Tendon models based on the finite element method, that can represent the interaction between tendon and concrete of prestressed concrete structures, are proposed. First, the bonded tendon model is capable of representing bond at the interface of tendon and concrete. And the unbonded tendon model can represent slip at the interface.
Constitutive law of bonded tendon stiffened by grout is required in the formulation of the softened truss model theory. So the average stress-strain curve of a tendon embedded in concrete is not same as the stress-strain curve of a bare tendon. Based on the bond stress-slip relationship, the apparent yield stress of a embedded tendon is derived for multilinear model described average stress-strain relationship.
In the case of unbonded tendon, the stress increase in an unbonded tendon beyond the effective prestress due to external loading is not section-dependent but member-dependent. Hence, it should be determined from the analysis of deformations of the entire structure, not by strain compatibility as in the case of bonded tendons. Based on the strain reduction factor, the modified stress-strain curve of an unbonded tendon is derived by iterative method.
By using these models, material nonlinear analyses of prestressed concrete structures are conducted. Especially for prestressed concrete reactor containment structure subjected to ultimate pressure, the applicability of proposed models can be shown.
이 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 유한요소 해석을 위해 필요한 긴장재 모델을 제안하였다. 부착된 긴장재의 경우 그라우팅제가 균열 이후에도 부분적으로 인장응력을 부담하므로 콘크리트에 묻혀서 표현되는 매설긴장재의 구성관계는 긴장재 자체의 구성관계와 차이가 있다. 이를 고려하기 위해 부착응력-슬립 관계로부터 매설긴장재의 겉보기 항복응력을 유도하여 평균응력-변형률 관계를 제안하였다. 비부착된 긴장재를 사용하는 경우 긴장 후 외력에 대한 구조물의 거동은 단면의존이 아닌 부재의존의 개념으로 해석해야 한다. 이를 위해 변형률 감소계수 개념을 도입한 후 반복해석을 통해 비부착된 매설긴장재의 수정된 응력-변형률 관계를 유도하였다. 제안된 모델의 검증을 위해 프리스트레스트 보와 슬래브의 비선형해석을 수행하였다. 이를 토대로 실제 구조물의 적용성 여부를 확인하기 위해 극한사고에 대한 원자로 격납건물의 안전성 평가를 위한 수치해석방법을 정립하였다.
