-436
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    • 2003
  • This paper proposes rheological creep and shrinkage model of FCM bridges made for HPC about 40Mpa. The proposed model separates time dependent part with characteristic material part and regards main variable as elastic modulus, which represents material characteristic and history. To find parameters of the model, we had creep, shrinkage and basic material tests about four FCM bridges. All specimens were tested with same condition, after 3days, 28days and 90days of curing. Also, exposed condition and closed condition were separately given to compare the data of each bridge. Finally, all creep data of four FCM bridges were compared to proposed rheological model and other proposed world code models, AASHTO, ACI, CEB-FIP, JSCE and etc.

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평균변형률을 이용한 RC보의 비틀림 해석 (Torsional Analysis of RC Beam Using Average Strains)

  • 박창규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.157-165
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    • 2002
  • Nonlinear analysis of the reinforced concrete beam subjected to torsion is presented. Seventeen equations involving seventeen variables are derived from the equilibrium equation, compatibility equation, and the material constitutive laws to solve the torsion problem. Newton method was used to solve the nonlinear simultaneous equations and efficient algorithms are proposed. Present model covers the behavior of reinforced concrete beam under pure torsion from service load range to ultimate stage. Tensile resistance of concrete after cracking is appropriately considered. The softened concrete truss model and the average stress-strain relations of concrete and steel are used. To verify the validity of present model, the nominal torsional moment strengths according to ACI-99 code and the ultimate torsional moment by present model are compared to experimental torsional strengths of 55 test specimens found in literature. The ultimate torsional moment strengths by the present model show good results.