Experimental Analysis of Curling Behavior of Concrete Slabs on Grade under Temperature Loading and Underlying Layers' Effects

지반위에 놓인 콘크리트 슬래브의 온도하중 하의 컬링 거동 및 하부층 영향 실험적 분석

This study was conducted to analyze the curling behavior of concrete slabs on grade under temperature loading through the laboratory tests and to investigate the effects of the support conditions of underlying layers on the curling behavior of the slab on grade systems. For the laboratory tests, the concrete slabs were fabricated and the temperature measurement sensors were installed. The temperature loading was applied intentionally and the time histories of the vertical displacements of the slab at several different positions were measured. One-layered underlying layers were made using different materials and different thicknesses. Two-layered underlying layers were also made to have the same composite stiffness each other, but the material of the upper layer was designed to be different The experimental analysis results showed that the trend of the displacement time histories of the slab was basically the same as that of the temperature gradient time histories. The characteristics of the curling behavior of the slab were analyzed by separating the regions of curling up and curling down. The difference in the vertical displacements at the center and comer decreased as the stiffness of the underlying layer became larger, and the upper layer's material of the underlying layers affected the curling behavior of the slab.

본 연구는 지반위에 놓여진 콘크리트 슬래브가 온도하중을 받아서 컬링할 때의 거동을 실내 실험을 통해 분석하고 슬래브를 지지하고 있는 하부층의 구성이 슬래브의 컬링 거동에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하기 위하여 수행되었다. 실험을 위해 콘크리트슬래브를 제작하고 온도측정센서를 장착하였으며 인위로 온도하중을 가하며 슬래브의 여러 위치에서 변위의 변화를 측정하였다. 하부층은 두 가지의 관점을 고려하여 구성하였으며, 첫째는 단일 하부층을 이용하여 재료와 두께를 달리하여 지지력을 다르게 하는 경우이며, 둘째는 하부층을 복층으로 구성하되 복합지지력은 일정하나 슬래브와 직접 접촉하는 상위하부층의 재료성질을 다르게 하는 경우이다. 실험결과 시간에 따른 슬래브의 수직 변위 변화는 온도구배의 변화와 거의 일치하는 양상을 보였으며 컬링 거동의 특성을 컬업 구간과 컬다운 구간으로 구분하여 분석하였다. 하부층의 지지력은 커질수록 슬래브의 중앙과 코너의 수직 변위 차이는 감소하게 되며 최상위 하부충의 재료 성질이 컬링 거동에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.