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분할타설되는 콘크리트 슬래브의 소성수축균열 특성에 대한 해석적 연구
곽효경(Kwak Hyo-Gyoung),하수준(Ha Soo-Jun) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.4A
이 논문에서는 참고문헌(곽효경 등, 2004; 곽효경 등, 2005)에서 제안된 소성수축균열 해석모델을 바탕으로 분할타설되는 콘크리트 슬래브의 소성수축균열 해석방법을 제안하였다, 이 해석방법을 이용해 슬래브의 분할타설이 소성수축균열에 미치는 영향에 대해 알아보았고 분할타설방법에 따른 소성수축균열 발생 특성을 정량적으로 분석하였다. 나아가 콘크리트 배합과 외 기조건 및 분할타설방법을 변수로 하여 수행한 소성수축균열 해석으로부터 얻어진 해석결과를 바탕으로 슬래브의 표면 건조 시기와 먼저 타설된 콘크리트의 표면 건조를 방지하기 위한 임계 타설시간간격에 대한 모델식을 제안함으로써 슬래브에 소성수축균열이 발생하지 않도록 분할타설방법을 계획하거나 소성수축균열의 제어를 위해 적절한 시기에 양생을 시작할 수 있도록 하였다. In this paper, an analytical method which can predict the occurrence of plastic shrinkage cracking on concrete slabs with sequential placement is proposed on the basis of the numerical model introduced in the previous study. The influence of many design variables on plastic shrinkage cracking such as the number of layers and the time interval between layers is quantitatively analyzed through parametric studies using the analytical method. In advance, two equations are introduced to take into account the effect of sequential placement on the plastic shrinkage cracking of concrete slab; The first one is to calculate the time at which the surface of concrete slab begins to dry, and the second one is to determine the critical time interval to prevent the surface drying of previously placed concrete layers. The timing of curing and the sequence of concrete placement, which are important for the prevention of plastic shrinkage cracking, can be effectively planned using the introduced both equations without any rigorous analysis.
곽효경,권세형,하상희,Kwak, Hyo-Gyoung,Kwon, Se-Hyung,Ha, Sang-Hee 한국전산구조공학회 2011 한국전산구조공학회논문집 Vol.24 No.5
본 논문에서는 3차원 유한요소법과 수치시간적분을 사용하여 교량 내 단면의 시간에 따른 온도분포를 결정하였다. 초기재령 구조물의 거동을 효과적으로 모사하기 위해 시간에 따라 변하는 재료특성과 온도분포에 따른 열응력을 고려하였다. 온도분포는 비선형이며 열전도율, 비열, 콘크리트의 수화열, 대류계수 등의 재료 상수들과 태양열에 영향을 받으므로 주요한 영향인자인 시공시의 계절, 풍속, 교량 상판포장에 대한 영향을 고려하였다. 본 논문의 해석결과와 이전의 다른 해석연구와 비교를 통해 제안된 수치모델의 타당성을 검증하였다. 네 개의 다른 교량 단면의 연구를 토대로 더 타당한 설계결과를 얻기 위해서는 콘크리트 교량에서의 크리프 변형이 고려되어야 된다는 점과 도로교설계기준에서 제시한 온도분포는 개선될 필요가 있다는 것을 알 수 있었다. The time-dependent temperature distribution across the section in bridges is determined on the basis of the three-dimensional finite element analyses and numerical time integration in this study. The material properties which change with time and thermal stress of concrete are taken into account to effectively trace the early-age structural responses. Since the temperature distribution is nonlinear and depends upon many material constants such as the thermal conductivity, specific heat, hydration heat of concrete, heat transfer coefficients and solar radiation, three representative influencing factors of the construction season, wind velocity and bridge pavement are considered at the parametric studies. The validity of the introduced numerical model is established by comparing the analytical predictions with results from previous analytical studies. On the basis of parametric studies for four different bridge sections, it is found that the creep deformation in concrete bridges must be considered to reach more reasonable design results and the temperature distribution proposed in the Korean bridge design specification need to be improved.
보-거더 시스템 슬래브에서 지지부 처짐영향에 관한 연구
곽효경,송종영 한국전산구조공학회 1998 한국전산구조공학회논문집 Vol.11 No.1
본 논문에서는 건축 구조물에서 널리 사용되는 보-거더 구조계 슬래브에서 분포하중과 차량하중이 작용하는 경우에 지지부가 되는 가로보와 거더의 처짐이 슬래브 부재력에 미치는 영향을 연구하였다. 전체 패널에 한개의 가로보가 존재하는 단일 가로보(one-beam) 구조계 슬래브와 두 개 존재하는 이중 가로보 (two-beam)구조계 슬래브에서 지지부가 되는 가로보와 거더 및 슬래브의 강성을 변화시키면서 유한요소해석을 수행하였으며, 얻어진 결과를 토대로 회귀분석을 수행하여 설계시 지지부 처짐 영향을 고려할 수 있도록 보정계수를 제시하였다. 또한 제안된 보정계수를 대표적인 구조물의 설계방법에 적용시켜 그타당성을 검증하였다. In this study the support deflection effects in beam-girder slabs which are broadly being adopted in building structures are studied for both distributed loads and concentrated vehicle loads. Taking the finite element analysis of slabs supported with one or two cross beams, the member forces of slabs including the support stiffness have been calculated. Based on the obtained numerical results and regression analysis of those, correction factors of member forces for slabs supported with girders and cross beams have been proposed. Finally, the validity of the proposed correction factors are demonstrated through a typical design example.
다경간 연속 교량 구조물의 지진응답 평가를 위한 개선된 모드별 비탄성 정적 해석법에 관한 연구
곽효경(Kwak Hyo-Gyoung),홍성진(Hong Seong Jin),김영상(Kim Young Sang) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.3A
본 논문에서는 구조물의 모든 진동모드를 고려하는 모드별 비탄성 정적 해석법을 바탕으로 하여 다경간 연속 교량 구조물의 내진 역량을 평가할 수 있는 간단하고 효율적인 해석 방법을 제시하였다. 동일한 항복 후 기울기비와 근사 탄성변형 형상의 개념을 새롭게 도입하여 비탄성 구조계에 모드별 중첩이론을 직접 적용함으로써 발생하던 기존의 간섭 효과를 소거시켰다. 나아가 앞서 언급한 두 가지 개념과 적절한 분포하중을 정적 해석에 시용함으로써 더욱 간편한 해석 과정을 통하여 모든 종류의 교량 구조물에 대한 동적 거동을 예측하는 것이 기능해 졌다. 마지막으로 제안한 방법의 효용성과 적용성을 확인하기 위하여 4가지의 교량 모델에 대한 비선형 시간이력 해석과 간편화된 비선형 정적 해석의 변위예측 결과를 비교 분석하였다. In this paper, a simple but effective analysis procedure to estimate seismic capacities of multi-span continuous bridge structures is proposed on the basis of modal pushover analysis considering all the dynamic modes of structure. Unlike previous studies, the proposed method eliminates the coupling effects induced from the direct application of modal decomposition by introducing an identical stiffness ratio and an approximate elastic deformed shape. Moreover, in addition to these two introductions, the use of an appropriate distributed load {P} makes it possible to predict the dynamic responses for all kinds of bridge structures through a simpler analysis procedure. Finally, in order to establish the validity and applicability of the proposed method, correlation studies between rigorous nonlinear time history analysis and the proposed method are conducted for multi-span continuous bridges.