Analytical Study on the Strain Localization of Concrete

콘크리트의 변형률국소화에 관한 해석적 연구

Localization of concrete is a phenomenon such that the deformation of concrete is localized in finite region with softening behavior and it governs ultimate load of concrete. In this Paper, concrete under strain localization was modeled with localization region and non-localization region and lc~calization behavior was formulated based on averaging concept of heterogeneous material. By using the formulation, the localization phenomena of concrete under uniaxial loadings were well predicted. The analytical results show that size of localization region of concrete under uniaxial compression is three times of maximum aggregate size and the size effect of concrete is well predicted. The use of tension-softening curve obtained from direct tension test is suitable for well prediction of localization of concrete under uniaxial tension.

콘크리트의 국소화현상은 콘크리트의 연화거동에 수반되어 변형이 국부적으로 집중되는 현상으로 콘크리트 구조물의 극한하중을 지배한다. 본 연구에서는 연화거동에 따른 변형률국소화현상을 일으키는 콘크리트를 국소영역과 비국소영역으로 나누어 모형화하였으며 불균질재료의 평균화개념을 이용하여 콘크리트의 국소화거동을 정식화하였다. 본 연구에서는 정식화된 모형을 사용하여 일축압축 및 일축인장하중을 받는 콘크리트의변형의 국소화 현상을 재현하였으며, 제안된 모형이 일축하중하의 콘크리트의 국소화거동을 잘 재현할 수 있음을 실제 실험결과와의 비교를 통하여 검증하였다. 해석결과로부터 일축압축하중하의 콘크리트의 국소영역의 크기는 콘크리트의 최대골재치수의 3배가 적당하고, 시편의 길이에 따른 콘크리트의 크기효과도 재현할 수 있음을 보였다. 또한 제안된 모형식에 직접인장시험에서 구해진 인장연화곡선의 사용이 일축인장하의 콘크리트의 국소화현상을 잘 표현하는데 적합함을 알 수 있었다.