Constitutive Model for Aggregate Interlock in FEM Analyses of Concrete Interfaces with Embedded Steel Bars

Q: 이 논문에서 정의한 골재 맞물림이란 무엇인가?

골재 맞물림은 균열이 발생한 콘크리트 계면에서 전단 응력을 전달하는 메커니즘 중 하나이다. 이는 균열면의 거친 골재들이 서로 맞물려 전단 저항을 제공하는 현상으로, 보강 철근의 다월 작용과 함께 콘크리트 계면의 전단 강도에 기여한다. 이 연구에서는 유한요소 해석에서 이를 시뮬레이션하기 위한 구성 모델을 개발하였다.

Q: 매립된 철근을 가진 콘크리트 균열의 골재 맞물림 구성 모델은 어떻게 개선되었는가?

연구 결과, 기존 골재 맞물림 모델에 콘크리트 강도와 보강 철근비의 영향을 포함하는 새로운 계수($C_{f}^{*}$)를 도입하여 개선되었다. 이 개선된 모델은 철근-콘크리트 부착의 기여를 반영하며, 실험값과 유한요소 모델 예측값 간의 비율($V_R/V_{R,FEM}$)을 1.36에서 0.96으로 크게 향상시켰다. 이는 매립된 철근을 가진 균열의 응력-변위 거동을 효과적으로 예측한다.

Diogo Figueira; Carlos Sousa; Afonso Serra Neves

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자료유형: 학술저널

저자정보: Diogo Figueira (University of Bradford) Carlos Sousa (University of Porto) Afonso Serra Neves (University of Porto)

저널정보: 한국콘크리트학회 International Journal of Concrete Structures and Materials International Journal of Concrete Structures and Materials Vol.14 No.2

발행연도: 2020.3

수록면: 159 - 171 (13page)

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A nonlinear finite element model (FEM) is developed to assess the behaviour of a cracked concrete interface, reinforced with embedded steel bars and subjected to monotonic loading. A dowel action finite element modelling approach is conceived for that purpose. The bond between the steel bars and the surrounding concrete is also considered in the model and an interface finite element is included to simulate aggregate interlock. Then, the comparison of the model results with experimental values allowed the calibration of aggregate interlock constitutive relations for cracks in monolithic concrete restrained by embedded steel bars. New constitutive relations are also proposed for shear transfer by aggregate interlock in a concrete joint.

#aggregate interlock #finite element analysis #reinforced concrete #shear

Abstract
1. Introduction
2. FEM for a Cracked Concrete Interface
3. Review and Selection of Experimental Data for Calibration of Aggregate Interlock Constitutive Models
4. Calibration of Aggregate Interlock Constitutive Models for Cracks in Monolithic Concrete
5. Calibration of Aggregate Interlock Constitutive Models for an Interface Between Concretes Cast at Different Times
6. Conclusions
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