부착슬립을 고려한 철근콘크리트 구조체의 비선형 거동해석Nonlinear Analysis of RC Structures Considering Bond-Slip Effect

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This study introduces a numerical model that can simulate the nonlinear behavior of reinforced concrete (RC) structures subject to monotonic loading. Based on the force equilibrium and strain compatibility conditions, a criterion to consider the tension- stiffening effect is proposed using the concept of average stresses and strains. To avoid defining the relation between shear stress and shear strain, a distributed steel model based on the rotating crack model is used to describe the crack angle according to crack propagation. In particular, the bond-slip behavior of embedded reinforcing bars, dominantly developed with the occurrence of cracking at the end face in a beam or column, is taken into account by defining the relation between the steel stress and bond-slip. The consideration of the bond-slip effect makes it possible to precisely simulate the cracking behavior of shear dominant and/or axial loaded RC structures, as these structures accompany a large amount of slip behavior with an increase in nonlinear deformation. Finally, correlation studies between analytical results and experimental studies are conducted to establish the validity of the proposed boundary spring element model.
이 논문에서는 단조증가 하중에 대하여 철근콘크리트 구조체의 비선형 거동 해석 모델을 소개하고 있다. 힘의 평형과 변 형률 접합조건에 따라 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 인장강화효과(tension-stiffening effect)를 고려한 규준을 제안 하였다. 회전균열모델을 사용함으로써 불필요한 전단응력과 전단변형률 관계의 정의를 피하였고, 균열의 진전에 따른 균열각 을 모사하기 위해 분포철근모델을 사용하였다. 특히, 보나 기둥의 끝 단에서 주로 발생하게 되는 균열에 의한 배근된 철근 의 부착슬립 효과는 철근응력과 부착슬립과의 관계를 정의함으로써 고려하였다. 철근콘크리트 구조체가 비선형 변형이 증가 하여 많은 슬립이 발생하기 때문에, 전단이 주로 발생하거나 축력을 받는 철근콘크리트 구조체의 균열 거동은 부착슬립 효 과를 고려함으로써 정확하게 모사할 수 있다. 이 논문에서는 제안된 경계 스프링 요소(boundary spring element) 모델의 정확성을 검증하기 위하여 해석적 결과와 실험적 결과를 비교하여 평가하였다.
Publisher
대한토목학회
Issue Date
2007-05
Keywords

bond-slip; nonlinear analysis; boundary spring element; plane stress; tension-stiffening

Citation

대한토목학회논문집, Vol.27, No.3A, pp.401-412

URI
http://hdl.handle.net/10203/22345
Appears in Collection
CE-Journal Papers(저널논문)

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