• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제36권4호
• /
• pp.447-461
• /
• 2010

Fiber reinforced polymer (FRP) bars have been widely used as reinforcement for concrete structures. However, under elevated temperatures, the difference between the transverse coefficients of thermal expansion of FRP rebars and concrete may cause the splitting cracks of the concrete cover. As a result, the bonding of FRP-reinforced concrete may not sustain its function to transfer load between the FRP rebar and the surrounding concrete. The current study investigates the cracking resistance of FRP reinforced concrete against the thermal expansion based on a mechanical model that accounts for the tensile softening behavior of concrete. To evaluate the efficacy of the proposed model, the critical temperature increments at which the splitting failure of the concrete cover occurs and the internal crack radii estimated are compared with the results obtained from the previous studies. Simplified equations for estimating the critical temperature increments and the minimum concrete cover required to prevent concrete splitting failure for a designated temperature increment are also derived for design purpose.

• 소성∙가공
• /
• 제10권1호
• /
• pp.35-41
• /
• 2001

The high temperature deformation behavior of SCM 440 can be characterized by the hot torsion test in the temperature ranges of $900^{\circ}C$~$1100^{\circ}C$ and strain rate ranges of 0.05/sec~5/sec. The aim of this paper is to establish the quantitative equation of the volume fraction of dynamic recrystallization (DRX) as a function of processing variables, such as strain rate ($\varepsilon$), temperature (T), and strain ('$\varepsilon$). During hot deformation, the evolution of microstructure could be analyzed from work hardening rate ($\theta$). For the exact prediction of dynamic softening mechanism the critical strain ($\varepsilon_c$), the strain for maximum softening rate ($\varepsilon^*$ and Avrami' exponent (m') were quantitatively expressed by dimensionless parameter, Z/A, respectively. The transformation-effective strain-temperature curve for DRX could be composed. It was found that the calculated results were agreed with the experimental data for the steel at any deformation conditions.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
• /
• pp.217-222
• /
• 1999

Usually, the failure of quasi-brittle materials is numerically difficult to describe because of the localization process with softening behavior. In this study, ADLE(Axial Deformation Link Elements) with stochastic material properties are developed to simulate the quasi-brittle material failure behavior. The ADLE method is adopted both Fictitious Crack Model and stochastic method to implement the fracture behavior with the localization behavior of quasi-brittle materials. The main objective of this paper is to show the mash independency and the capability of ADLE for the failure behavior of a quasi-brittle materials.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.101-110
• /
• 2014

팽창재는 콘크리트의 건조/자기수축으로 인한 균열에 매우 효과적인 혼화재료이며 콘크리트 내부 철근에 화학적 프리스트레스를 인가할 수 있다. 본 논문에서는 CSA 팽창재에 의해 화학적 프리스트레스가 도입된 모르타르의 인장경화성능을 평가하였다. 철근으로 내부구속이 이루어진 철근 모르타르 시편에 대하여 일축인장시험을 수행하였으며, 균열거동 특성과 인장경화 특성을 분석하였다. CSA 모르타르에서는 압축강도 및 탄성계수는 약간 감소하였으나, 화학적 압축응력이 철근에 도입되었으며, 일반 모르타르 부재에 비해 167.5% 초기균열하중이 증가하였다. 높은 인장경화특성을 평가하였으며, 기존의 인장연화모델과 실험값을 비교하여 기존 제안식의 보완점을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.61-70
• /
• 2008

지표면 침하량, 침하 기울기 그리고 터널주변의 지반 변위에 대한 관리와 예측은 도심지 저토피 터널의 설계와 시공에서 주요한 인자가 된다. 저토피 터널에서의 굴착에 따른 변형 해석은 터널 측벽부에서 지표부까지 발달하는 전단대의 변형특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 2차원 실내 터널 모형실험과 전단 탄성계수 및 강도 정수의 저하를 고려한 변형률 연화모델 해석을 통하여 미고결 저토피 터널에서의 굴착으로 인한 변형 거동 특성을 규명해 보았다. 변형률 연화모델을 이용한 수치해석과 모형 터널 실험과의 비교에서 지표면 침하, 천단침하 그리고 전단대의 발달형태에서 부합되는 결과가 나타났다. 본 연구에서 변형률 연화모델은 저토피 터널의 비선형 변형해석에 대하여 적용성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.421-424
• /
• 2008

초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 역학특성은 높은 인장강도와 균열 이후의 높은 연성발현을 들 수있다. 본 연구에서는 섬유혼입률의 변화에 따른 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화 특성을 시험적으로 규명하고, 시험결과를 토대로 FEM 해석을 통해 변형성능을 정확하게 추정할 수 있는 인장 연화모델을 구축하고자 하였다. 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장거동은 강섬유의 혼입률에 관계없이 일정한 값의 초기강성을 나타내었으며, 강섬유의 혼입률이 증가할수록 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 휨인장강도는 증가하고 연화거동은 취성적인 것으로 나타났다. 노치낸 보에 대한 3점 휨실험 결과를 토대로 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화곡선을 얻기 위해 Uchida 등이 제안한 역해석법을 사용하였으며, 섬유혼입률과 임계균열폭의 함수로서 인장연화모델을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제15권5호통권66호
• /
• pp.499-507
• /
• 2003

합성 구조체에서 강 콘크리트 경계면은 하중이 증가함에 따라 합성작용 저하, 미세균열, 슬립 및 분리등으로 나타내어 부분합성에 적합한 해석기법이 필요하다. 그러나 경계면을 고려하는 해식방법과 경계면 비선형 해석 모델 구성의 어려움으로 지금까지 합성 구조체에 대한 해석적 연구는 경계면 거동을 완전합성, 또는 선형-탄생으로 가정하여 정확한 거동 규명이 어려웠다. 따라서 합성 구조체의 설계는 대부분 실험적 방법에 의존하였지만 이것은 사용환경에 따라 매번 실험을 수행해야 하는 비효율성이 있다. 본 논문에서는 합성작용의 변화에 따른 다양한 강-콘크리트 경계면의 비선형 해석 모델을 바탕으로 하여 최대 접선응력과 슬립-연화 현상에 따르는 보다 정밀한 구조성능과 거동 특성을 규명하였다. 연구결과 경계면에 대한 비선형 모델은 최대하중 등과 같은 행복 이후의 거동을 보다 정확하게 나타내며, 이때 인터페이스의 초기 접선강성은 부재의 항복하중에, 최대 접선응력과 슬립-연화 합성 구조체의 최대하중과 같은 항복이후 거동에 주로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 협성 구조체의 구조성능은 강-콘크리트 경계면의 합성작용, 즉 인터페이스 요소의 초기 접선강성, 최대 접선응력과 슬립-연화현상에 크게 의존적인 것으로 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제16권6호
• /
• pp.44-51
• /
• 1998

It is well known that the fine bainitic microstructure obtained by TMCP(thermo-mechanical control process) secures the high toughness of base metal. Besides, TMCP steel is very suitable for high heat input in welding as it has low carbon equivalent. In HAZ, however, the accelerated cooling effect imparted on the matrix by the weld thermal cycles is relieved and thus the weldment of TMCP steel has softening zone which shows low fracture toughness compared with base metal. Therefore, PHWT of weldment is carried out to improve the fracture toughness in weldment of TMCP steel which has softening zone. In this study, the effects of PWHT on the weldment of AH36-TMCP steel are investigated by the small punch (SP) test. From the several results such as SP energy and displacement at room temperature, the behavior of transition curves, the fracture strength at -196$^{\circ}C$, distribution of (DBTT)sp and (DBTT)sp, the PWHT condition of A.C. after 85$0^{\circ}C$-1 sec W.C. was suitable condition for recovering a softening zone of HAZ as welded.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.185-193
• /
• 1995

The softening behaviors of concrete have been the object of numerous experimental and numerical studies, because the load carrying capacity of cracked concrete structure is not zero. Numerical studies are devoted to the investigation of three-dimensional softening behaviors of concrete on the basis of a viscoplastic theory, which may be able to represent the effects of plasticity and also of rheology. In order to properly describe material behaviors corresponding to different stress levels, two surfaces in stress space are adopted; one is a yield surface, and the other is a failure or bounding surface. When a stress path reaches the failure surface, it is considered that the softening behaviors are initiated as micro-cracks coalesce and are simulated by assuming that the actual strain increments in the post-peak region are less than the equivalent viscoplastic strain increment. The experimental studies and the finite element analyses have been carried out under the displacement control. Numerically simulated results indicate that the model is able to predict the essential characteristics of concrete behaviors such as the non-linearity, stiffness degradation, different behaviors in tension and compression, and specially dilatation under uniaxial compression.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제83권4호
• /
• pp.435-449
• /
• 2022

Constitutive modeling that could reasonably predict and effectively evaluate the post-peak structural behavior while eliminating the mesh-dependency in numerical simulation remains to be developed for general engineering applications. Based on the previous work, a simple one-dimensional modeling procedure is proposed to predict and evaluate the post-peak response, as characterized by the evolution of localized strain field, of a steel member to monotonically uniaxial tension. The proposed model extends the classic one-dimensional softening with localization model as introduced by (Schreyer and Chen 1986) to account for the localization length, and bifurcation and rupture points. The new findings of this research are as follows. Two types of strain-softening functions (bilinear and nonlinear) are proposed for comparison. The new failure criterion corresponding to the constitutive modeling is formulated based on the engineering strain inside the localization zone at rupture. Furthermore, a new mathematical expression is developed, based on the strain rate inside and outside the localization zone, to describe the displacement field at which bifurcation occurs. The model solutions are compared with the experimental data on four low-carbon cylindrical steel bars of different lengths. For engineering applications, the model solutions are also compared to the experimental data of a cylindrical steel bar system (three steel bars arranged in series). It is shown that the bilinear and nonlinear softening models can predict the energy dissipation in the post-peak regime with an average difference of only 4%.