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진치섭,차영수,장희석,Jin, Chi Sub,Cha, Young Soo,Jang, Heui Suk 대한토목학회 1989 대한토목학회논문집 Vol.9 No.1
철근콘크리트 쉘의 재료비선형 파괴해석을 위한 프로그램을 개발하여 탄성 및 비탄성 범위에서의 하중-변형 응답과 균열전파를 추적하였다. 면내력과 면외력 사이의 상호작용효과를 고려한 충분할 등매개변수 평판요소를 사용하였으며 전단변형을 고려하기 위하여 Mindlin판 이론을 이용하였다. 해석프로그램의 정당성은 철근콘크리트 쉘 시험체를 해석하고 그 결과와 실험결과를 비교하므로써 확인하였다. A finite element program for material nonlinear fracture analysis of reinforced concrete shell was developed. This method can be used to trace the load-displacement response and crack propagation through the elastic and inelastic ranges. A layered isoparametric flat finite element considering the coupling effect between the in-plane and the bending action was developed. Mindlin plate theory taking account of transverse shear deformation was used. The validity of the present program was proved by comparing the numerical results with Hedgren's experimental data.
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진치섭,장희석,Jin, Chi Sub,Jang, Heui Suk 대한토목학회 1991 대한토목학회논문집 Vol.11 No.1
본 논문에서는 구조물의 응력확대 계수를 균열선단주위에서 정의되는 표면적분법에 의하여 구하는 방법을 연구하였다. 통상의 J적분법을 변형시켜 표면 적분법을 유도하였으며 물체력을 고려하는 경우도 포함시켰다. 유한요소 해석결과를 입력변수로 받아들여 표면적분법으로 응력확대계수 $K_I$과 $K_{II}$를 구하는 프로그램을 작성하였다. 형상비(요소길이/균열길이)가 25% 정도인 요소망에서 본 논문에서 제안한 포물선형태의 평활곡선함수를 사용한 결과, 외측적분반경이 균열길이의 1/3~1 되는 구간에서 비교적 정확한 응력확대 계수가 얻어지는 것을 알수 있었다. The determination of the stress intensity factors is investigated by means of a surface integral defined around the crack tip of the structure. It has been shown in this work that this integral is derived from the standard path integral J. The use of the surface integral has also been extended to the case where body forces act. Computer program obtaining the stress intensity factors $K_I$ and $K_{II}$ is developed, which prepares input variables from the result of the conventional finite element analysis. This paper provides a parabolic smooth curve function. By the use of the function and conventional element meshes in which the aspect ratio (element length/crack length)is about 25 percent, relatively correct $K_I$ and $K_{II}$ values can be obtained for the exterior radius ranging from 1/3 to 1 of the crack length.
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진치섭,엄장섭,Jin, Chi Sub,Eom, Jang Sub 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.5
본 논문에서는 콘크리트 균열 사이의 인장강성 효과를 고려한 임의의 기하하적 형상을 갖는 철근 콘크리트 쉘을 해석하기 위하여 재료비선형 유한요소 프로그램을 작성하였다. 본 논문은 연속적인 컴퓨터 해석으로 탄성, 비탄성 및 극한 범위에서의 철근과 콘크리트의 응력은 물론, 하중-변위 응답과 균열전파를 추적할 수 있었다. 골재억물림과 철근의 다울작용을 포함하는 유효전단계수를 평가하기 위하여 균열상태의 전단유지계수를 도입하였다. 콘크리트는 인장에서는 취성으로 압축에서는 탄소성으로 가정하였다. 콘크리트의 소성거동은 Drucker-Prager 항복기준과 결합유동법칙에 따르는 것으로 가정하였다. 철근은 Von Mises 항복기준으로 가정하였으며 등가의 두께를 가지는 철근층으로 모델화 하였다. 수치해석을 위하여는 증분형접선강성도 방법을 사용하였다. 수치예제를 제시하여 본 연구결과를 Hedgren의 실험 결과와 Lin의 수치해석과 비교하였다. In this study, material nonlinear finite element program is developed to analyze reinforced concrete shell of arbitrary geometry considering tension stiffening effects. This study is capable of tracing the load-deformation response and crack propagation, as well as determining the internal concrete and steel stresses through the elastic, inelastic and ultimate ranges in one continuous computer analysis. The cracked shear retention factor is introduced to estimate the effective shear modulus including aggregate interlock and dowel action. The concrete is assumed to be brittle in tension and elasto-plastic in compression. The Drucker-Prager yield criterion and the associated flow rule are adopted to govern the plastic behavior of the concrete. The reinforcing bars are considered as a steel layer of equivalent thickness. A layered isoparametric flat finite element considering the coupling effect between the in-plane and the bending action was developed. Mindlin plate theory taking account of transverse shear deformation was used. An incremental tangential stiffness method is used to obtain a numerical solution. Numerical examples about reinforced concrete shell are presented. Validity of this method is studied by comparing with the experimential results of Hedgren and the numerical analysis of Lin.
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진치섭,이홍주,Jin, Chi Sub,Lee, Hong Ju 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.5
파괴역학에서 최근의 연구들은 균열체의 강도를 해석함에 있어서 균열선단 주위의 탄성 에너지 해방용, 균열확장력 그리고 응력장의 특성 등에 대한 지식을 요구하고 있다. 이런 연구들의 주안점은 에너지율, 응력장 그리고 탄성이방성체의 여러가지 경우들을 설명하는 데 있다. 철근콘크리트, 목재, 박층구조 그리고 각각의 방향으로 성질을 가지는 탄성체들은 대부분 직교이방성이다. 본 연구에서는 균열선단에 특이요소를 사용하고 균열선단 부근에서 아주 세밀한 요소를 사용하여 직교이방성 탄성체의 응력확대계수를 결정 하였다. 본 연구에서 응력확대계수를 구하기 위해 변위상관법을 사용하였으며 타 논문의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다. Recent work in the mechanics of fracture points out the desirability of a knowledge of the elastic energy release rate, the crack extension force, and the character of the stress field surrounding a crack tip in analyzing the strength of cracked bodies. The objective of this work is to provide a discussion of the energy rates, stress fields and the like of various cases for anisotropic elastic bodies which might be of interest. Reinforced concrete, wood, laminates, and some special types of elastic bodies with controlled grain orientation are often orthotropic. In this paper, determination of the stress intensity factors(SIFs) of orthotropic plane elastic body using crack tip singular element and fine mesh in near the crack tip is performed. A numerical method in this paper was used by displacement correlation method. A numerical example problem of an orthotropic cantilevered single edge cracked elastic body subjected to shear loading was analyzed, and the results of this paper are in good agreement with those of the others.
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철근콘크리트판의 비선형 파괴 유한요소 모델에 관한 연구
진치섭,차영수,엄종옥,Jin, Chi Sub,Cha, Young Soo,Eom, Jong Uk 대한토목학회 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.3
사하중과 단조 활하중을 받고 있는 철근콘크리트판에 대한 일반적인 유한요소 해석방법을 개발하였다. 이 방법을 통하여 탄성, 비탄성 및 극한범위에서 하중-변형 응답과 균열전파를 추적할 수 있었고 또한 응답 경로를 통하여 콘크리트와 철근의 내부응력을 결정할 수 있었다. 면내응력과 휨응력간의 상호작용을 고려하는 층분할된 8 절점 등매개변수 요소를 개발하였다. 수치해를 구하는 방법은 접선증분 강성도법을 이용하였다. 본 해법에 대한 유효성을 검토하기 위하여 다른 해석결과들과 비교하였다. A general finite element method is developed to analyze reinforced concrete plates under dead loads and monotonically increasing live loads. This method can be used to trace the load-deformation response and crack propagation through elastic, inelastic and ultimate ranges. The internal concrete and steel stresses can also be determined for any stage of the response history. A layered 8 node isoparametric element taking account of coupling effect between the membrane and the bending action is developed. An incremental tangent stiffness method is used to obtain a numerical solution. Validity of the method is studied by comparing the numerical solutions with other results.
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