Hoyer’s effect 호이어스 이펙트
When the prestressing strand is released, the part outside the concrete recovers its original diameter while expansion of the portion embedded in the concrete is constrained. This leads to a change in the strand diameter along a portion of its length from the beam end. This difference in diameter produces a wedging effect commonly called Hoyer’s effect.
Hoyer’s effect has long been considered an important mechanism contributing to the transfer of stress between strand and concrete. Yet, in spite of its history, its true nature and relevance are still questioned. The simulations in this study allowed the opportunity to explore Hoyer’s effect and its role in stress transfer because the strands were simulated as 3-D parts.
프리스트레싱 스트랜드가 풀리면 콘크리트 외부 부분은 원래 직경을 회복하는 반면 콘크리트에 매립된 부분의 팽창은 제한됩니다. 이로 인해 빔 끝에서 길이의 일부를 따라 스트랜드 직경이 변경됩니다. 이러한 직경의 차이는 흔히 호이어 효과라고 불리는 쐐기 효과를 발생시킵니다.
호이어 효과는 오랫동안 스트랜드와 콘크리트 사이의 응력 전달에 기여하는 중요한 메커니즘으로 여겨져 왔습니다. 하지만 오랜 역사에도 불구하고 그 실체와 관련성에 대해서는 여전히 의문이 제기되고 있습니다. 이 연구의 시뮬레이션에서는 스트랜드가 3차원 부품으로 시뮬레이션되었기 때문에 호이어 효과와 응력 전달에서의 역할을 탐구할 수 있었습니다.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061812009002
Briere et al. (2013) provides a complete discussion of the “Hoyer effect”. Much of the following discussion is adopted from this reference.
After releasing the prestressing force, the primary strand behavior affecting the transfer of prestressing force is called the Hoyer effect (Hoyer, 1939 and Hoyer and Friedrich, 1939). When a straight wire or “tendon” is placed under tension, the diameter of the strand decreases due to the Poisson effect (from 2r0 to 2rs as shown in Figure 1.4). After the stress is released, the wire tries to return to its original diameter. If the wire is not encased by concrete, it returns to its original diameter (2r0). Similarly, where the prestressing force has been fully developed (beyond the transfer length), the wire maintains its stressed diameter (2rs; see Figure 1.4). In reality, the prestressing force does not develop linearly along the transfer length but varies as shown in Figure 1.4a). Thus, the diameter of the wire varies in a similar manner creating a wedge shape (Figure 1.4a). Radial forces will evolve along the concrete/wire interface (Figure 1.4). These restrain lateral expansion and provide friction to develop the bond strength in the interface thereby transferring the force from the wire to the concrete. This development in the bond strength between the wire and the concrete is called the “Hoyer effect”.
(2013)에서 '호이어 효과'에 대한 전체 논의를 확인할 수 있습니다. 다음 논의의 대부분은 이 참고 문헌에서 채택한 것입니다.
프리스트레스 힘을 방출한 후 프리스트레스 힘의 전달에 영향을 미치는 주요 스트랜드 거동을 호이어 효과라고 합니다(Hoyer, 1939 and Hoyer and Friedrich, 1939). 직선 와이어 또는 “텐던”이 장력을 받으면 푸아송 효과로 인해 스트랜드의 직경이 감소합니다(그림 1.4에 표시된 대로 2r0에서 2rs로). 응력이 풀린 후 와이어는 원래 직경으로 돌아가려고 시도합니다. 와이어가 콘크리트로 둘러싸여 있지 않으면 와이어는 원래 직경(2r0)으로 돌아갑니다. 마찬가지로 프리스트레싱이 완전히 발생한 경우(전달 길이를 초과하는 경우) 와이어는 응력을 받은 직경을 유지합니다(2rs, 그림 1.4 참조). 실제로 프리스트레싱 힘은 전달 길이를 따라 선형적으로 발전하지 않고 그림 1.4a)와 같이 변화합니다. 따라서 와이어의 직경도 비슷한 방식으로 변화하여 쐐기 모양을 만듭니다(그림 1.4a). 콘크리트/와이어 인터페이스를 따라 반경 방향의 힘이 발생합니다(그림 1.4). 이러한 힘은 측면 팽창을 억제하고 마찰을 일으켜 계면의 결합 강도를 발전시켜 와이어에서 콘크리트로 힘을 전달합니다. 와이어와 콘크리트 사이의 이러한 결합 강도의 정착을 “호이어 효과”라고 합니다.
After stretching the tendon, the diameter reduces from the original value due to the Poisson’s effect. When the prestress is transferred after the hardening of concrete, the ends of the tendon sink in concrete. The prestress at the ends of the tendon is zero. The diameter of the tendon regains its original value towards the end over the transmission length. The change of diameter from the original value (at the end) to the reduced value (after the transmission length), creates a wedge effect in concrete. This helps in the transfer of prestress from the tendon to the concrete. This is known as the “Hoyer effect”.
텐던을 늘린 후 푸아송 효과로 인해 직경이 원래 값보다 줄어듭니다. 콘크리트가 경화된 후 프리스트레스가 전달되면 텐던의 끝이 콘크리트에 가라앉습니다. 텐던 끝의 프리스트레스는 0이 됩니다. 텐던의 직경은 전달 길이에 따라 끝으로 갈수록 원래 값을 회복합니다. 직경이 원래 값(끝부분)에서 감소된 값(전달 길이 이후)으로 변경되면 콘크리트에 쐐기 효과가 발생합니다. 이는 텐던에서 콘크리트로 프리스트레스가 전달되는 데 도움이 됩니다. 이를 “호이어 효과”라고 합니다.
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