• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.30 no.3
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• pp.215-222
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• 2017

In order to evaluate a stress state of concrete according to the change of tensile force of prestressed beam, improved nonlinear resonant ultrasonic spectroscopy(NRUS) method is proposed. This technique is advantageous to evaluate the stress state in initial state because the method shows much higher sensitivity than existing linear ultrasonic methods. The NRUS technique measure a nonlinearity parameter, which is calculated from the resonant frequency shift of ultrasonic wave related to the medium state, and the result is also closely related to the stress state of concrete. In this study, the nonlinearity parameter was measured with the change of tensile force to verify the close relationship between the two factors, and the effect of repetitive load cycle on the change of nonlinearity parameter was analyzed. In addition, sensitivity comparison with the linear ultrasonic pulse velocity method was performed. Through the experimental results, the possibility of NRUS technique for the evaluation of stress state in prestressed beam was confirmed.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.293-308
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• 1999

이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.10 no.3
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• pp.219-226
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• 1998

본 연구에서는 경량콘크리트보의 거동을 연구하는데 적용될 수 있는 비선형해석이 나타나있다. 콘크리트에 대한 2축 실험 자료를 사용하여 경량콘크리트의 구성모델을 만들었다. 구성모델에서 콘크리트의 비선형성은 주응력비에 따른 강도증감계수와 탄성계수의 변화에 따른 비선형저감계수를 사용하여 나타내었다. 유한요소 모델해석에서 콘크리트는 8절점을 가진 사각형요소로 하고 철근은 1차원 선형요소로 가정하여 해석하였다. 유한요소해석으로부터 얻어진 수치해석결과와 실험실에서 행한 실험결과를 비교하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.4A
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• pp.267-279
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• 2009

A numerical model that can simulate the nonlinear behavior of ultra high strength fiber reinforced concrete (UHSFRC) structures subjected to monotonic loading is introduced. The material properties of UHSFRC, such as compressive and tensile strength or elastic modulus, are different from normal strength reinforced concrete. The uniaxial compressive stress-strain relationship of UHSFRC is designed on the basis of experimental result, and the equivalent uniaxial stress-strain relationship is introduced for proper estimation of UHSFRC structures. The steel is uniformly distributed over the concrete matrix with particular orientation angle. In advance, this paper introduces a numerical model that can simulate the tension-stiffening behavior of tension part of the axial member on the basis of the bond-slip relationship. The reaction of steel fiber is considered for the numerical model after cracks of the concrete matrix with steel fibers are formed. Finally, the introduced numerical model is validated by comparison with test results for idealized UHSFRC beams.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.15 no.5 s.66
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• pp.509-518
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• 2003

In this study, we carried out nonlinear analysis according to various interface nonlinear models by interaction magnitude, and analyzed interface behavior such as distribution of tangential traction and relative slip in steel-concrete composite structure. As a result of this study, tangential traction and relative slip of interface is rapidly increased at the steel plate-concrete interface, especially at the neutral region, rather than tensile, as opposed to the T beam-concrete interface. In transverse direction, it has gradually reduced to go outside from loading position. In longitudinal direction, it was minimum at the central region near the loading point, maximum at 0.6-0.7L from support and gradually reduced as it nears support. Moreover, as the load is increased, the failure of interface gradually expands from the maximum tangential traction position to the entire region. It is expected to provide fundamentality for interface behavior and load-carrying mechanism, and for the design of bending and shear connection of steel-concrete composite structure.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 1993.04a
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• pp.219-224
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• 1993

본 연구는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각제 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 판 및 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하나의 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본연구에서의 수치실험에 의하여 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할 때의 변위가 고려하지 않을 때의 변위에 비해 크게 나타남을 알 수 있다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.8 no.6
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• pp.223-234
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• 1996

The purpose of this paper is to present an analysis method by using the finite element method which can exactly analyze load-deflection relationships, crack propagations. and stresses and strains of reinforcements, tendons, and concrete in behaviors of elastic. inelastic and ultimate ranges of reinforced and prestressed concrete slabs under monotonically increasing loads. For t h i s purpose, the m a t e r i a l and geometric nonlinearities are taken into account in this study. The total Lagrangian formulation based upon the simplified Von Karman strain expressions is used to take into account the geometric nonlinearities of the structure. The material nonlinearities are taken into account by comprising the tension, compression. and shear models of cracked concrete and models for reinforcements and tendons in the concrete : and also a so-called smeared crack model is incorporated. The reinforcements and t,endons are assumed to be in a uniaxial stress state and are modelled as smeared layers of equivalent thickness. For the verification of application and validity of the method proposed in this paper, several numerical examples are analyzcd and compared with experimental results. As a result, this method can successfully predict the nonlinear and inelastic behaviors throughout the fracture of reinforced and prestressed concrete slabs.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.6
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• pp.129-137
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• 1997

본 논문의목적은 단조증가하중을 받는 강판 및 탄소섬유 sheet 로 보강된 철근콘크리트 단순보의 역학적 거동특성을 규명하기 위한 것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 단부응력해석이 고려된 비선형 해석프로그램을 개발하였으며, 적용된 재료비선형모델은 콘크리트인 경우 tensile strain softening이 고려된 응력-변형율선도, 철근과 강판에 대해서는 bilinear 모델, 그리고 탄소섬유 sheet에 대해서는 완전탄성체의 모델이 적용되었다. Debonding 에 대해서는 보강재 단부의 전단응력에 의한 콘크리트박리하중을 Roberts의 해석적방법을 수정하여 계산하였다. 또한 개발된 프로그램은 실험결과 및 ADINA에 의한 해석결과와 비교하였으며, 보강단면 등에 따른 거동을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.7 no.2
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• pp.69-77
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• 1987

A finite element method has been developed to study the material nonlinear analysis of reinforced concrte structures. Concrete behavior under the biaxial state of stress is represented by a nonlinear constitutive relationship which incorporates tensile cracking, tensile stiffening effect between cracks and the strain-softening phenomenon beyond the maximum compressive strength. The concrete model used is based upon nonlinear elasticity by assuming concrete to be an orthotropic material and modeled as equivalent uniaxial stress-strain constitutive relationship using equivalent uniaxial strain. The streel reinforcement is assumed to be in a uniaxial stress state and is modeled as a bilinear, elasto-plastic material with strain hardening approximating the Bauschinger effect. In plane stress state, R.C. beams is modeled as a quadratic element that has two degrees of freedom in each node. And this results of finite element analysis are compared with the experimential results of midspan deflection, stresses and strains.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.1
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• pp.35-50
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• 2000

본 논문에서는 반복하중을 받는 철근 콘크리트 쉘구조물의 해석을 위한 비선형 유한요소 해법을 제시하였다 유한 요소로서는 충상화기법을 이용한 부재회전강성도를 갖는 4절점 평면 쉘요소가 개발되었다 두께 방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 충상화기법이 도입되었다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트중에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였으며 철근에 대해서는 1축 응력상태로가정하여 등가의 분산 분포된 철근량으로 모델화하였다 구성모델은 재하, 제하 그리고 재재하과정을 포함하여 요소는 반복하중하에서 철근콘크리트 쉘의 거동을 파악할 수 있다 신뢰성 있는 실험결과와 비교를 통하여 본 논문의 해석방법이 반복하중을 받는 철근콘크리트 쉘구조의 비선형 해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.