• 제목/요약/키워드: compressive stress-strain curve

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혼화재를 다량 치환한 경량 및 보통중량 콘크리트의 압축피로 특성 평가 (Evaluation on Fatigue Performance in Compression of Normaland Light-weight Concrete Mixtures with High Volume SCM)

  • 문재성;양근혁
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.354-359
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    • 2014
  • 이 연구의 목적은 혼화재 다량 치환 경량 및 보통중량 콘크리트의 압축 피로 특성 평가이다. 사용된 결합재는 시멘트 30%, 플라이애쉬 20%, 고로슬래그 50%이다. 콘크리트의 설계 압축강도는 40MPa 이다. 반복하중은 최대 응력비가 정적 콘크리트 압축강도의 75%, 80% 및 90%와 최소 응력비가 정적 강도의 10% 범위에서 1Hz의 속도로 가력하였다. 실험결과 혼화재 다량 치환 경량콘크리트의 피로수명은 혼화재 다량치환 보통중량 콘크리트에 비해 다소 낮았다. 최대응력에서의 피로변형률 값은 피로수명의 약 90% 이후부터 정정 응력-변형률 곡선의 하강부와 교차하였다.

Constitutive Modeling of Confined Concrete under Concentric Loading

  • Lee, Cha-Don;Park, Ki-Bong;Cha, Jun-Sil
    • KCI Concrete Journal
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    • 제13권1호
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    • pp.69-78
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    • 2001
  • The inelastic behavior of a reinforced concrete columns is influenced by a number of factors : 1) level of axial load, 2) tie spacing, 3) volumetric ratio of lateral steel, 4) concrete strength, 5) distribution of longitudinal steel, 6) strength of lateral steel, 7) cover thickness, 8) configuration of lateral steel, 9) strain gradient, 10) strain rate, 11) the effectively confined concrete core area, and 12) amount of longitudinal steel. A new constitutive model of a confined concrete is suggested in order to investigate the nonlinear behavior of the reinforced concrete columns under concentric loading. The developed constitutive model for the confined concrete takes into account the effects of effectively confined area as well as the horizontal and longitudinal distributions of the confining pressures. None of the existing models incorporated these two main effects at the same time. A total of different six constitutive models for the behavior of the confined concrete under concentric compression were compared with the sixty-one test results reported by different researchers. The superiority of the developed model in its accuracy is demonstrated by evaluating the error function, which compares the weighted averages for the sum of squared relative differences in peak compressive strength and corresponding strain, stress at strain equal to 0.015, and total area under stress-strain curve up to strain equal to 0.015.

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탄소섬유보강콘크리트의 일축압축재하시의 역학적 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Mechanical Properties of Carbon Fiber Reinforced Concrete under Uni-Axial Compression Loading)

  • 부척량;김화중;이상재
    • 콘크리트학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.55-64
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    • 1990
  • 구조재료로서 섬유보강콘크리트의 사용이 증가와 더불어 그 자체의 역학적 특성에 대한 더많은 지식이 필요해지고 있다. 본 논문은 단조하중과 반복압축하중을 받을 때 탄소섬유보강콘크리트의 거동에 대한 실험 결과를 나타낸다. 그 결과등은 (1)CFRC는 콘크리트 매트릭스에 섬유를 증가시킴으로써 큰크리트 매트릭스이 강도를 개선시키고 있다. (2) 콘크리트 매트릭스에 섬유를 증가시키는 것은 그 자체의 응력도-변형도 응답에 대해서 실질적인 변화를 가져왔었다. 이 변화는 응력도-변형에도 주목할 정도로 연성이 증가되는 특성이 나타나고 있다. (3) CFRC의 반복하중하에서의 거동은 보통콘크리트에 비해서 더욱 많은 안정성을 가지고 있다. 높은 섬유혼입은 응력도-변형도 곡선에서 곳선하강곡선이 보다 완만하게 나타나고 있다. 이것은 재료의 더 높은 연성의 결과이다.

0.4 wt% Ni을 첨가한 W 활성소결체의 고온압축 특성 연구 (High Temperature Compressive Properties of Tungsten Activated Sintered Pare Prepared by 0.4 wt.% Ni-doped Tungsten Powder Compacts)

  • 이승익;김순욱;박영삼;문인형
    • 한국분말재료학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.307-314
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    • 2002
  • The high temperature deformation behavior of the activated sintered W powder compacts was investigated. The W compact showed the relative density of 94% with the average W grain size of $23\mutextrm{m}$ by activated sintering at $1400^{\circ}C$ for 1 hour. Compression tests were carried out in the temperature range of $900-1100^{\circ}C$ at the strain rate range of $10^{0}$/sec - $10^{-3}$/sec. True stress-strain curve and microstructure exhibited the grain boundary brittleness which was dependent on the compression test temperature. The activated sintered W compact showed that the maximum stress as well as the strain at the maximum stress was abruptly decreased as the test temperature increase from $900^{\circ}C$ to 1000 and $1100^{\circ}C$ regardless of the strain rate. The discrepancy of the microstructure in the specimen center was obviously observed with the increase of the test temperature. After compression test at $900^{\circ}C$ the W grain was severely deformed normally against the compression axis. However, after compression test at $1000^{\circ}C$ and $1100^{\circ}C$ the W grain was not deformed, but the microcrack was formed in the W grain boundary. The Ni-rich second phase segregated along the W grain boundary could be partly unstable over $900^{\circ}C$ and affect the poor mechanical property of the activated sintered W compact.

Implementation of double scalar elastic damage constitutive model in UMAT interface

  • Liu, Pan Pan;Shen, Bo
    • Computers and Concrete
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    • 제27권2호
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    • pp.153-162
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    • 2021
  • This paper aims to simulate the isotropic elastic damage theory of Liu Jun (2012) using the self-programmed UMAT subroutine in the interface of ABAQUS. Liu Jun (2012)'s method based on the mechanic theory can not be used interactively with the currently commonly used finite element software ABAQUS. The advantage of this method in the paper is that it can interact with ABAQUS and provide a constitutive program framework that can be modified according to user need. The model retains the two scalar damage variables and the corresponding two energy dissipation mechanisms and damage criteria for considering the tensile and compressive asymmetry of concrete. Taking C45 concrete as an example, the relevant damage evolution parameters of its tensile and compressive constitutive model are given. The study demonstrates that the uniaxial tensile stress calculated by the subroutine is almost the same as the Chinese Concrete Design Specification (GB50010) before the peak stress, but ends soon after the peak stress. The stress-strain curve of uniaxial compression calculated by the subroutine is in good agreement with the peak stress in Chinese Concrete Design Specification (GB50010), but there is a certain deviation in the descending stage. In addition, this paper uses the newly compiled subroutine to simulate the shear bearing capacity of the shear key in a new structural system, namely the open-web sandwich slab. The results show that the damage constitutive subroutine has certain reliability.

Study on properties of geopolymer-polyurethane sponge composite

  • Chen, Zhilei;Lee, Sang-Jin
    • Journal of Ceramic Processing Research
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    • 제19권5호
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    • pp.419-423
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    • 2018
  • A newly conceived geopolymer composite was fabricated by a combination of the geopolymer and polyurethane sponge. The density and porosity of hardened geopolymer composite, corresponded to different pore sizes of polyurethane sponge, exhibited no significant differences from each other. However, the mechanical behavior, the compressive strength and flexural strength, showed slight differences accordingly. Fracture of the geopolymer composite exposed to high compressive load was not observed from all specimens containing polyurethane sponge. The toughness enhancement of the geopolymer composite, due to spontaneous elasticity of polyurethane sponge, crack spread, and crack diffraction, was identified through the stress-strain curve and microstructure of fracture surface. The newly designed geopolymer composite having a 3-dimensional sponge skeleton showed relatively higher flexural strength of 8.0 MPa than other conventional geopolymer composites.

무시멘트 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트의 배합에 따른 재료 역학적 특성 (Synthesis and Mechanical Properties of Alkali-Activated Slag Concretes)

  • 송진규;이강석;한선애;김용인
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.1005-1008
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    • 2008
  • 본 연구에서는 시멘트의 대체재로써 고로슬래그를 사용한 무시멘트 알칼리 활성화 고로슬래그 콘크리트의 배합에 따른 기본적인 역학적 특성에 대해 파악하였다. 압축강도에 영향을 줄 수 있는 변수를 기존의 모르터 연구 및 예비 실험을 통해 설정한 후 배합하여 1, 3, 7, 28, 56, 91일의 압축강도를 측정하였다. 압축강도 실험에서 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트는 OPC(보통 포틀랜드 시멘트) 콘크리트에 비해 초기 강도가 빠르게 발현되었으며, 특히 1, 3일 강도는 OPC 콘크리트보다 약 $1.5{\sim}3$배 정도 높게 나타났다. 응력-변형률 관계에서는 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트는 최대 응력 이후에 변형률이 $0.0020{\sim}0.0025$에서 콘크리트의 파괴가 급격히 발생하였으며, 규산나트륨을 많이 첨가한 경우 고강도 콘크리트처럼 취성적 파괴를 보였다.

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강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 인장 특성 실험 연구 (An Experimental Study on Tensile Properties of Steel Fiber-Reinforced Ultra High Strength Concrete)

  • 양인환;박지훈;이재호
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.279-286
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    • 2019
  • 본 연구에서는 기준압축강도 180MPa의 강섬유 보강 초고강도 콘크리트(UHSC)의 인장 특성에 관한 실험 연구를 수행하였다. 부피비 1%의 강섬유를 혼입하여 직접인장강도 시편과 3점 하중재하 휨 실험을 위한 프리즘 시편을 제작하였다. 제작된 시편은 균열 유도를 위하여 시편 중앙에 노치를 설정하였으며, 각 평가방법에 따라 실험을 수행하였다. 우선, 콘크리트의 균열 후 거동 특성을 파악하기 위하여 직접인장강도 실험을 수행하여 응력-변형률 곡선을 분석하였으며, 3점 하중재하 휨 실험을 통하여 하중-CMOD 곡선을 얻고, 역해석을 수행하여 응력-변형률 곡선을 분석하였다. 직접인장강도 실험과 3점 하중재하 휨 실험의 인장거동 특성은 유사하게 나타났다. 또한, SC 구조설계지침에서 제시하고 있는 인장응력-변형률 곡선 모델링을 수행하고, 측정값과 예측값의 비교분석을 수행하였다. 재료감소계수가 1.0일 때, 변형률이 0.02일 때까지 예측값은 측정값과 유사하게 나타나지만, 재료감소계수가 0.8일 때, 예측값은 측정값의 최소값에 근접한다. 또한, 변형률이 0.02를 초과하는 구간에서는 SC 구조설계지침에 의한 예측값이 측정값을 과소평가한다.

압축하중 및 전계 인가에 따른 PIN-PMN-PT 단결정의 33-모드 유전 및 압전특성 (The 33-mode Dielectric and Piezoelectric Properties of PIN-PMN-PT Single Crystal under Stress and Electric Field)

  • 임재광;박재환;이정호;이상구
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.91-96
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    • 2020
  • Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3계 압전 단결정의 유전특성과 압전특성을 전계 및 압축응력 인가 조건 하에서 33-모드 방식으로 측정하였다. 110~140℃ 영역에서 저온 rhombohedral 구조에서 고온 tetragonal 구조로의 상전이가 관찰되었으며, cubic 구조로 변화하는 큐리온도는 165℃ 정도로 나타났다. 압축응력 및 전계 변화에 따른 분극의 크기변화를 측정하였다. 전계인가 분극 곡선의 기울기로부터 비유전율을 계산하였고, 인가되는 응력의 크기가 증가할수록 계산된 비유전율의 크기는 증가하고, 인가되는 전계의 크기가 증가할수록 비유전율의 크기는 감소하는 경향성을 나타내었다. 압축응력 및 전계 변화에 따른 변위 거동을 측정하였으며, 곡선의 기울기로부터 압전상수를 계산하였고 압력인가에 따른 상전이를 확인하였다. 수중 또는 의료용 초음파 발진자로 실제 응용할 경우 선형성을 유지하여 구동이 가능하기 위하여 소자 기구물을 형성하는 단계에서 인가하게 되는 압축응력의 크기와 구동 전계의 DC 바이어스의 크기를 적절하게 설계할 필요가 있다.

강섬유보강콘크리트의 내화성에 관한일실험 (Fire Resistance Test of Steel Fiber Reinforced Concrete)

  • 윤재환
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.19-26
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    • 1987
  • In this study, fire resistance of steel fiber reinforced concrete was investigated Cylindrical and prismatic specimens made of Ordinary Portland Cement plain concrete and steel fiber reinforced concrete were exposed to heating in accordance with a standard time-temperature curve as specified in KS·F22 57, method of fire resistance test for structural parts of buildings, the period of heating was 1 hour and 2 hours. After the fire resistance test, mechanical properties of specimens such as compressive and bending strength, stress-strain curve, static and dynamic modulus of elasticity and bending toughness were investigated. Also the cracks and spallings of the specimens were observed. From the test results, it was confirmed that steel fiber reinforced concrete has a excellent fire resistance than plain concrete in the view of higher residual strength of concrete and smaller crackings because of steel fibers in concrete.

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