Fiber Element를 이용한 비탄성 시간이력해석을 수행하기 위해 철근과 콘크리트의 Stress-Strain Relation을 정의합니다. 각 모델은 제안자와 시방규정에 따라 차이가 있습니다.

메인 메뉴에서 [Properties] 탭> [Inelastic Properties] 그룹 > [Inelastic Material Properties]

보요소의 단면을 작은 섬유로 분할하여 각 섬유 Cell이 특정한 Stress-Strain 관계를 갖도록 합니다..파어버재료에 대한 특성을 정의합니다.

Define Fiber Material Properties 대화상자

: 파이버재료의 속성을 신규로 입력하거나 추가합니다.

 : 이미 입력된 파이버재료의 속성을 수정합니다.

: 이미 입력된 파이버재료의 속성을 삭제합니다.

Name : Fiber Element

Material Type : 이력모델을 정의할 재료를 선택합니다.

Hysteresis Model : Fiber Element에서 사용할 수 있는 이력모델은 철근 4가지와 콘크리트 5가지로 총 9가지입니다.

Skeleton Curve : 각 모델에 따른 삽도를 참고하여 재료의 이력거동에 대한 뼈대곡선의 특성 값을 입력합니다.

Mander Model

• 특징

횡구속철근에 의해 구속된 압축콘크리트에 대해 Mander(1988) 가 제안한 모델입니다. 횡구속철근은 콘크리트의 구속효과 뿐만 아니라, 주근의 좌굴을 방지하고 전단파괴를 방지하는 역할을 합니다. 횡구속철근에 의해 구속된 압축콘크리트는 횡구속 효과에 의해서 강도와 연성을 크게 증가시키는 효과가 있습니다.

Mander모델은 구속된 압축콘크리트의 응력도-변형도 관계를 제안한 모델로, 콘크리트의 단면형상에 관계없이 적용할 수 있는 장점이 있습니다. 또한, 종방향 철근 및 구속철근의 양, 구속철근의 항복강도와 배근형태 등을 고려하여 콘크리트의 구속력인 유효구속응력을 산정할 수 있습니다.

Mander모델은 Popovic(1973)이 제안한 1축 응력도-변형도 관계를 사용하고 있지만, 다축의 효과를 고려한 유효구속력을 등가의 1축 응력-변형률 관계로 환원하는 기법을 취하고 있습니다.

• 제한사항

Mander Model은 콘크리트의 단면형상에 관계없이 적용가능합니다.  단, Material Data과 Section Data의 Import에 의한 강도자동산정은 원형, 사각형 단면만 지원하며, 원형, 사각형 단면 이외의 단면에 대해서는 강도자동계산에 필요한 정보를 사용자가 입력하면 자동계산에 의한 강도를 얻을 수 있습니다.

Concrete Type

Unconfined Concrete : Cover 콘크리트를 정의할 때 사용합니다. 단면의 횡구속 효과를 고려하지 않으며, 횡구속에 관련된 사항들은 비활성화 됩니다.

Confined Concrete : 횡구속철근에 의해 구속된 Core콘크리트를 정의할 때 사용합니다. 단면의 횡구속 효과를 고려합니다.

Unconfined Concrete Data

Section & Confinement Rebar Type : Confined Concrete 로 정의한 경우 활성화 되고 단면과 횡구속철근의 형상을 정의합니다. 단면 형상정보에 따라 아래의 유효구속계수(Confinement Effective Coefficient, Ke)나 유효횡방향구속응력 (fl, flx, fly)의 값이 자동계산이 되고 직접 입력할 수도 있습니다.

: 구속단면의 크기와 횡구속철근의 간격 등을 입력합니다.

: 단면의 주철근과 횡방향 구속철근의 철근면적에 필요한 정보를 입력합니다.

Confinement Effective Coefficient, Ke : 단면형상, 종방향 철근 및 구속철근의 양, 배근형태 등을 고려하여 선정한 콘크리트의 유효구속계수

The Effective Lateral Confining Stress on the Concrete

flx : x방향의 유효구속응력

fly : y방향의 유효구속응력

fl : 다축의 유효구속응력을 1축으로 환원한 유효구속응력

Confined Concrete Strength & Strain : 횡구속효과를 고려한 압축콘크리트 강도와 변형률

Park Steel Model

Kent & Park(1973)에 의해 수행된 반복하중을 받는 연강의 실험을 통하여 제안된 모델입니다. 본 모델은 연강의 탄성구간, 소성구간과 변형도-경화(Strain Hardening) 구간의 모사가 가능하며, Ramberg-Osgood 식에 의해Bauschinger Effect를 정밀하게 나타내어 실험적 결과와 높은 일치성을 보이는 모델입니다.

fy : 강 섬유의 항복응력도 fu : 강 섬유의 극한응력도 Es : 강 섬유의 초기강성(탄성계수) εy : 강 섬유의 항복 변형도 εsh : 강 섬유의 변형도-경화시작시의 변형도 εsu : 강 섬유의 종국변형도(파단시)

Case1 : 재하시의 거동

재하시의 거동은 다음과 같이 구분됩니다. 재하시의 변형도-경화구간에서의 응력-변형도 관계는 Thompson & Park(1980)이 제안한 식을 적용합니다.

Case 2 : 제하 및 재 재하시의 거동

제하시 및 재재하시의 거동은 Ramberg-Osgood 관계에 의해서 정의되며, Newton’s Method에 의한 반복계산을 통하여 응력을 구합니다.