고온과 편심 축하중을 받는 세장한 철근 콘크리트 기둥의 유한요소해석

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국전산구조공학회 ㆍ수록지정보 : 한국전산구조공학회 논문집 / 35권 / 3호
ㆍ저자명 : 이정환, 김한수

목차

Abstract
1. 서 론
2. 열전달 해석
2.1 콘크리트의 열특성
2.2 단면의 열전달 해석
2.3 3차원 기둥의 열전달 해석
3. 구조해석
3.1 콘크리트와 철근의 응력-변형률 관계
3.2 콘크리트 손상 소성 모델
3.3 구조해석 모델링
4. 순차 결합 열-응력 해석
4.1 해석 결과
5. 결 론
감사의 글
References
요 지

한국어 초록

본 논문에서는 유한요소해석 프로그램 Abaqus를 이용하여 고온과 편심 축하중을 받는 세장한 철근 콘크리트 기둥의 유한요소해석 절차를 제시하고 해석 결과를 비교･분석하였다. 기둥에 축하중과 화재가 가해지는 상황을 해석에 반영하기 위해 Abaqus에서 제공하 는 순차 결합 열-응력 해석을 사용하였다. 우선 콘크리트 단면에 대한 열전달 해석을 수행하여 검증한 뒤, 이를 3차원 요소로 확장하고 구조해석과 결합하여 해석을 수행하였다. 해석 과정에서 수렴성 및 정확성에 영향을 미치는 인장 증강 효과와 초기 불완전성을 고려 하여 모델링하였다. 해석 결과는 74개 실험 데이터와 비교하였으며, 내화시간을 기준으로 평균 6%의 오차를 나타냄에 따라 유한요소 해석을 통해 철근콘크리트 기둥의 내화성능을 예측할 수 있게 되었다.

영어 초록

In this study, slender reinforced concrete columns subjected to high temperatures and eccentric axial loads are evaluated by finite element analysis employing Abaqus (a finite element analysis program). Subsequently, the analysis results are compared and assessed. The sequentially coupled thermal stress analysis provided by Abaqus was employed to reflect the condition of an axially loaded column exposed to fire. First, heat transfer analysis was performed on the column cross-section. After verifying the results, another analysis was conducted: the cross-section was transformed into a three-dimensional element and then structural analyzed. In the analysis process, the column was modeled by accounting for the effects of tension stiffening and initial imperfection that could affect convergence and accuracy. The analysis results were compared with 74 experimental records, and an average error of 6% was observed based on the fire exposure and resistance. The foregoing indicates that the fire resistance performance of reinforced concrete columns can be predicted through finite element analysis.

참고 자료

없음