• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.67-72
• /
• 1992

The heat of hydration of cement causes the internal temperature rise at early age, particulary in massive concrete structures such as a footing of nuclear reactor building or a dam. As the result of the temperature rise and restraint of foundation, the thermal stress may induce cracks in concrete. Therefore, the prediction of the thermal stress is very important in the design and construction stages in order to control the cracks developed in massive concrete structures. And, in case of young concrete, creep effect by the temperature load is larger than That of old concrete. Thus the effect of creep must be considered for checking the cracks, serviceability, durability and leakage. This study is composed of two items. The first, it is to develop a finite element program which is capable of simulating the temperature history in mass concrete. The second, when the thermal stress of mass concrete structures considering creep is calculated by using the modified elastic modulus due to the inner temperature change. It is shown that the analytical results of this study is in comparably good agreement with JCI's analytical results.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.107-113
• /
• 1992

The heat of hydration of cement the causes the internal temperature rise at early age, particulary in massive concrete structures such as a mat-slab of nuclear reactor building or a dam or a large footing. As the result of the temperature rise and restraint of foundation, the thermal stress enough to induce concrete cracks can occur. Therefore, the prediction of the thermal stress is very important in the design and construction stages in order to control the cracks developed in massive concrete structures. And, more creep and shrinkage take place at elevated temperatures in young concrete, Thus the effect of creep and shrinkage must be considered for checking the safety and servicebility(crack, durability and leakage).

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.771-781
• /
• 1994

매스콘크리트에서 시멘트의 수화반응에 의해 발생되는 열은 약재령 콘크리트(young concrete)에서 내부온도의 증가와 체적변화를 초래하므로 외적인 구속이 존재하면 구조물에는 인장응력이 발생하고 이는 구조물에 균열을 일으킬 수 있다. 따라서 매스콘크리트의 설계와 시공단계에서 균열을 제어하기 위해서는 온도응력을 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다. 또한 약재령 콘크리트에서는 크리이프 효과가 노재령 콘크리트(old concrete)의 경우에 비하여 현저하게 크므로 이를 반드시 고려하여야 할 것이다. 이 논문은 매스콘크리트에서의 온도에 관한 시간이력을 구하고 크리이프와 각 요소의 온도를 고려한 탄성계수를 적용하여 온도응력을 구하는 유한요소 프로그램을 개발하는데 그 목적이 있다. 개발된 프로그램의 해석결과를 문헌의 자료들과 비교해 볼 때 온도균열의 제어에 가장 중요한 내부에서의 온도이력과 응력이 실험결과와 잘 부합되고 있다. 따라서, 이 논문의 해석방법은 매스콘크리트 구조물의 설계와 시공단계에서 균열의 제어를 위해 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제45권2호
• /
• pp.263-279
• /
• 2022

With the span and arch rib size of concrete-filled steel tube (CFST) arch bridges increase, the hydration heat of pumped mass concrete inside large-size steel tube causes a significant temperature variation, leading to a risk of thermal stress-induced cracking during construction. In order to tackle this phenomenon, a hydration heat conduction model based on hydration degree was established through a nonlinear temperature analysis incorporating an exothermic hydration process to obtain the temperature field of large-size CFST. Subsequently, based on the evolution of elastic modulus based on hydration degree and early-age creep rectification, the finite element model (FEM) model and analytical study were respectively adopted to investigate the variation of the thermal stress of CFST during hydration heat release, and reasonable agreement between the results of two methods is found. Finally, a comparative study of the thermal stress with and without considering early-age creep was conducted.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.305-311
• /
• 2016

개발된 저열 시멘트 콘크리트의 장기거동 특성인 비구속 건조수축과 크리프가 양생온도를 주요 변수로 측정하였다. 저열 콘크리트의 목표 압축강도인 42MPa를 고려하여 양생온도 5, 20, $40^{\circ}C$에서 물-결합재비는 각각 27.5, 30, 32.5%를 선택하였다. 콘크리트의 건조수축 변형률은 양생온도가 낮을수록 모세관 수 및 겔 공극수의 증발지연으로 인해 감소하는 경향을 보였다. 반면 크리프 변형률은 전이 온도 크리프의 발생으로 인하여 초기 양생온도가 낮은 실험체에서 높았다. 콘크리트 구조설계기준(KCI) 예측모델은 ACI 209 예측모델에 비해 실험결과와 잘 일치하였지만 개발된 저열 시멘트에 대한 보정계수의 제안이 필요하였다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.101-111
• /
• 1992

매스콘크리트 구조물에서의 시멘트 수화열은 구조물의 균열을 발생시킬 만큼 큰 내부온도를 발생시킨다. 따라서 매스콘크리트 구조물에서의 설계와 시공단계에서 내부온도응력을 예측할 수 있다면 이와같은 균열로 인한 구조물의 피해를 예방할 수 있을 것이다. 그리고 수화열에 의한 온도증가는 타설초기에 발생하므로 크리이프에 의한 영향도 매우크다. 따라서 온도응력해석시 크리이프와 건조수축의 영향을 고려하는 것이 구조물의 안전성과 사용성을 정확히 파악하는데 필요하다. 본 연구는 먼저 매스콘크리트의 온도이력을 유한요소법에 의해 해석하고, 작용하중이나 온도이력을 크리이프와 건조수축영향을 고려하여 콘크리트 구조물의 응력과 변형을 유한요소법에 의해 계산하였다. 본 연구에서 온도이력 계산과 콘크리트구조물의 응력과 변형의 계산을 위해 작성한 프로그램 결과를 실제 구조물의 실험결과와 비교하였을 때 양호한 결과를 얻었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
• /
• pp.474-477
• /
• 2006

To predict thermal stress independent of uncertain material properties of early age concrete, such as elastic modulus and creep, thermal stress device is used. In order to verify the application of various degree of constraint in the thermal stress device, a series of experiments were performed on mass concrete followed by numerical simulation. The application of various degrees of constraint can be achieved by using constraint frame material with different thermal expansion coefficient, length, and cross sectional area. Temperature development in the real structure has been simulated using temperature and humidity control chamber. The results from experiments and numerical analysis show that the thermal stresses estimated from simulation agree well with the general stress variations in the real structure even though the properties of concrete are uncertain.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.274-279
• /
• 1995

The heat of hyderation of cement causes the internal temperature rise and volume change at early age, paticular in massive concrete structures. As the results of the temperature rise and extenal restraint conditions, the themal stress may induce cracks in concrete. Therefore various techenuques of the themal stress control of the mass concrete has been widely used. One of these techniques is pipe-cooling which is considered in this study. The objective of this paper is to develop finite element program which is capable of simulating the temperature history and the thermal stress considering pipe-cooling, creep and the modified elastic modulus dud to maturity effect.

• Computers and Concrete
• /
• 제8권6호
• /
• pp.647-675
• /
• 2011

Our ability to predict hydration behavior is becoming increasingly relevant to the concrete community as modelers begin to link material performance to the dynamics of material properties and chemistry. At early ages, the properties of concrete are changing rapidly due to chemical transformations that affect mechanical, thermal and transport responses of the composite. At later ages, the resulting, nano-, micro-, meso- and macroscopic structure generated by hydration will control the life-cycle performance of the material in the field. Ultimately, creep, shrinkage, chemical and physical durability, and all manner of mechanical response are linked to hydration. As a way to enable the modeling community to better understand hydration, a review of hydration models is presented offering insights into their mathematical origins and relationships one-to-the-other. The quest for a universal model begins in the 1920's and continues to the present, and is marked by a number of critical milestones. Unfortunately, the origins and physical interpretation of many of the most commonly used models have been lost in their overuse and the trail of citations that vaguely lead to the original manuscripts. To help restore some organization, models were sorted into four categories based primarily on their mathematical and theoretical basis: (1) mass continuity-based, (2) nucleation-based, (3) particle ensembles, and (4) complex multi-physical and simulation environments. This review provides a concise catalogue of models and in most cases enough detail to derive their mathematical form. Furthermore, classes of models are unified by linking them to their theoretical origins, thereby making their derivations and physical interpretations more transparent. Models are also used to fit experimental data so that their characteristics and ability to predict hydration calorimetry curves can be compared. A sort of evolutionary tree showing the progression of models is given along with some insights into the nature of future work yet needed to develop the next generation of cement hydration models.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권2호
• /
• pp.77-85
• /
• 2012

피로파괴는 반복적인 하중에 의해 재료 내에 균열이 발생하고, 진전함에 따라 재료의 물성이 약화되어 최종적으로 파괴에 이르는 현상을 말하며, 일반적으로 반복적인 하중이 가해지는 기계나 구조물 등은 피로파괴를 고려한다. 암반구조물의 경우 일반적으로 동적인 반복하중에 의한 피로파괴보다는 정적인 크립에 의한 피로 파괴를 경험하는 경우가 대다수이다. 그러나 압축공기와 같은 물질을 지하에 저장하는 경우 물질의 입 출에 의한 내부 압력의 변화가 발생하기 때문에 지하저장시설이 위치하는 암반과 내부 콘크리트의 동적 피로파괴 특성을 검토해야한다. 본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동 내부에 설치되는 콘크리트 라이닝의 반복굴곡하중에 대한 물성변화와 플러그가 설치된 경계에서의 반복전단하중에 대한 물성변화를 실험적인 방법에 의해 알아보았다. 반복전단시험을 통해 적절한 수직응력에서 평면 인터페이스의 플러그도 역학적인 안정성을 확보할 수 있음을 알 수 있었다. 반복굴곡시험에서는 반복재하에 따른 콘크리트 라이닝의 강도저하 현상을 확인하였으며, 이로부터 S-N 곡선을 구하였다.