การพัฒนาเอลิเมนต์โครงข้อแข็งสำหรับการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ไม่เชิงเส้นของผนังรับแรงเฉือนคอนกรีตเสริมเหล็กโดยพิจารณาการเสียรูปจากแรงเฉือน
Article Sidebar
เผยแพร่แล้ว:
ก.ค. 26, 2018
คำสำคัญ:
ผนังรับแรงเฉือนคอนกรีตเสริมเหล็ก การวิเคราะห์ไม่เชิงเส้น เอลิเมนต์โครงข้อแข็งเฟลกซิบิลิตี วิธีรอยแตกร้าวกระจายตัวเฉลี่ย การตอบสนองของโครงสร้าง การเสียรูปเนื่องจากแรงเฉือน
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้เสนอขั้นตอนวิเคราะห์ไม่เชิงเส้นของเอลิเมนต์โครงข้อแข็งบนพื้นฐานของเฟลกซิบิลิตี ที่พิจารณาการเสียรูปเฉือน เพื่อจำลองพฤติกรรมของผนังรับแรงเฉือนคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งอาจวิบัติได้อย่างกะทันหันในระดับความเหนียวต่ำ การพัฒนาขั้นตอนการวิเคราะห์สำหรับการตอบสนองสภาพพลาสติกของหน้าตัดอยู่บนพื้นฐานแบบจำลองรอยแตกร้าวเฉลี่ย โดยการแบ่งแถบชั้นลงในหน้าตัด การวิเคราะห์หน้าตัดสภาพพลาสติกทำให้ทำนายกลไกการเฉือนในหน้าตัดคอนกรีตโดยรวมผลกระทบเนื่องจากอัตราส่วนโพซอง การอ่อนตัว (Softening Effect) แรงดึงแข็งเกร็ง (Tension Stiffening) ของคอนกรีต หน่วยแรงโอบรัดทางข้างจากเหล็กเสริมออกจากระนาบ (Confining Effect for Out-of-Plane Steel Reinforcement) รวมถึงการกระทำของเหล็กเดือย (Dowel action) แรงเอลิเมนต์บนพื้นฐานวิธีเฟลกซิบิลิตีหาได้โดยปริพันธ์เชิงตัวเลขตามพฤติกรรมหน้าตัดบนพื้นฐานความสมดุลตามความยาวเอลิเมนต์ การตรวจสอบความถูกต้องแบบจำลองด้วยตัวอย่างหกผนังรับแรงเฉือน ผลที่ได้จากการทดลองและทางทฤษฎีโดยแบบจำลองสอดคล้องกัน
Article Details
รูปแบบการอ้างอิง
[1]
ภัคพิตรพิบูล ธ., “การพัฒนาเอลิเมนต์โครงข้อแข็งสำหรับการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ไม่เชิงเส้นของผนังรับแรงเฉือนคอนกรีตเสริมเหล็กโดยพิจารณาการเสียรูปจากแรงเฉือน”, sej, ปี 12, ฉบับที่ 2, น. 114–129, ก.ค. 2018.
ประเภทบทความ
บทความวิจัย
ลิขสิทธิ์เป็นของวารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
เอกสารอ้างอิง
[1] D'Ambrisi, A. and Filippou, FC., “Correlation studies on an RC frame shaking-table specimen,” Earthquake Engineering and Structural Dynamics., vol. 26, pp. 1021-1041, 1997.
[2] Li, YR. and Jirsa, JO., “Nonlinear analysis of an instrumented structure damaged in the 1994 Northridge earthquake” Earthquake Spectra., vol. 14(2), pp. 265-283, 1998.
[3] Elwood, K., “Modeling failures in existing reinforced concrete columns,” Canadian Journal of Civil Engineering., vol. 31(5), pp. 846-859, 2004.
[4] Lee, DH., Elnashai, A. “Seismic analysis of RC bridge columns with flexure-shear interaction,” Journal of Structural Engineering, ASCE., vol. 127(5), pp. 546-553, 2001.
[5] Lee, DH., Elnashai, A., “Inelastic seismic analysis of RC bridge piers including flexure- shear-axial interaction,” Structural Engineering and Mechanics., vol. 13(3), pp. 546-553, 2002.
[6] Xu, SY., Zhang, J., “Axial-shear-flexure interaction hysteretic model for RC columns under combined actions,” Journal of Engineering Structures., vol. 34(1), pp. 548-563, 2012.
[7] Spacone, E., Filippou, FC., Taucer, FF., “Fiber beam-column model for nonlinear analysis of R/C frames, part I: formulation,” Earthquake Engineering and Structural Dynamics., vol. 25, pp. 711-725, 1996.
[8] Ranzo, G., Petrangeli, M.A., “Fiber finite beam element with section shear modeling for seismic analysis of RC structures,” Journal of Earthquake Engineering., vol. 2(3), pp. 443-473, 1998.
[9] Shirai, N., Moriizumi, K., Terasawa K., “Cyclic analysis of reinforced concrete columns macro-element approach, modeling of inelastic behavior of RC structures under seismic load,” Reston, Virginia: American Society of Civil Engineers., 2001, pp. 435-453.
[10] Marini, A., Spacone, E., Analysis of reinforced concrete elements including shear effects. Structural Journal, American Concrete Institute., vol. 103(5), 645-655, 2006.
[11] Petrangeli, M., Pinto, PE., Ciampi, V., “Fiber element for cyclic bending and shear of R/C structures, part I: theory,” Journal of Engineering Mechanics, ASCE., vol. 125(9), pp. 994-1001, 1999.
[12] Vecchio, F.J. & Collins, M.P, “Stress–Strain Characteristic of Reinforced Concrete in Pure Shear,” IABSE Colloquium, Advanced Mechanics of Reinforced Concrete, Delft, Final Report, International Association of Bridge and Structural Engineering, Zurich, Switzerland., 1981, pp. 221–225.
[13] Vecchio, F.J. & Collins, M.P, “The Modified Compression Field Theory for Reinforced Concrete Elements Subjected to Shear,” ACI JOURNAL., ProceedingsV. vol. 83, No. 2, pp. 219-231, Feb. 1986.
[14] Belarbi, A. & Hsu, T.T.C, “Constitutive Laws of Concrete in Tension and Reinforcing Bars Stiffened by Concrete,” ACI Structural Journal., vol. 91, No. 4, pp. 465-474, 1994.
[15] Pang, X.B. & Hsu, T.T.C, Behavior of Reinforced Concrete Membrane Elements in Shear, ACI Structural Journal., vol. 92(6), pp 665–679, 1995.
[16] Belarbi, A. & Hsu, T.T.C, “Constitutive Laws of Concrete in Tension and Reinforcing Bars Stiffened by Concrete,” ACI Structural Journal., vol. 91, No. 4, pp. 465-474, July-Aug. 1994.
[17] Hsu, T.T.C. & Zhang, L.X, “Nonlinear Analysis of Membrane Elements Fixed-Angle Softened Truss Model,” ACI Structural Journal., vol. 94, No. 5, pp. 483-492, Sept.-Oct. 1997.
[18] Zhang, L.X. & Hsu, T.T.C, “Behavior and Analysis of 100Mpa Concrete Membrane Elements,” Journal of Structural Engineering, ASCE., vol. 124, No. 1, pp. 24-34, Jan. 1998.
[19] Zhu, R.H.; Hsu, T.T.C.; and Lee, J. Y, “Rational Shear Modulus for Smeared Crack Analysis of Reinforced Concrete,” ACI Structural Journal., vol. 98, No. 4, pp. 443-450. 2001.
[20] Zhu, R.H. & Hsu, T.T.C, “Poisson Effect of Reinforced Concrete Membrane Elements,” ACI Structural Journal., vol. 99, No. 5, pp. 631-640, Sept.-Oct. 2002.
[21] Spacone, E.; V. Ciampi.; F.C. Filippou, “MIXED FORMULATION OF NONLINEAR BEAM FINITE ELEMENT,” Computers & Stuctures., vol. 58, No.1, pp. 71-83, 1996.
[22] Kupfer, HB.; Hildorf, HK.; Rusch, H, “Behavior of concrete under biaxial stresses,” Structural Journal of the American Concrete Institute., vol. 66(8), pp. 656–66, 1969.
[23] Vecchio, F. J, “Disturbed Stress Field Model for Reinforced Concrete: Formulation,” Journal of Structural Engineering., vol. 12, No.69, pp. 1070-1077, 2000.
[24] Vecchio,F.J, “Finite Element Modeling of Concrete Expansion and Confinement,” Journal of Structural Engineering, ASCE., vol. 118, No. 9. pp. 2390-2405, 1992.
[25] He, X.G. and Kwan, A.K.H, “Modeling Dowel Action of Reinforcement Bars for Finite Element Analysis of Concrete Structures,” Computers and Structures., vol. 79, No.6, pp. 595-604, 2001.
[26] Lefas, I. D., Kotsovos, M. D. and Ambraseys, N. N, “Behaviour of Reinforced Concrete Structural Walls: Strength, Deformation Characteristics and Failure Mechanism,” ACI Structural Journal., vol. 87, No.1, pp. 23-31, January-February 1990.
[27] Collins,M.P. and Mitchell, D, “Prestressed Concrete Structures,” Prentice-Hall, 1991, pp. 345.
[2] Li, YR. and Jirsa, JO., “Nonlinear analysis of an instrumented structure damaged in the 1994 Northridge earthquake” Earthquake Spectra., vol. 14(2), pp. 265-283, 1998.
[3] Elwood, K., “Modeling failures in existing reinforced concrete columns,” Canadian Journal of Civil Engineering., vol. 31(5), pp. 846-859, 2004.
[4] Lee, DH., Elnashai, A. “Seismic analysis of RC bridge columns with flexure-shear interaction,” Journal of Structural Engineering, ASCE., vol. 127(5), pp. 546-553, 2001.
[5] Lee, DH., Elnashai, A., “Inelastic seismic analysis of RC bridge piers including flexure- shear-axial interaction,” Structural Engineering and Mechanics., vol. 13(3), pp. 546-553, 2002.
[6] Xu, SY., Zhang, J., “Axial-shear-flexure interaction hysteretic model for RC columns under combined actions,” Journal of Engineering Structures., vol. 34(1), pp. 548-563, 2012.
[7] Spacone, E., Filippou, FC., Taucer, FF., “Fiber beam-column model for nonlinear analysis of R/C frames, part I: formulation,” Earthquake Engineering and Structural Dynamics., vol. 25, pp. 711-725, 1996.
[8] Ranzo, G., Petrangeli, M.A., “Fiber finite beam element with section shear modeling for seismic analysis of RC structures,” Journal of Earthquake Engineering., vol. 2(3), pp. 443-473, 1998.
[9] Shirai, N., Moriizumi, K., Terasawa K., “Cyclic analysis of reinforced concrete columns macro-element approach, modeling of inelastic behavior of RC structures under seismic load,” Reston, Virginia: American Society of Civil Engineers., 2001, pp. 435-453.
[10] Marini, A., Spacone, E., Analysis of reinforced concrete elements including shear effects. Structural Journal, American Concrete Institute., vol. 103(5), 645-655, 2006.
[11] Petrangeli, M., Pinto, PE., Ciampi, V., “Fiber element for cyclic bending and shear of R/C structures, part I: theory,” Journal of Engineering Mechanics, ASCE., vol. 125(9), pp. 994-1001, 1999.
[12] Vecchio, F.J. & Collins, M.P, “Stress–Strain Characteristic of Reinforced Concrete in Pure Shear,” IABSE Colloquium, Advanced Mechanics of Reinforced Concrete, Delft, Final Report, International Association of Bridge and Structural Engineering, Zurich, Switzerland., 1981, pp. 221–225.
[13] Vecchio, F.J. & Collins, M.P, “The Modified Compression Field Theory for Reinforced Concrete Elements Subjected to Shear,” ACI JOURNAL., ProceedingsV. vol. 83, No. 2, pp. 219-231, Feb. 1986.
[14] Belarbi, A. & Hsu, T.T.C, “Constitutive Laws of Concrete in Tension and Reinforcing Bars Stiffened by Concrete,” ACI Structural Journal., vol. 91, No. 4, pp. 465-474, 1994.
[15] Pang, X.B. & Hsu, T.T.C, Behavior of Reinforced Concrete Membrane Elements in Shear, ACI Structural Journal., vol. 92(6), pp 665–679, 1995.
[16] Belarbi, A. & Hsu, T.T.C, “Constitutive Laws of Concrete in Tension and Reinforcing Bars Stiffened by Concrete,” ACI Structural Journal., vol. 91, No. 4, pp. 465-474, July-Aug. 1994.
[17] Hsu, T.T.C. & Zhang, L.X, “Nonlinear Analysis of Membrane Elements Fixed-Angle Softened Truss Model,” ACI Structural Journal., vol. 94, No. 5, pp. 483-492, Sept.-Oct. 1997.
[18] Zhang, L.X. & Hsu, T.T.C, “Behavior and Analysis of 100Mpa Concrete Membrane Elements,” Journal of Structural Engineering, ASCE., vol. 124, No. 1, pp. 24-34, Jan. 1998.
[19] Zhu, R.H.; Hsu, T.T.C.; and Lee, J. Y, “Rational Shear Modulus for Smeared Crack Analysis of Reinforced Concrete,” ACI Structural Journal., vol. 98, No. 4, pp. 443-450. 2001.
[20] Zhu, R.H. & Hsu, T.T.C, “Poisson Effect of Reinforced Concrete Membrane Elements,” ACI Structural Journal., vol. 99, No. 5, pp. 631-640, Sept.-Oct. 2002.
[21] Spacone, E.; V. Ciampi.; F.C. Filippou, “MIXED FORMULATION OF NONLINEAR BEAM FINITE ELEMENT,” Computers & Stuctures., vol. 58, No.1, pp. 71-83, 1996.
[22] Kupfer, HB.; Hildorf, HK.; Rusch, H, “Behavior of concrete under biaxial stresses,” Structural Journal of the American Concrete Institute., vol. 66(8), pp. 656–66, 1969.
[23] Vecchio, F. J, “Disturbed Stress Field Model for Reinforced Concrete: Formulation,” Journal of Structural Engineering., vol. 12, No.69, pp. 1070-1077, 2000.
[24] Vecchio,F.J, “Finite Element Modeling of Concrete Expansion and Confinement,” Journal of Structural Engineering, ASCE., vol. 118, No. 9. pp. 2390-2405, 1992.
[25] He, X.G. and Kwan, A.K.H, “Modeling Dowel Action of Reinforcement Bars for Finite Element Analysis of Concrete Structures,” Computers and Structures., vol. 79, No.6, pp. 595-604, 2001.
[26] Lefas, I. D., Kotsovos, M. D. and Ambraseys, N. N, “Behaviour of Reinforced Concrete Structural Walls: Strength, Deformation Characteristics and Failure Mechanism,” ACI Structural Journal., vol. 87, No.1, pp. 23-31, January-February 1990.
[27] Collins,M.P. and Mitchell, D, “Prestressed Concrete Structures,” Prentice-Hall, 1991, pp. 345.
