고강도 콘크리트보의 파괴특성과 크기효과에 관한 수치해석적 연구

Abstract

선형탄성파괴역학(LEFM) 및 파괴진행영역(FPZ)의 개념으로부터 유도한 크기효과법칙(SEL)에 따르면 콘크리트의 휨강도는 부재의 크기가 증가할수록 연속적으로 감소한다. 그러나, 초기균열이 없는 콘크리트보에 대한 실험결과에 의하면 콘크리트의 휨강도는 시편의 깊이가 증가함에 따라 우선 감소하다가 매우 큰 시편에서는 어느 일정한 값에 접근하게 된다. 따라서, 본 논문에서는 2직선 가상균열모델(FCM)과 유한요소법(FEM)을 사용한 수치해석을 수행하여 초기균열이 있는 시편과 초기균열(노치)이 없는 시편에 대하여 보통강도(NSC)와 고강도 콘크리트(HSC)보의 파괴특성과 크기효과를 연구하였다. 수치해석 결과로부터 크기효과 모델식을 제안하였으며 다른 제안식과 비교 분석하였다. 결론적으로, 고강도 콘크리트에 대한 파괴특성과 크기효과법칙을 구하기 위해서는 파괴에너지 및 연화거동 등을 고려하여야 함을 알 수 있었으며, 고강도 콘크리트에 대하여 보다 정확한 크기효과법칙을 정립하기 위하여 많은 실험과 연구가 필요할 것이다.