개요

• 매스콘크리트의 발열, 열전도율, 외기온도 등 시간의존적 물성치를 고려한 수화열 해석을 통해 단계별 분할 타설에 따른 온도균열지수 산정으로 내구성 확보
• 콘크리트 타설 양생  중 발생하는 수화열에 의한 응력검토
• 단계별 타설높이 점검

해석의 종류

• 발생한 온도분포 이력을 하중으로 시간단계별 구조해석을 수행하는 Thermo-Mechanical Couple Analysis를 사용
• 콘크리트 배합비를 입력하면 콘크리트 타설시 발생하는 수화발열량은 해석프로그램 LUSAS(Schindler and Folliard [L1-L3]사용)내부에서 시간에 따라 달라지는 값을 자동으로 계산하여 적용

요소의 종류

• 수화열 발생과 이에 따른 열해석에는 HF8요소가 사용되었으며, 열해석 결과를 입력 값으로 하는 시간이력 구조해석에는 Hx8M요소 사용

경계조건

• 열해석에 대한 경계조건은 초기에는 구조물 전체를 구속하는 조건으로 설정되나, 수화열 발생시 해제
• 시공단계별 타설은 LUSAS의 Deactivate/Activate 기능을 사용
• 지반의 환경변화적 특성을 LUSAS의 Environmental Loading으로 처리
• 구조해석을 위한 경계조건으로 상치콘크리트 바닥면은 고정단으로 설정, 신축이음부 수평방향구속
• 타설순서에 따라 경계조건도 함께 활성화 설정

하중조건

• 초기 콘크리트 온도는 수화열이 발생하기 전 초기조건으로 20℃ 적용
• 수화열 : 고로슬래그 시멘트 발열조건 사용
• 외기온도하중 : 외기와 접하는 부분은 시공단계별로 변화하게 되는데, 각 단계별로 공기와 접하는 면에 대하여 적용
• 지반온도하중 : 외기온도, 열전도율
• 자중 : 콘크리트 타설 후 각 시공단계별로 7일 간격으로 타설 순서대로 활성화되는 요소에 자중을 고려해야하며, 모델링에 반영된 형상에 따라 LUSAS프로그램 내부에서 고려되도록 Body Force하중을 재하

해석결과

시간단계별 온도분포(상치콘크리트 간부 및 두부)

균열지수 분포(상치콘크리트 간부 및 두부)

각 시공단계별 최대온도 발생위치의 온도변화