Abaqus를 이용한 콘크리트 보 및 기둥 해석: 소개

철근 콘크리트 기둥 및 보 현대 구조의 중추이며, 안정 그리고 힘 건물과 교량에서 콘크리트는 단독으로는 높은 압축 강도를 가지고 있지만, 긴장이 약하다. 그래서요 보강, 일반적으로 철근을 사용하는 경우, 무거운 하중 하에서 균열, 좌굴 및 파손을 방지하는 데 필수적입니다. 적절한 보강 그리고 설계, 이러한 구조적 요소는 심각한 손상을 입을 수 있으며, 전체 구조물의 안전성이 위협받을 수 있습니다.

이해 철근 콘크리트 기둥 해석 그리고 철근 콘크리트 보 해석 엔지니어에게 매우 중요합니다. 기둥은 주로 축 방향 압축에 저항하지만, 가늘기와 재료 특성에 따라 좌굴이나 압궤로 인해 파손될 수 있습니다. 반면 보는 휨과 전단을 겪으며, 이로 인해 긴장 일부 지역에서는 압축 다른 사람들에게는 엔지니어들은 Euler의 좌굴 공식과 같은 이론을 사용합니다. 콘크리트 기둥 분석 그리고 Euler-Bernoulli 빔 이론 콘크리트 보 분석 에게 성능을 예측하고 향상시키다.

이 블로그에서는 철근 콘크리트 보와 기둥의 해석 및 설계를 다룹니다. 주요 파괴 메커니즘과 보강 전략을 다루고, 고급 수치 시뮬레이션 기법을 소개합니다. 또한, 철근 콘크리트 보의 유한요소 해석 사용 중 아바쿠스 콘크리트 손상 가소성(CDP) 모델과 같은 도구는 엔지니어가 철근 콘크리트의 구조적 거동을 높은 정확도로 모델링하고 예측하는 데 도움이 됩니다.

Concrete Column Analysis Fundamentals

콘크리트 기둥 해석은 구조 공학의 중요한 부분입니다. 콘크리트 기둥이 다양한 하중에서 어떻게 작동하는지. 이러한 수직 구조물은 하중을 지지하도록 설계되었으며, 그 강도는 재료 특성, 형상, 그리고 지지하는 하중의 종류와 같은 요인에 따라 달라집니다. 주요 목표는 기둥이 파손 없이 하중을 안전하게 지지하여 강도와 안정성을 유지하는 것입니다. 따라서 콘크리트 기둥 해석을 위해 다음 사항을 검토합니다.

• 기둥과 콘크리트 기둥은 무엇인가요?
• 설계 고려 사항 및 이론

Understanding Concrete Columns: Types and Functions

기둥은 주로 축 하중(압축력)을 지지하도록 설계된 수직 구조 부재입니다. 이상적인 상황에서 기둥은 완벽하게 직선이고 균질하며 초기 결함이 없다고 가정합니다. 그러나 실제로는 모든 기둥에 미세한 편차가 있을 수 있으며, 이는 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 기둥은 다양한 조건에서 파괴될 수 있으며, 좌굴은 가장 흔한 현상 중 하나입니다. 기둥은 철근이나 콘크리트 기둥과 같이 시공에 중요한 역할을 하는 다양한 재료로 만들어집니다.

콘크리트 기둥은 주로 콘크리트로 만든 구조 요소로, 인장 강도와 연성을 개선하기 위해 강철 보강재(철근)로 보강되는 경우가 많습니다. 일반적으로 오일러의 이론만을 사용하여 분석되는 가느다란 철근 기둥과 달리, 콘크리트 기둥은 일반적으로 "합성" 형태입니다. 콘크리트의 높은 압축 강도와 철근의 인장 강도가 결합되어 휨 및 균열에 필요한 저항성을 제공합니다. 콘크리트 기둥은 직사각형, 원형, T자형 등 다양한 형태를 가질 수 있습니다. 다음은 콘크리트 기둥의 몇 가지 예입니다.

• 건물 기둥: 직사각형이나 원형의 철근 콘크리트 기둥은 바닥과 지붕의 하중을 지지하는 다층 건물에서 흔히 볼 수 있습니다.
• 교각: 종종 철근 콘크리트 기둥으로 설계되는 이러한 요소는 큰 압축력을 지탱하며 동적 하중을 고려한 추가적인 설계 기능을 포함할 수 있습니다.

그림 1: 손상된 교량 기둥의 예 [참조]

좌굴로 인해 주로 파괴되는 가느다란 철골 기둥과 달리, 콘크리트 기둥은 일반적으로 인장력을 받지 않고 압력만 받기 때문에, 굵은 기둥일 경우 압궤로, 가는 기둥일 경우 압궤와 좌굴이 동시에 발생하여 파괴될 수 있습니다. 따라서 콘크리트 기둥은 일반적으로 압축 하중과 좌굴을 기반으로 설계됩니다.

Key Theories in Concrete Column Design

기둥을 설계할 때는 하중의 종류에 주의하는 것이 중요합니다. 따라서, 기둥 설계에 사용되는 이론은 기둥이 견디는 하중의 유형을 기반으로 합니다.. 또한 기둥 설계에서는 기둥의 변형 유형이 매우 중요합니다. 이 섹션에서는 기둥 설계 및 해석에 중요한 역할을 하는 두 가지 이론에 대해 알아보겠습니다.

• 오일러의 좌굴 이론

Euler는 최초로 개발한 사람 중 한 명이었습니다. 가느다란 기둥의 측면 불안정성(좌굴)에 대한 수학적 모델. 오일러의 이론에 따르면 기둥에 축방향 하중이 가해지면 임계 하중까지는 직진 상태를 유지하지만, 임계 하중을 초과하면 아주 작은 결함이라도 기둥이 횡방향으로 처지게 됩니다. 임계 좌굴 하중에 대한 오일러 방정식은 다음과 같습니다.

어디:

• 피_크 임계 좌굴 하중이다
• E는 재료의 탄성계수이다
• I는 단면의 단면적의 2차 모멘트(관성모멘트)이다.
• L은 컬럼의 실제 길이입니다.
• K는 유효 길이 계수(고정, 고정 또는 자유 지지대와 같은 끝 조건을 고려)입니다.

그림 2: 다양한 조건에 대한 유효 길이 [참조]

오일러 방정식은 작은 처짐, 완벽한 재료 거동, 그리고 하중이 정확히 중심을 통과하여 작용한다고 가정합니다. 이러한 이상화는 가느다란 기둥의 좌굴을 이해하는 데 강력한 도구가 됩니다. 좌굴과 오일러 이론에 관심이 있으시면 저희 블로그 "“좌굴의 A부터 Z까지: 기둥 좌굴, 좌굴 방정식 등”는 좌굴에 대한 포괄적인 블로그입니다.

• 랭킨-고든 방정식

Rankine-Gordon 방정식과 같은 많은 설계 접근 방식은 다음을 사용합니다. 콘크리트에 내재된 불완전성과 비선형성을 조정하기 위한 수정된 공식. 이러한 방법 오일러의 이론을 경험적 데이터와 결합하다 더 안전하고 현실적인 용량 추정치를 제공합니다. 랭킨-고든 방정식은 압착(재료 항복)과 좌굴의 조합으로 인해 기둥이 파괴되는 임계 하중(또는 응력)을 예측하는 데 사용되는 경험식입니다. 본질적으로 두 가지 실패 모드 사이의 격차를 메웁니다.:

• • 매우 짧은 열의 경우: 기둥이 압축 강도에 도달하므로 파괴는 재료의 압착에 의해 결정됩니다.
  • 매우 긴 열의 경우: 오일러 방정식에 따르면 파괴는 좌굴에 의해 지배됩니다.

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랭킨-고든 방정식은 이 두 방정식을 결합하여 기둥 세장비의 전체 범위에 적용 가능한 하나의 방정식으로 표현됩니다. 이 방정식은 다음과 같습니다.

어디:

• 피_{아르 자형}​는 임계 부하입니다.
• 피_이자형​는 오일러 좌굴 하중입니다.
• 피_기음 는 압착 하중(재료의 압축 강도와 단면적 A의 곱)입니다.

이 공식은 짧은 열(P)의 경우를 의미합니다._이자형 매우 높습니다), 파괴 하중 P_{아르 자형}​는 압착하중 ​P에 가깝습니다._기음, 그리고 가느다란 기둥의 경우(여기서 P_이자형​ 낮음), ​P_{아르 자형} 오일러 좌굴 하중 P에 접근합니다._이자형​.

다른 형태로(종종 응력 측면에서 설계에 사용됨):

어디:

• ​는 기둥의 임계응력입니다.
•  재료의 압축(항복) 강도입니다.
• L은 컬럼의 유효 길이입니다.
• k는 기둥 단면의 회전 반경입니다().
• α는 랭킨 상수로, 재료와 최종 조건에 따라 달라지는 경험적 상수입니다.

요약하자면, 랭킨-고든 공식은 재료 압착과 좌굴 현상을 모두 고려하여 전 세장비 범위에서 기둥 파손을 예측하는 단일 표현식을 제공하는 실용적인 설계 도구입니다.

Concrete Beam Analysis Fundamentals

콘크리트 보 분석 보가 하중을 안전하게 지지하고 구조적 무결성을 유지할 수 있도록 하는 것은 구조 공학에서 필수적입니다. 주로 축방향 압축을 받는 기둥과 달리 보는 굽힘 모멘트 그리고 전단력, 균열, 변형, 파손을 방지하기 위해 신중한 설계가 필요합니다.

효과적인 콘크리트 보 분석을 위해 엔지니어는 몇 가지 핵심 요소를 고려해야 합니다.

• 하중 유형: 보는 사하중, 활하중, 풍하중 및 구조적 거동에 영향을 미치는 기타 힘을 받습니다.
• 보 단면: 철근 콘크리트 보의 모양과 치수는 하중 지지 능력에 영향을 미치며, 일반적인 유형으로는 직사각형, T형 보, I형 보가 있습니다.
• 굽힘 및 전단 거동: 보는 한쪽에서는 인장 응력을 받고 다른 쪽에서는 압축 응력을 받으므로 균열과 파손을 저항하기 위해 보강재가 필요합니다.
• 이론적 모델: 그만큼 오일러-베르누이 빔 이론 빔 처짐 및 응력을 이해하기 위한 기초를 제공하는 동시에 티모셴코 빔 이론 더 짧고 두꺼운 보의 전단 변형을 설명합니다.
• 유한요소해석(FEA): Abaqus와 같은 고급 도구를 사용하면 엔지니어가 다음을 수행할 수 있습니다. 철근 콘크리트 보의 유한요소 해석, 다양한 하중 조건에서 실제 동작을 시뮬레이션합니다.

엔지니어는 이러한 요소를 분석하여 교량, 건물 및 인프라 프로젝트에서 강도를 극대화하고 처짐을 최소화하며 내구성을 향상시키는 철근 콘크리트 보를 설계할 수 있습니다.

Understanding Concrete Beams: Behavior and Applications

보는 주로 세로축에 수직으로 가해지는 하중을 지지하도록 설계된 수평 구조 부재입니다.. 보는 하중을 받으면 굽힘(휨)을 겪게 되며, 한쪽 면에는 인장 응력이, 반대쪽 면에는 압축 응력이 발생합니다. 굽힘을 받는 보의 거동은 구조 해석에서 가장 흔한 문제 중 하나입니다. 우리에게 익숙한 대부분의 보가 철골 보(보통 H형 또는 T형 단면)이지만, 콘크리트 보는 콘크리트로 만들어지고 종종 철근(철근)으로 보강된 구조 부재이기도 합니다. 콘크리트 보에서 콘크리트는 일반적으로 압축 응력을, 매립된 철근은 인장 응력을 담당합니다.

그림 3: 굽힘을 받는 보

그림 4: 건물에 사용된 콘크리트 보 [참조]

보는 단면과 재질 측면에서 다양한 유형으로 나뉩니다. 다음 그림에서 볼 수 있듯이, 보는 여러 유형으로 나뉩니다.

그림 5: 다양한 유형의 보

Key Theories in Concrete Beam Design

기둥의 경우에서 언급했듯이, 보 설계 시 보에 작용하는 하중에 주의를 기울이는 것도 매우 중요합니다. 보 설계에서는 기둥과 달리 휨 응력이 중요한 역할을 합니다. 많은 이론들이 다양한 관점에서 보를 검토하지만, 오일러-베르누이 이론이나 티모셴코 이론과 같은 이론이 매우 잘 알려져 있습니다. 다음 단계에서는 오일러-베르누이 이론을 살펴보겠습니다.

• 오일러-베르누이 빔 이론

보 해석에 가장 널리 사용되는 이론은 오일러-베르누이 보 이론입니다. 이 이론은 다음을 가정합니다.

• • 보가 구부러지면 원래 중립축에 수직이었던 단면은 평평한 상태를 유지하고 계속해서 중립축과 직각으로 만납니다.
  • 처짐이 작아서 선형 관계가 성립합니다.

이러한 가정에 따르면 보의 모든 단면에서 굽힘 모멘트 M은 곡률(처짐 w의 2차 미분)과 다음과 같이 관련됩니다.

어디:

• E는 탄성계수입니다.
• I는 보 단면의 면적의 2차 모멘트입니다.

반면, 보의 각 단면에서의 전단력은 다음과 같이 계산됩니다.

여기서 v는 전단력입니다.

그림 6: 굽힘 후 평면 단면과 중립축(Euler-Bernoulli 이론) [참조]

보가 두껍거나 전단 변형이 큰 경우, 티모셴코 보 이론은 전단 효과를 포함하여 정교한 모델을 제공합니다. 티모셴코 보 이론은 고전적인 오일러-베르누이 보 이론을 개선한 것으로, 짧은 보나 세장비가 낮은 보에서 특히 중요한 전단 변형 및 회전 관성 효과를 고려합니다. 굽힘 후 단면이 중립축에 수직을 유지한다고 가정하는 오일러-베르누이 이론과 달리, 티모셴코 이론은 단면의 회전을 허용하여, 특히 전단 효과를 무시할 수 없는 경우 처짐과 응력을 더욱 정확하게 예측합니다.

Beams vs. Columns: Key Structural Differences

보와 기둥은 때로는 동일한 재료로 만들어지고 심지어 유사한 단면 형상을 가질 수도 있지만, 그 기능과 설계 기준은 상당히 다릅니다. 이제 기둥과 보에 대한 설명을 바탕으로 아래 표에 요약된 차이점을 살펴보겠습니다.

이러한 구분은 매우 중요합니다. 보는 과도한 처짐이나 균열 없이 휘어지도록 설계되어야 하는 반면, 기둥은 불안정성에 강해야 합니다.

보와 기둥 중 어느 것이 더 강한가요?

보와 기둥은 서로 다른 용도로 사용되기 때문에 직접 비교할 수 없습니다. 보는 수평 하중과 휨을 지지하는 반면, 기둥은 압축을 통해 수직 하중을 지지합니다. 하지만 내진 설계에서는 엔지니어들이 의도적으로 기둥을 보보다 강하게 만들어 "강한 기둥-약한 보"의 원리를 따릅니다. 이를 통해 건물은 지진 에너지를 더 안전하게 흡수하고 붕괴 위험을 줄일 수 있습니다.

Concrete Beams and Columns: Advantages and Disadvantages 

콘크리트 보와 기둥은 대부분의 구조물에서 핵심 요소입니다. 이 두 가지의 장단점을 이해하면 엔지니어와 시공자가 더욱 현명한 설계 결정을 내리는 데 도움이 됩니다. 간략하게 살펴보면 다음과 같습니다.

🟩 콘크리트 보와 기둥의 장점

• 강력한 하중 지지력: 보는 슬래브에서 기둥으로 하중을 전달하고, 기둥은 그 하중을 지면으로 전달하여 안정성을 보장합니다.

• 내구성: 콘크리트는 내구성이 뛰어나고 화재, 해충, 날씨에 강해 오래 지속되는 구조물에 이상적입니다.

• 디자인의 유연성: 콘크리트 보와 기둥은 다양한 건축 및 구조적 요구에 맞게 모양과 크기를 조절할 수 있습니다.

• 비용 효율적인 재료: 철근 콘크리트는 널리 구할 수 있고 강철과 같은 다른 재료에 비해 비교적 저렴합니다.

🟥 콘크리트 보와 기둥의 단점

• 무게: 콘크리트는 무거워서 기초에 가해지는 하중이 증가하고 더 견고한 구조적 지지대가 필요할 수 있습니다.

• 균열 및 수축: 적절한 설계와 양생이 없다면 콘크리트 부재는 시간이 지남에 따라 균열이 생길 수 있습니다.

• 노동 집약적: 건설에는 거푸집, 보강재, 양생 시간이 포함되므로 프로젝트 일정이 늦어질 수 있습니다.

• 제한된 연성: 콘크리트는 강철에 비해 취성이 크고 응력에 덜 유연합니다.

Reinforced Concrete Column Analysis: Design Approaches

One of the most important challenges in the design of concrete columns is to increase their strength. There are several ways to increase the strength of a concrete column, including increasing the cross-sectional area, increasing the strength of concrete (material), reducing the effective length of the column, etc. However, the best and most efficient way to increase the strength of concrete columns is to add reinforcements and combine concrete with steel.

As you know, reinforced columns are widely used in various structures, including buildings and bridges. Concrete columns usually have very high compressive strength, but they are weak against tension and buckling, so by adding steel reinforcements, the strength of the column against buckling is gradually increased. This approach is key to successful reinforced concrete column analysis, which allows engineers to design more reliable and efficient structures.

콘크리트 기둥의 강도를 높이기 위해 철근 외에도 탄소 섬유나 폴리머(또는 강철) 튜브와 같은 다양한 유형의 섬유와 같은 다른 보강재를 추가할 수 있습니다.

그림 7: 철근과 강관으로 구성된 철근콘크리트 기둥 [참조]

Pros and Cons of Reinforced Concrete Columns

장점:

• 높은 압축 용량: 콘크리트는 본래 압축 강도가 뛰어나며, 강철 보강재를 사용하면 더욱 강화됩니다.
• 경제성과 가용성: 재료(콘크리트와 철근)는 널리 구할 수 있으며 비용 효율적일 수 있습니다.
• 체중 감량: 보강된 기둥을 설계할 때 폴리머나 금속 튜브와 같은 이론적 보강재를 사용하면 기둥의 무게를 줄일 수 있습니다.

단점:

• 내화성: 콘크리트는 본래 내화성이 있어 안전성을 높일 수 있는 반면, 철근 기둥의 경우 철근이 열과 화재에 덜 강합니다.
• 취성 파괴 위험: 보강재의 양을 지나치게 늘리면 기둥이 압축 하중에 대해 점점 더 취성을 갖게 될 수 있습니다.
• 건설 복잡성: 적절한 보강 세부 사항(배치, 덮개, 간격)은 매우 중요하며, 시공 중의 오류는 성능을 저하시킬 수 있습니다.

Key Design Approaches for Reinforced Concrete Columns

철근 콘크리트 기둥 설계는 일반적으로 극한강도(한계상태) 접근법을 따릅니다. 설계자는 다양한 철근 비율과 콘크리트 강도에 대한 축방향 하중 용량을 활용하여 철근 콘크리트 기둥을 설계합니다.

• 축 용량:

공칭 축 용량 P_N​는 콘크리트와 철근의 기여도에 따라 결정됩니다. 압축력이 주로 작용하는 기둥의 경우 단순화된 표현식은 다음과 같습니다.

어디:

• 에이_g​는 기둥의 총 면적입니다.
• 에이_에스 강화 영역입니다.
•  콘크리트 압축강도입니다.
•  강철의 항복강도입니다.

앞서 언급했듯이, 때로는 복잡한 하중으로 인해 다른 보와 마찬가지로 철근 콘크리트 보에도 굽힘이 발생할 수 있다는 점도 기억해야 합니다. 이 경우 압축 강도와 임계 좌굴력 외에도 설계 시 굽힘도 고려해야 하며, 굽힘으로 인해 발생하는 응력을 다른 응력에 추가해야 합니다.

Reinforced Concrete Beam Analysis

콘크리트 기둥으로서 가장 비용 효율적이고 콘크리트 보의 성능을 개선하는 효율적인 방법은 보강재를 사용하는 것입니다.. 오늘날 콘크리트와 결합하는 데는 철근이나 강철 보를 포함한 다양한 보강재가 사용되고 있으며, 폴리머 및 섬유 보강재 또한 콘크리트 보강에 매우 효과적입니다. 아래 그림은 철근으로 보강된 콘크리트 보와 강철 보의 결합 예를 보여줍니다. 아래에서는 철근 콘크리트 보 해석에 유용한 몇 가지 설계 방법을 소개합니다.

그림 8: 다양한 유형의 철근 콘크리트 보 [참조]

디자인 접근 방식:

철근 콘크리트 보를 설계할 때는 간단한 보 기준을 사용할 수도 있지만, 철근 콘크리트 보의 거동을 최대한 정확하게 모델링하려면 콘크리트와 철근을 모델링할 수 있는 관계식을 사용해야 합니다. 일반적으로 이를 위해 철근 콘크리트 보의 극한강도를 분석합니다.

• 콘크리트의 압축력:

극한 하중에서 콘크리트의 비선형 거동은 등가 응력 블록을 사용하여 근사화됩니다. 콘크리트의 압축력은 다음과 같이 모델링됩니다.

어디:

• •  콘크리트의 지정된 압축 강도입니다.
  • b는 빔의 너비입니다.
  • a는 등가 응력 블록의 깊이입니다(종종 다음과 같이 주어짐) , c는 중립축까지의 깊이이고 에 따라 달라지는 요인입니다 ).

• 보강재의 인장력:

철근 콘크리트 보의 인장력은 다음 방정식을 통해 계산됩니다.

어디:

• •  인장 보강 면적입니다.
  •  철근의 항복강도입니다.

철근 콘크리트 보를 설계하는 경우, 극한 하중에서 평형을 이루려면 압축 하중과 인장 하중이 같아야 합니다. 따라서 다음과 같습니다.

• 모멘트 용량:

한편, 보 설계 계산 시에는 모멘트 용량도 고려해야 합니다. 설계 모멘트 용량은 다음과 같이 계산됩니다.

, 용량 감소 계수로 알려진 이 계수는 재료 특성의 불확실성, 시공 품질의 변화, 분석 가정 등을 설명하는 데 사용됩니다. , 보의 공칭 모멘트 용량(직사각형 단면을 가정)은 다음과 같이 계산됩니다.

여기서 d는 철근 콘크리트 보의 상단에서 인장강의 중심까지의 유효 깊이입니다.

이러한 공식은 철근 콘크리트 보 설계의 기초를 형성하며 엔지니어가 보의 크기를 결정하고 필요한 철근을 결정하는 데 도움이 됩니다.

철근 콘크리트 보 및 기둥의 유한 요소 해석

아시다시피 Abaqus는 강력한 유한 요소 분석 도구로, 그 높은 기능으로 인해 매우 유용합니다. 철근 콘크리트 보 및 기둥의 유한 요소 해석. 다음 섹션에서는 Abaqus 소프트웨어에서 콘크리트 기둥과 보를 시뮬레이션하는 두 가지 접근 방식을 소개합니다. 여기에는 소프트웨어에서 제공하는 도구와 UMAT 서브루틴이 포함됩니다.

 콘크리트 손상 가소성(CDP)

Abaqus 소프트웨어에서 철근 콘크리트를 시뮬레이션하는 데 가장 중요한 부분 중 하나는 재료 거동을 정확하고 정확하게 모델링하는 것입니다. 따라서 콘크리트의 정확한 모델링은 시뮬레이션에서 핵심적인 역할을 합니다. Abaqus가 콘크리트 재료를 모델링하고 콘크리트의 비선형 거동을 검토하기 위해 사용자에게 제공하는 기준 중 하나는 콘크리트 손상 소성(CDP) 모델입니다. 이 모델은 파괴 메커니즘의 두 가지 주요 가정, 즉 인장 균열과 압축 파쇄를 고려합니다. 이 모델에서 콘크리트의 거동은 Drucker-Prager 파괴 모델을 따릅니다. 어떤 면에서 이 모델은 모델의 탄성 수준 감소를 기반으로 작동합니다. 아래에서는 Abaqus에서 이 모델을 구현하는 방법을 살펴보겠습니다.

이를 위한 첫 번째 단계는 속성 모듈의 가소성 하위 메뉴에서 콘크리트 손상 가소성을 선택하는 것입니다.

그림 9: 콘크리트 손상 가소성(CDP) 모델

위 그림에서 볼 수 있듯이, 이 창은 세 개의 하위 메뉴로 구성되어 있으며, 사용자는 콘크리트의 소성 특성, 압축 거동, 인장 거동을 각각 지정해야 합니다. 소성 특성을 지정하는 데 필요한 매개변수는 다음과 같습니다.

• 확장 각도: 탄성 단계 이후 전단 응력으로 인한 소성 변형을 설명합니다.
• 이심률: 바잔트와 지라섹이 결정한 소성 퍼텐셜 표면의 편심을 나타냅니다.
• : 이축 압축 항복 응력과 단축 압축 항복 응력의 비율
• 케이: 인장 경선의 2차 응력 불변량과 압축 경선의 2차 응력 불변량의 비율입니다.

• 점도 매개변수: 이 매개변수는 Abaqus에서 고급 재료의 수렴 스레드를 개선하는 데 사용됩니다.

또한 압축 거동을 결정하려면 각각 "항복 응력"과 "비탄성 변형률"을 지정해야 하며, 반면 인장 거동을 결정하려면 "항복 응력"과 "균열 변형률"을 지정해야 합니다.

그림 10: 압축 및 인장 거동

반면, 철근의 탄성 및 소성 거동을 모델링하려면 Abaqus의 탄성 및 소성 하위 메뉴에서 철근의 전체 속성(예: 강의 속성)을 확인해야 합니다. CDP 시뮬레이션 방법에 대해 자세히 알아보려면 "“Abaqus의 콘크리트 손상 가소성(CDP)” 저희 웹사이트의 기사입니다.

다른 콘크리트 구조물도 있으며 이 블로그에서 해당 구조물에 대해 알아보고 이를 시뮬레이션하는 방법을 알아볼 수 있습니다.“콘크리트 구조 분석 | Abaqus 시뮬레이션 팁“.

UMAT 서브루틴

UMAT 서브루틴은 Abaqus에서 가장 강력하고 널리 사용되는 서브루틴 중 하나입니다. 기본적으로 사용자가 Abaqus에서 예측할 수 없는 특정 거동을 갖는 재료를 정의할 수 있도록 설계되었습니다. 철근 콘크리트에는 탄소섬유 철근 콘크리트 또는 폴리머섬유 철근 콘크리트와 같은 다양한 종류가 있으며, 사용자는 콘크리트 손상 및 보강에 대한 다양한 이론(예: 이전 섹션에서 언급한 이론)을 사용할 수 있으므로, 이 서브루틴은 특정 철근을 사용하거나 철근 콘크리트 보 또는 기둥의 파괴에 대한 새로운 기준을 필요로 하는 사용자에게 유용한 정보를 제공할 수 있습니다.

결론