보의 비선형 해석프로그램의 개발에 있어서 변형연화현상을 고려해 주기 위하여 한점의 변위를 점증시키면서 구조물의 나머지 변위와 가해지는 하중들을 구하는 변위제어법을 사용하였으며, 신속한 결과의 도출을 위하여 단면의 성질인 모멘트-곡률 곡선을 이용하였다. 이때 변형연화현상으로 인하여 요소길이에 따라 같은 구조물일지라도 해석결과가 다르게 나타나는데 이 점을 보완해 주기 위해서 파괴에너지 개념을 도입하여 모멘트-곡률 곡선을 보정하였으며, 비선형 해석을 보다 단순화시키기 위하여 과다철근보에 대해서는 탄성-연화, 과소철근보에 대해서는 탄성-소성-연화로 선형화된 모델을 사용하였다. 이러한 본 해석프로그램을 이용하여 실험된 철근콘크리트 보들을 해석한 결과 보의 하중-처짐 곡선은 실험결과와 거의 일치함을 보였다.
The focus of this study is on the structural behaviour of reinforced concrete beams in which basalt fiber and SBR latex were added and the cement was partially replaced with 10% of hypo sludge. Eight different mixes of reinforced beam specimens were tested under static loading behaviour. The experiments showed, the structural behaviour with features such as load-deflection relationships, crack pattern, crack propagation, number of crack, crack spacing and moment curvature. A stress-strain relationship to represent the overall behavior of reinforced concrete in tension, which includes the combined effects of cracking and mode of failure along the reinforcement, is proposed. The structural behaviour results of reinforced concrete beams with various types of mix were tested at the age of 28 days. The investigation revealed that the flexural behaviors of hypo sludge reinforced concrete beams with addition of basalt fiber and SBR latex was higher than that of control concrete reinforced beam. The specimen (LHSBFC) with 10% hypo sludge, 0.25% Basalt fiber and 10% SBR latex showed an increase of 5.08% load carrying capacity, 7.6% stiffness, 3.97% ductility, 31.29% energy dissipation when compared to the control concrete beam. The analytical investigation using FEM shows that it was in good agreement with the experimental investigation.
An analytical model incorporating bending and shear behavior is presented to predict the lateral loading characteristic for rectangular hollow columns. The moment-curvature relationship for the rectangular hollow sections of a column is firstly determined. Then the nonlinear lateral load-displacement relationship for the hollow column can be obtained accordingly. In this model, thirteen constitutive laws for confined concrete and five approaches to estimate the shear capacity are used. A series of tests on 12 model hollow columns aimed at the seismic shear behavior are reported, and the test data are compared to the analytical results. It is found that the analytical model reflects the experimental results rather closely.
In reinforced concrete structure, it is very important to secure ductile performance of column because the columns become brittle failure and cause the collapse of an entire structure and the damage of human life. This study is intending to seek the quantity of transverse steels in square reinforced concrete columns which is derived from moment-curvature analysis of cross section about various arrangements of transverse steel and the ratio of axial force and to propose the design method to secure the sufficient ductile behavior subjected to complex loading.
본 논문에서는 푸쉬오버해석을 통해 철근콘크리트 중간모멘트골조의 반응수정계수를 확인하기 위하여 5층 구조물을 KBC2009에 맞게 구조설계 하였다. 보 및 기둥 부재의 휨모멘트-곡률 관계는 화이버 모델로 확인하였으며 보-기둥 접합부 모멘트-회전각 관계는 Simple and Unified Joint Shear Behavior Model과 보-기둥 접합부 모멘트 평형관계를 이용하여 확인하였다. 푸쉬오버해석 결과 보-기둥 접합부 비탄성 전단거동을 무시하는 경우 구조물의 강도가 과대평가 되었다. 반응수정계수는 내진설계범주 C에 대하여 설계한 경우 평균 7.78, 내진설계범주 D에 대하여 설계한 경우 평균 3.64로 평가되었다.
이 논문에서는 철근 부식을 촉진시킨 휨 부재의 4점 재하 재하실험을 통하여 철근 지름 및 부식률의 변화에 따른 처짐과 곡률 및 균열모멘트의 변화를 측정하는 실험을 수행하였다. 부식률은 중량비로 0%, 2%, 5% 및 10%로 변화하였으며, 철근의 지름은 각각 10mm, 13mm 및 19mm로 하였다. 실험 결과에 따르면 처짐에 대한 철근 지름의 영향은 크지 않았으며, 철근의 부식률이 2%를 초과하는 경우 부식되지 않은 철근을 가진 부재에 비하여 처짐이 증가하고 균열모멘트가 감소하는 경향을 확인하였다. 이는 부식된 철근에 대한 직접인발 시험과 동일한 경향을 보이는 것이며, 철근의 부식률이 크지 않은 경우 휨거동에 대한 부식의 영향이 크지 않음을 의미한다. 또한, 철근이 부식된 철근콘크리트 부재의 처짐량을 산정하기 위하여 부식률에 따른 균열모멘트의 변화를 반영하는 처짐 보정계수를 도출하고 실험결과를 통하여 그 적용성을 확인하였다.
이 논문에서는 하이브리드 강섬유로 보강된 콘크리트의 부재의 휨강도를 예측하기 위한 수치해석기법을 제시하였다. 이를 위해 휨을 받는 하이브리드 강섬유 보강 콘크리트 실험과 수치해석연구를 수행하였다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 인장연화특성은 구조적 거동에 매우 중요한 역할을 하며, 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 하중-균열개구변위 실험결과를 반영하여 가상균열모델에 근거한 역해석에 의해 인장연화모델링을 수행하였다. 제안기법에 의한 콘크리트 보의 모멘트-곡률 수치해석결과를 실험결과와 비교하였으며, 수치해석결과와 실험결과는 전반적으로 잘 일치하고 있다. 따라서, 제안기법에 의해 강섬유 보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 합리적으로 예측할 수 있다고 판단된다.
An analytical method to predict the flexural behavior of composite girder is presented in which the early-age properties of concrete are specified including maturing of elastic modulus, creep and shrinkage. The time dependent constitutive relation accounting for the early-age concrete properties is derived in an incremental format by expanding the total form of stress-strain relation by the first order Taylor series with respect to the reference time. The sectional analysis calculates the axial and curvature strains based on the force and moment equilibriums. The deflection curve of the box girder approximated by the quadratic polynomial function is calculated by applying to the proper boundary conditions in the consecutive segments. Numerical applications are made for the 3-span double composite steel box girders which is a composite bridge girder filled with concrete at the bottom of the steel box in the negative moment region. The one dimensional finite element analysis results are compared with those of the three dimensional finite element analysis and the analytical method based on the sectional analysis. Close agreement is observed among the three methods.
This paper is aimed to investigate structural performance of flexural members enlarged with epoxy mortar at soffit. Main test variables are steel ratio and interface treatment method and six test beams are tested to investigate the effect of each test variables on maximum load capacity, load-deflection and moment-curvature relationship, interface behavior and failure mode. Test results show that section enlarged beams can carry almost same load of the monolithic beams with same size and the flexural stiffness and cracking moments are increased about 2.5 times and 50 to 70%of failure moment in comparison with same sized control beam, respectively. However, deflections and curvatures are decreased at the same load and interface fractures are not discovered at the ultimate load.
Kim, Seung-Hun;Lee, Ae-Bock;Han, Byung-Chan;Ha, Sang-Su;Yun, Hyun-Do
Structural Engineering and Mechanics
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제18권4호
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pp.493-516
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2004
This paper addresses the behavior and strength of structural walls with a concrete compressive strength exceeding 69 MPa. This information also enhances the current database for improvement of design recommendations. The objectives of this investigation are to study the effect of axial-load ratio on seismic behavior of high-strength concrete flexural walls. An analysis has been carried out in order to assess the contribution of deformation components, i.e., flexural, diagonal shear, and sliding shear on total displacement. The results from the analysis are then utilized to evaluate the prevailing inelastic deformation mode in each of wall. Moment-curvature characteristics, ductility and damage index are quantified and discussed in relation with axial stress levels. Experimental results show that axial-load ratio have a significant effect on the flexural strength, failure mode, deformation characteristics and ductility of high-strength concrete structural walls.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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