영상 분석 기법을 이용한 RC 부재의 항복 후 휨 거동 분석(I): 압축부를 중심으로
Evaluation on the Bending Behavior After Yield of RC Beam by Using Image Processing Method(I): Focused on the Compressive Part
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초록
철근콘크리트 구조물의 설계 방법으로 한계상태설계법이 적용되면서 해석이나 설계 시 극한상태까지 고려하도록 하고 있다. 실제로 철근콘크리트 부재가 휨을 받을 때 전단철근에 의한 구속 효과가 존재하지만, 설계 시에는 비구속 콘크리트의 재료 곡선을 적용하도록 하고있다. 본 연구에서는 휨 부재에 대한 구속콘크리트 모델의 적합성을 평가하기 위하여 복철근 직사각형 단면을 가지는 RC 단순보에 대하여 4점휨 실험을 수행하였고, 영상분석기법을 이용하여 부재의 항복 후 거동을 상세하게 분석하였다. 상세한 분석을 위하여 DIC 기법을 영상분석 기법으로써 채택하였고, 기존 계측 방법과 계측 결과를 비교함으로써 DIC 기법의 타당성을 검증하였다. DIC 기법의 결과로 산출된 콘크리트 표면의 변형률 분포도를 얻을 수 있었고, 이를 통하여 단면의 평균 변형률 분포를 산출하였다. 평균 변형률 분포도를 이용하여 기존 구속콘크리트 모델을 재료곡선으로 적용한 응력 분포도를 도출할 수 있었다. 실험 결과와 기존 모델 적용 결과의 비교를 통하여 직사각형 단면을 가지는RC 휨 부재에 대한 구속콘크리트 모델의 적합성을 평가하였다.
Abstract
As the limit state design method is applied as the design method of reinforced concrete structure, the ultimate state is considered when analysesor designing. In fact, when the reinforced concrete member is bent, there is a confining effect by stirrup, but the material curve of unconfined concretesapplied when designing. In this study, to evaluate the suitability of the confined concrete model for flexural members, a 4-point bending test wasconducted on RC simple beam with a double-reinforced rectangular cross-section, and the behavior of the member after yield was analyzed in detailusing image processing method. For detailed analysis, the DIC method was adopted as an image analysis method, and the validity of DIC methodwas verified by comparing the measurement results with the LVDT. The distribution of the strain on the concrete surface calculated as a result of theDIC method could be obtained, and the average strain distribution of the cross-section was calculated. Using the average strain distribution, the stressdistribution applied existing confined concrete model as a material curve could be derived. Through the comparison of the experimental results andthe existing model application results, the suitability of the confined concrete model for RC flexural members having a rectangular cross-section wasevaluated.
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