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콘크리트 손상 모델을 적용한 콘크리트 구조물 구조내력 해석

Numerical Analysis of Load Carrying Capacity of RC Structures Based on Concrete Damage Model

  • 우상균 (한국전력공사 전력연구원 파워시스템연구소) ;
  • 이윤 (대전대학교 토목공학과) ;
  • 이성태 (인하공업전문대학 토목환경공학과)
  • 투고 : 2012.06.07
  • 심사 : 2012.08.03
  • 발행 : 2012.09.30

초록

이 논문에서는 대표적 수치해석에의 균열처리 방법으로 손상모델 기반의 분산균열모델을 체택하여 구조내력을 산정하였다. 또한 전력구 구조물의 실구조 모델링을 위해 3차원 해석방법을 택하였으며 3차원 콘크리트 구성모델로는 현재 3차원 모델중 콘크리트의 다축압축, 인장균열을 효과적으로 모사하는 미소면 모델(Microplane model)을 재료모델로 사용하여 비선형 유한요소해석을 수행하였다. SFRC의 인장연화곡선을 얻기 위해 역해석법을 사용하였으며, 역해석으로 구한 인장연화곡선이 실험결과와 아주 잘 일치함을 보였다. 하중-균열폭 관계를 입력값으로 사용한 역해석 결과와 하중-CMOD 관계를 사용한 역해석 결과는 서로 잘 일치하는 경향을 나타냈다. 이 논문에서는 실험으로부터 측정된 균열폭 데이터와 수치해석시의 손상지수와의 관계를 도출하여으며, 이와 같은 결과는 향후 균열탐사를 통한 구조물의 잔존 구조내력 산정에 적용할 수 있으리라 판단된다.

In this paper, nonlinear analysis for reinforced concrete structure for power transmission line is performed by considering the characteristics of the failure, which are depend on loading conditions and concrete material models. On the numerical evaluation for the failure behavior, the finite element analysis is applied. For the concrete material model, microplane model based on concrete damage is introduced. However, to describe the crack bridging effect of long and short fiber of steel fiber reinforced concrete (SFRC), tensile softening model is suggested and applied for SFRC. An numerical results by finite element technique are compared with the experiment results for box culvert specimen. Comparing on the experimental and analytical results, validity and reliability of numerical analysis are investigated.

키워드

참고문헌

  1. 권용길, 우상균, 한상훈, 송영철, "비국소 손상모델을 이용한 전력구 모형 실험체의 파괴거동 해석", 한국콘크리트학회 2008년도 가을 학술발표회 논문집, 제20권 2호, 2008, pp.225-228.
  2. 양수발전소 터널 구조건전성 평가기법 개발, 한국남동발전, 최종보고서, 2010.
  3. 전력구 구조건전성 평가시스템 개발, 한국전력공사 전력연구원, 최종보고서, 2009.
  4. Chanvillard, G. and Rigaud, S., "Complete characterisation of tensile properties of Ductal UHPFRC according to the French recommendations", Proceeding of the 4th International RILEM Workshop-High Performance Fiber Reinforced Cement Composites(HPFRCC4), 2003, pp.21-34.
  5. Habel, K., Gysler, R., Denari, E., Bruhwiler, E., "A Uniaxial Tensile Test for Advanced Cementitious Materials", Submitted for publication in Materials and Structures, 2002.
  6. Kitsutaka, Y., "Fracture parameters by poly-linear tension softening analysis", Journal of Engineering Mechanics vol. 123, No. 5, 1997, pp.444-450. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1997)123:5(444)
  7. Markovic Ivan, "High-Performance Hybrid-Fibre Concrete-Development and Utilization", Doctorial thesis, Universiteit van Belgrado, Servi, DUP Science, 2006, pp.90-92,
  8. Naaman, A. E., Fisher, G. and Krstulovic-Opara, N., "Measurement of Tensile Properties of Fiber Reinforced Concrete: Draft Submitted to ACI Committee 544", High Performance Fiber Reinforced Cement Composites (HPFRCC5), 2007, pp.3-12.
  9. Uchida, Y. and Kurihara, N., "Determination of tension softening diagrams of various kinds of concrete by means of numerical analysis", FRAMCOS-2, Germany, AEDIFICATION, 1995.