• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.865-868
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• 2006

An experimental investigation was carried out to evaluate the transient strain of concrete at high temperature. Two level of W/B ratio were selected as 46% and 32%. Four level of preload were adopted as 0, 15, 30, 45% of compressive strength. The entire temperature range was between room temperature and $700^{\circ}C$. Based on the test results, transient strain of concrete at high temperature was affected by the compressive strength as well as the preload level.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.59-60
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• 2015

In this study, stress-strain, thermal expansion strain, total strain and high temperature creep strain of ultra-high-strength concrete with compressive strengths of 80, 130, and 180MPa were experimentally evaluated considering elevated temperature and loading condition. Also, transient creep strain has been calculated by using the results of experiment. Experimental coefficient K was proposed with application of non-steady state creep model. It is considered that the experimental results of this study could be baseline data for deformation behavior analysis of ultra-high-strength concrete.

• Computers and Concrete
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• 제1권2호
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• pp.189-209
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• 2004

Several extensions to the Thelandersson phenomenological model for concrete under transient high temperatures are explored. These include novel expressions for the temperature degradation of the elastic modulus and the temperature dependency of the coefficient of the free thermal strain. Furthermore, a coefficient of thermo mechanical strain is proposed as a bi-linear function of temperature. Good qualitative agreement with various test results taken from the literature is demonstrated. Further extensions include the effects of plastic straining and temperature dependent Poisson's ratio. The models performance is illustrated on several simple benchmark problems under uniaxial and biaxial stress states.

• Computers and Concrete
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• 제2권4호
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• pp.249-266
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• 2005

In the present paper a transient three-dimensional thermo-mechanical model for concrete is presented. For given boundary conditions, temperature distribution is calculated by employing a three-dimensional transient thermal finite element analysis. Thermal properties of concrete are assumed to be constant and independent of the stress-strain distribution. In the thermo-mechanical model for concrete the total strain tensor is decomposed into pure mechanical strain, free thermal strain and load induced thermal strain. The mechanical strain is calculated by using temperature dependent microplane model for concrete (O$\check{z}$bolt, et al. 2001). The dependency of the macroscopic concrete properties (Young's modulus, tensile and compressive strengths and fracture energy) on temperature is based on the available experimental database. The stress independent free thermal strain is calculated according to the proposal of Nielsen, et al. (2001). The load induced thermal strain is obtained by employing the biparabolic model, which was recently proposed by Nielsen, et al. (2004). It is assumed that the total load induced thermal strain is irrecoverable, i.e., creep component is neglected. The model is implemented into a three-dimensional FE code. The performance of headed stud anchors exposed to fire was studied. Three-dimensional transient thermal FE analysis was carried out for three embedment depths and for four thermal loading histories. The results of the analysis show that the resistance of anchors can be significantly reduced if they are exposed to fire. The largest reduction of the load capacity was obtained for anchors with relatively small embedment depths. The numerical results agree well with the available experimental evidence.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.627-636
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 폭렬 방지용 보강 섬유로서 폴리프로필렌 섬유를 대신하여 나일론 섬유의 사용이 증가됨에 따라 고온에 노출된 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 폭렬 및 역학적 특성에 관한 실험적 연구가 수행되고 있다. 그러나, 고온을 받은 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트에 관한 연구는 주로 폭렬 특성, 압축강도 및 탄성계수에 대한 평가만이 수행되고 있으며, 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 변형 및 과도 변형과 같은 거동은 평가된 바가 없다. 따라서 이 연구에서는 W/B 0.30~0.15에 따른 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대하여 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 및 과도 변형 등을 평가하였다. 실험 결과, 나일론 섬유는 고온을 받은 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 성능에 특별한 영향을 미치지 않는 것으로 보였으며, 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트는 섬유를 혼입하지 않은 고강도 콘크리트 또는 보통 강도 콘크리트보다 큰 과도 변형을 나타냈다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.723-730
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• 2011

콘크리트 중의 골재가 차지하는 비율은 약 70~80 vol%로서 콘크리트의 고온 역학적 성상에 큰 영향요소로 작용할 수 있다. 이 연구는 고온시 콘크리트의 역학적 특성을 평가하기 위한 일환으로써 다양한 환경조건, 즉 고온조건, 하중조건에 따른 역학적 특성을 비교하기 위하여 목표강도 60 MPa급 보통 골재 및 경량 골재 콘크리트를 대상으로 선정하였다. 사용된 시험체는 ${\phi}100{\times}200mm$로서 상온 압축강도의 0%, 20%, 40% 하중을 재하한 상태에서 고온에 따른 강도, 탄성계수, 열팽창 변형(thermal strain), 전체 변형(total strain), 내력저하수축(transient creep) 등 고온에서의 역학적 특성을 평가하였다. 시험 결과 골재의 열팽창계수가 작은 경량 콘크리트는 열팽창 변형이 일반 골재를 사용한 콘크리트에 비하여 전반적으로 작게 나타났으며, 고온조건인 $700^{\circ}C$에서도 압축강도 저하가 상온강도에 대하여 80% 수준으로 나타났다. 또한 재하에 의한 내력저하수축은 $500^{\circ}C$를 기준으로 콘크리트의 변형을 팽창에서 수축으로 전환시키는 영향요인으로써, 콘크리트와 골재의 열팽창 변형비(concrete /aggregate)가 수축의 경향이 큰 경우 콘크리트의 내력저하가 적은 경향을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.268-276
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• 2001

본 논문은 고온에서의 콘크리트 재료모델을 연구하였다. 콘크리트 응력-변형률 곡선은 온도가 증가함에 따라 그 형태가 변한다. 온도에 따른 콘크리트 재료거동의 변화를 나타내기 위하여 변형된 Saenz 제안식을 이용하여 응력-변형률 관계를 표시하였다. 고온에서의 급격한 변형률의 증가현상을 설명하기 위하여, 콘크리트의 변형률 성분을 순수 열팽창 변형률, 열적크리프 변형률, 과도 변형률 및 역학적 변형률로 구분하여 나타내었다. 열적크리프 변형률은 Baily-Norton의 장기크리프 곡선 식을 수정.제안하여 1축 실험 결과를 온도, 시간 및 응력의 함수로 표현하였고, 또한 유효응력 및 유효변형률 개념을 도입하여 다차원에서도 적용할 수 있는 모델을 제시하였다. 과도 변형률을 제안하여 다공탄성 거동을 가정한 콘크리트 내에 포함된 공극 및 수분의 작용을 역학적 거동의 영향을 분석하고자 하였다. 마지막으로, 본 논문에서 제시한 고온에서의 콘크리트 재료모델을 이용한 해석결과를 실제 화재실험자료와 비교하였다.

• Computers and Concrete
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• 제20권1호
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• pp.85-97
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• 2017

With a special attention to the different stages of a typical loading path travelled in a fluid confined concrete test, this paper introduces a physically consistent model for the stress-strain curve of actively confined normal-strength concrete in the axial direction. The model comprises of the five elements of: (1) a criterion for the peak or failure strength, (2) an equation for the peak strain, (3) a backbone hydrostatic curve, (4) a transient hardening curve linking the point of departure from the hydrostatic curve to the failure point, and finally (5) a set of formulas for the post-peak region. Alongside, relevant details and shortcomings of existing models will be discussed in each part. Finally, the accuracy and efficiency of the proposed model have been verified in a set of simulations which compare well with the experimental results from the literature.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.91-97
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• 2016

초고강도 콘크리트를 이용한 부재의 내화 성능을 검토하기 위해서는 실제부재 단위의 시험에 의한 평가가 요구되고 있다. 그러나 실제부재 실험을 하기 위해서는 재하 능력이 큰 시험 장비가 필요하기 때문에, 재료 모델을 이용한 해석적 연구를 통해 내화 성능을 평가하고 있다. 본 연구에서는 80, 130 및 180 MPa의 초고강도 콘크리트를 대상으로 고온 가열시의 변형 특성을 실험적으로 평가하고 초고강도 콘크리트에 대한 기존 변형 모델의 적용을 검토했다. 그 후, 최소 제곱법에 의해 실험 값과 기존의 변형 모델을 적용한 계산 값의 누적 오차가 가장 작은 상수 값을 도출하고 초고강도 콘크리트에 적용 할 수 있는 변형 모델을 제시했다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제5권3호
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• pp.221-237
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• 1997

This paper presents a new uniaxial material model for rate-sensitive analysis addressing both the transient and steady-state responses. The new model adopts visco-plastic theory for the rate-sensitive response, and employs a three-parameter representation of the overstress as a function of the strain-rate. The third parameter is introduced in the new model to control its transient response characteristics, and to provide flexibility in fitting test data on the variation of overstress with strain-rate. Since the governing visco-plastic differential equation cannot be integrated analytically due to its inherent nonlinearity, a new single-step numerical integration procedure is proposed, which leads to high levels of accuracy almost independent of the size of the integration time-step. The new model is implemented within the nonlinear analysis program ADAPTIC, which is used to provide several verification examples and comparison with other experimental and numerical results. The companion paper extends the three-parameter model to trilinear static stress-strain relationships for steel and concrete, and presents application examples of the proposed models.