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강·콘크리트 경계면의 비선형성에 따른 합성구조체 거동(I) -비선형 경계면 모델에 따른 매개변수 연구-
정연주,정광회,김병석,Jeong, Youn Ju,Jung, Kwang Hoe,Kim, Byung Suk 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.5
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. As the load is increased on the steel-concrete composite structure, its interface begins to show nonlinear behavior due to the reduction of interaction, micro-crack, slip and separation, and it causes slip-softening, Therefore, it is essential to consider the partial-interaction analysis technique. Until now, however, full-interaction or, in some instances, the linear-elastic model, which are insufficient to simulate accurate behavior, are assumed in the analysis of composite structure since the analysis method and nonlinear model for interface are very difficult and complicated. Therefore, the design of composite structure is followed by the experimental method which is inefficient-because a number of tests have to be carried out according to the design environments. In this study, we carried out the nonlinear analysis according to various interface nonlinear models by interaction magnitude, and analyzed more accurate structural behavior and performance by maximum tangential traction and slip-softening at the interface. As a result of this study. we were able to prove that the nonlinear model of interface more exactly represents behavior after yielding, such as ultimate load: that initial tangential stiffness of interface has a significant effect on the yielding load of structural members or part: and that the maximum tangential traction and slip-softening mainly effects structural yielding and ultimate load. Therefore, the structural performance of composite structure is highly dependent on the steel-concrete interface or interaction, which may result in initial tangential stiffness, maximum tangential traction and slip-softening in nonlinear model.
강·콘크리트 경계면의 비선형성에 따른 합성구조체 거동 (II) -강·콘크리트 경계면의 거동 특성-
정연주,정광회,김병석,Jeong, Youn Ju,Jung, Kwang Hoe,Kim, Byung Suk 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.5
본 논문에서는 강 콘크리트 경계면에 대한 비선형 해석 모델을 바탕으로 합성 구조체에 대한 비선형 구조해석을 실시하여 강 콘크리트 경계면을 모사한 인터페이스 요소에 발생하는 접선응력선 상대슬립 분포 등 합성 구조체의 경계면 거동 특성을 해석적으로 규명하였다. 연구결과 본 논문의 해석 모델인 합성 바닥판에서는 T형강-콘크리트 경계면 보다는 하부강판-콘크리트 경계면에서 접선응력의 증가가 빠르게 나타났으며, 하부강판-콘크리트 경계면에서도 인장부보다는 중립부 경계면에서 접선응력의 증가가 빠르게 진행되었다. 횡방향으로는 하중재하 위치에서 외부 측면으로 갈수록 접선응력이 완화되는 현상을 나타내었으며 종방향으로는 중앙부에서 최소, 지지점에서 $0.6{\sim}0.7L$ 지점에서 최대를 나타냈으며 이후 지지점으로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었고, 하층이 증가하면서 경계면의 파괴가 최고 접선응력지점에서 전체영역으로 점차 확대되는 경향을 나타내었다. 이상의 연구결과는 합성 구조체의 경계면의 거동 특성과 하중전달 메카니즘을 이해하고 합리적인 전단연결재 설계를 위한 바탕을 제공할 것으로 기대된다. 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.
이정우 ( Lee Jung-woo ),구현본 ( Koo Hyun-bom ),정연주 ( Jeong Youn-ju ),정광회 ( Jung Kwang-hoe ),박성용 ( Park Sung-yong ),김병석 ( Kim Byung-suk ) 한국구조물진단유지관리공학회 2001 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.5 No.2
The voided slab have many advantages, light weight, high load-distribution capacity, low cost and beautiful appearance, etc. But, they have also many cracks due to difficulties in designs and construction, analysis, shrinkage, installation and rising force of voided tube. This paper presents the retrofit effects with steel plate of RC voided slab. As a results of this study, it proved that the strip pattern has to be profitable than full-face pattern in performance such as crack, ultimate loads, and welding(V-cut) has to be efficient than anchors in steel plate connection. Retrofit length has many influence on retrofit effects, as the length increases, performance and stability of end blocks higher. Also, it proved that the retrofit on full-section has to be profitable than voided-section in performance, and the Kinds of anchor has not influence on retrofit effects.