단부 RC조 중앙부 S조로 구성된 RC-S복합구조보의 유한요소해석
- Alternative Title
- A Finite Element Analysis of RC-S Hybrid Beams Composed of End-Reinforced Concrete and Center-Steel
- Abstract
- A Finite Element Analysis of RC-S Hybrid Beams Composed of End-Reinforced Concrete and Center-Steel
In Seong Baek
Department of Architectural Engineering, The Graduate School,
Pukyung National University
Abstract
The purpose of this study is to investigate the bending strength of Hybrid beams composed of steel and reinforced concrete using nonlinear finite element analysis program. In this study, ABAQUS is used to analysis for hybrid beams whose experimental result was reported in the previous study. Parametric study is conducted to find out the effect of concrete strength and encased length of steel beam on the ultimate strength. The Finding of this study is as follows:
1) Analyzed result showed close relationship with experimental result in ultimate strength, validating FE modeling.
(2) In analyzed result, the longer encased length of steel beam , The more bending strength of RC-S hybrid beams increase. Bending strength increased 12% by reinforcing with a bent plate. It indicates that reinforcing with a bent plate is effective in increasing bending strength.
(3) When concrete compression strength increases from 21.4MPa to 30.6MPa, bending strength increased by 26%. It indicates that bending strenth of RC-S hybrid beams is heavily affected by concrete compression strength.
(4) When kinds of steel change SS400, 4M490, SM520, bending strength of model using SM520 increased a little than of model using SS400. It shows that bending strenth of RC-S hybrid beams is not affected by steel tensile strength.
(5) For analytical models with the ratio of encased length to depth of steel from 1 to 4, it recommended that the ratio should be more than 2.5 to gain effective bending capacities of RC-S hybrid beams.
- Issued Date
- 2011
- Awarded Date
- 2011. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 건축공학과
- Advisor
- 김영찬
- Table Of Contents
- 1. 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 기존연구 고찰 2
1.3 연구의 방법 및 범위 6
2. RC-S복합구조보 시스템 9
2.1 RC-S복합구조보 시스템의 개요 9
2.2 RC-S복합구조보의 연결부 10
2.3 RC-S복합구조보의 응력전달기구 11
3. RC-S복합구조보의 해석모델 14
3.1 개요 14
3.2 재료 모델 15
3.2.1 콘크리트의 재료 모델 15
3.2.2 철골과 철근의 재료 모델 18
3.3 재료의 요소 모델 19
3.3.1 개요 19
3.3.2 선형 등매개 변수 19
3.3.3 감차 적분 요소 20
3.3.4 비적합 모드 요소 20
3.3.5 각 재료별 요소 결정 21
3.4 접촉면의 응력전달관계 22
3.4.1 접촉면의 수직력 전달 22
3.4.2 접촉면의 전단력 전달 23
3.4.3 접촉면의 해석 알고리즘 24
3.4.4 철골과 콘크리트의 접촉면 정의 26
3.5 비선형 해석의 알고리즘 27
3.5.1 해석알고리즘의 종류 27
3.5.2 Riks Method 28
4. RCS접합부의 비선형 유한요소해석 30
4.1 해석 적용 실험체 30
4.1.1 해석의 개요 30
4.1.2 해석 적용 실험체 30
4.2 모델링 34
4.2.1 재료의 기계적 성질 34
4.2.2 요소의 분할과 제어방법 34
4.3 해석의 결과 37
4.3.1 최대내력 비교 37
4.3.2 하중-변위 관계 39
4.3.3 해석 모델의 응력분포 분석 42
4.4 RC-S복합구조보의 내력에 영향을 미치는 인자분석 47
4.4.1 콘크리트 압축강도의 영향 47
4.4.2 철골 인장강도의 영향 50
4.4.3 철골 매입길이의 영향 52
5. 결론 56
참고문헌 58
Abstract 61
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