This study is a part of high strength lightweight aggregate concrete researches using lightweight aggregates and the purpose of this study is to find out the basic physical characteristics and tension cracking fracture characteristics of lightweight concrete. Crack Mouth Opening Displacement is measured through three point flexure experiment about embellish notch beam. Load-CMOD characteristics are examined through rules of countries, characteristics of lightweight concrete and tension cracking fracture experiments. The degree of tensile characteristic alteration according to size changes of specimen and the characteristics about crack surface are analyzed. The changes of softening curve are analyzed and fracture energy is drawn through inverse analysis by the obtained Load-CMOD curve. To decide fracture energy and analysis parametric, inverse analysis is conducted and Ant Colony Method is conducted for optimization and then a way to find out optimal parameterization fracture energy is suggested.

본 연구에서는 구조용강 시험편 내의 크랙의 성장특성을 주제로 하여 중앙크랙만이 존재하는 시험편과 중앙 크랙의 주변에 대칭으로 구멍들이 존재하는 시험편에 대한 파괴역학적 거동을 규명하고자 하였다. 구조용강으로 만들어진 시험편 내에 두 가지의 조건들을 적용하여 인장실험을 수행하였으며, 이를 통하여 시험편의 응력, Strain energy와 변형량에 대하여 해석하였다. 그리고 이러한 실험값들을 바탕으로 하여 응력확대계수를 구하였으며, 구해진 실험값들의 검증을 위하여 ANSYS 유한요소 해석 프로그램을 사용하여 시뮬레이션 해석을 수행하였다.

선박용 강판(KR Grad A-3)과 라임티타니아계 피복 아아크 용접봉(E4303)을 이용하여 대기중용접 및 습식 수중 용접하여 TRC 임계응력치, 열 사이클, 경도분포, 확산성 수소량, micro조직 등을 실험적으로 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. TRC 시험에 의한 초기 임계응력치 Σ 하(cr) 은 대기중 용접 및 수중용접의 어느 쪽에서도 Y groove 형상의 경우가 각각 71kg/mm 상(2), 51kg/mm 상(2) 로서 가장 높고, 반대로 45˚r 형 groove의 경우가 각각 52kg/mm 상(2), 41kg/mm 상(2)로서 최저이며, 수중용접부의 냉파괴 감수성이 대기중용접보다 높다. 2. 용접부의 경도는 조립 열영향부에서 가장 높고 대기중용접에서 약 H 하(k) 365, 수중용접에서는 급격한 냉각속도 때문에 약 H 상(k) 670으로 높게 되어 후자의 경우 파괴 감수성의 증가에 의한 낮은 임계응력치를 갖게 된다. 3. 48시간 동안의 확산성 수소량은 대기중용접에서 약 18cc/100g-weld-metal, 수중용접의 경우 약 48cc/100g-weld-metal로서 수중용접의 경우가 약 3배 정도 더 침입하고 있으므로 이의 방지책이 필요하다.

In this study, the unique material characteristics of steel fiber-reinforced concrete were introduced to extend the application of the compression field models to evaluations of shear capacity and behavior of steel fiber-reinforced concrete (SFRC) members. To achieve this purpose, nonlinear finite element program is developed using secant stiffness-based formulations, and the proposed numerical model was verified using basic experimental results of SFRC shear panels.

실제 교량의 바닥판에 적용할 목적으로 섬유의 길이 및 혼입량을 달리한 두 가지 초고성능 시멘트 복합체를 고려하고 있다. 이 연구의 목적은 이 두 재료의 균열저항성을 평가하는 것이다. 두 재료에 대한 휨인장 파괴실험을 수행하였고, 실험으로부터 얻은 하중-균열개구변위 관계를 최적으로 모사하는 인장응력-균열개구 관계를 역해석을 통해 파악하였다. 역해석결과 13 mm 길이의 섬유를 2% 함유한 UHPCC는 16.3 mm와 19.5 mm 길이의 섬유를 각각 0.5%와 1.0% 함유한 UHPCC에 비해 파괴에너지가 작은 것으로 나타났다. 균열을 보다 분산시키고 균열폭을 감소시키기 위해서는 길이가 긴 두 종류의 섬유를 혼용한 UHPCC를 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.