최근 연구출판됨~에공학는 섬유 강화 폴리머(FRP)로 둘러싸인 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대해 엔지니어가 이해하고 설계하는 방식을 개선할 수 있는 새로운 분석 중심 응력 변형 모델을 공개했습니다.S.S. Zhang, J.J.왕, 관린, X.F.Nie는 FRP에 국한된 UHPC의 압축 거동에 대한 더 깊은 통찰력을 제공하여 현재 구조 엔지니어링 모델의 중요한 격차를 해결합니다.

UHPC는 뛰어난 강도와 내구성으로 인해 현대 건축에서 두각을 나타냈습니다.그러나 FRP 재료로 제한되었을 때의 거동을 이해하는 것은 여전히 ​​복잡한 과제로 남아 있습니다.기존 모델은 FRP에 의해 제한된 일반 강도 콘크리트(NSC)의 응력-변형률 관계를 성공적으로 해결했지만 이러한 모델은 UHPC에 적용할 때 부족합니다.

화중과학기술대학교(Huazhong University of Science and Technology)와 남부과학기술대학교(Southern University of Science and Technology) 연구진이 수행한 이 연구는 동심원 압축 하에서 UHPC의 고장 메커니즘을 조사하고 정교한 분석 중심 모델을 개발함으로써 이러한 격차를 해소하고자 했습니다.

연구원들은 FRP에 의해 제한될 때 동심원 압축 하에서 UHPC가 어떻게 동작하는지 조사하기 위해 일련의 실험을 수행했습니다.그들의 연구 결과는 FRP로 제한된 NSC에 잘 적용되는 일반적으로 사용되는 응력-경로-독립성 가정이 UHPC에는 적용되지 않는다는 것을 보여주었습니다.이러한 불일치로 인해 팀은 FRP에 국한된 UHPC의 동작을 더 잘 표현하기 위해 기존 모델을 다시 생각하고 수정하게 되었습니다.

주요 발견 중 하나는 FRP로 제한된 UHPC에서 주요 대각선 균열이 형성되어 불균일한 측면 팽창이 발생한다는 것입니다.이 현상은 FRP에서 UHPC까지의 유효 구속 압력을 감소시켜 NSC에 사용된 응력 경로 독립 가정의 적용 가능성에 도전했습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 연구원들은 스트레스 경로 의존성의 영향을 통합하는 새로운 모델을 개발했습니다.제한 압력을 조정하고 제한 압력 간격에 대한 새로운 방정식을 포함함으로써 팀은 분석 중심 모델에서 이 요소를 성공적으로 설명했습니다.

제안된 모델은 수집된 테스트 결과의 포괄적인 데이터베이스를 사용하여 엄격하게 테스트되었습니다.검증 과정을 통해 새로운 모델이 FRP 제한 UHPC의 응력 변형 거동을 정확하게 예측했음이 입증되었습니다.이러한 정확도는 이전 모델에 비해 크게 개선되었으며 엔지니어에게 UHPC 구조 설계 및 분석을 위한 보다 안정적인 도구를 제공합니다.

이번 연구는 구조공학과 콘크리트 과학 분야의 중요한 진전을 의미한다.응력-경로 의존성을 고려하는 분석 중심 모델의 도입으로 UHPC의 압축 거동에 대한 보다 미묘한 이해가 제공됩니다.이러한 발전은 UHPC를 통합한 구조물의 설계와 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라 미래 연구를 위한 새로운 길을 열어줍니다.

상황을 정확하게 예측하는 능력행동FRP로 제한된 UHPC는심오한 의미위해건설 산업, 잠재적으로 다양한 구조적 적용을 위한 보다 효율적이고 안전한 설계로 이어집니다.이제 연구원과 엔지니어는 이러한 통찰력을 활용하여 UHPC 구조의 성능과 수명을 개선하고 콘크리트 기술의 혁신을 주도할 수 있습니다.

이 연구는귀중한 도구UHPC와 함께 일하는 엔지니어 및 연구원을 위한 제품입니다.건설 산업이 계속 발전함에 따라이 새로운 것입니다모델고성능 콘크리트 응용의 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 할 것을 약속합니다.

추가 정보:S.S. Zhang et al, 섬유 강화 폴리머로 제한된 초고 성능 콘크리트에 대한 분석 지향 응력 모델공학(2024).DOI: 10.1016/j.eng.2024.08.002

제공자:공학