Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

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Age Dependent Behaviors of Composite Girders Subjected to Concrete Shrinkage and Creep

건조수축과 크리프에 의한 합성형 거더의 재령종속적 거동

  • Published : 2006.02.28
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Abstract

An incremental approach to predict the time dependent flexural behavior of composite girder is presented in the framework of incremental finite element method. Age dependent nature of creep, shrinkage, and maturing of elastic modulus of concrete is prescribed in the incremental tangent description of constitutive relation derived based on the first order Taylor series expansion applying to the total from of stress-strain relation. The loop phenomenon in which age dependent nature of concrete causes stress redistribution and it causes creep in turn is taken into account in the formulation through the incremental representation of constitutive relation. The developed algorithm predicts the time dependent deflections of 4.8m long two span double composite box girder subjected to shrinkage, maturing of elastic modulus, and creep initially induced by self weight. Comparison shows a good agreement between the predicted and measured results.

크리프와 건조수축에 의한 비역학적 변형이 구조물의 내적 혹은 외적 경계조건에 의하여 억제됨으로써 발생하는 역학적 변형률은 내적 응력상태의 변화를 초래한다. 이러한 내적응력 상태의 변화는 크리프 변형의 초기조건을 변화시킴으로써 비역학적 변형에 영향을 미치게 되며 또 다시 내적응력 상태의 변화를 초래하는 순환루프를 형성하게 된다. 콘크리트의 재령종속적 재료특성을 고려한 장기거동해석에서 요구되는 구성관계는 이러한 응력상태의 지속적 변화로 초래되는 크리프 변형 미케니즘의 변화를 고려할 수 있어야한다. 비역학적 변형의 영향을 받는 합성형 거더의 거동 예측을 위하여 본 연구에서는 콘크리트의 재령종속적 특성을 고려한 총 응력-변형률 관계를 Taylor 급수확장을 이용하여 기준시간에 관해 선형으로 확장하는 과정을 통해 응력-변형률의 점증관계를 정의하는 증분유효접선계수를 재령종속적 관계로 유도하였다. 콘크리트의 건조 수축과 크리프 및 탄성계수발현으로 야기되는 합성형 거더의 재령종속적 거동을 분석하기 위해 제안된 증분유효접선계수에 근거하여 유한요소 정식화를 수행하였다. 개발된 해석 알고리즘을 이용하여 부모멘트 구간 하단부에 콘크리트를 타설한 이중합성 거더에 대하여 최근 수행된 재령종속적 거동 실험을 예측하였고, 두 결과를 비교하여 매우 근접한 예측 결과를 얻을 수 있었으며, 합성형 거더에서 발생하는 지점부 부반력을 비교과정을 통해 분석하였다.

Keywords

References

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