Abstract
This paper describes the methods to propose the optimal material properties and construction steps that prevent cracks due to the thermal stresses induced by the hydration heat under the construction of the concrete underpass structures. To achieve the goal of this study, the heat transfer theories were employed and the three-dimensional finite element model of the underpass structure was developed and used for the structural analyses. If the volume of the concrete member that is placed at one time is significantly large, the member is assumed to be the mass concrete and is easy to induce cracks. In order to minimize the cracks during the construction, two different methods can be utilized: one is to arrange the construction steps optimally and the other is to change the materials to reduce the probability of the crack occurrence. In this study, the analyses were performed by considering the changes in material properties with time, the characteristics of the hydration heat generation for cements and admixtures, the volume of the concrete placement at one time, and the environmental conditions.
본 연구에서는 콘크리트지하차도 시공 시 수화열에 의한 열응력 분포 특성을 분석하여 시공 재료와 시공 과정에 따른 균열 발생 여부를 분석하여 설계 시에 균열을 억제할 수 있는 재료 특성과 시공 단계를 제시하는 방법에 대하여 연구하였다. 이러한 분석을 위해 열전달 이론을 도입하여 지하차도의 3차원 유한요소해석 모델을 개발하여 구조해석을 수행하였다. 1회 타설하는 콘크리트 부재의 부피가 지나치게 크면 매스콘크리트가 되기 때문에 수화열에 의한 균열이 발생하기 쉬우며 이러한 균열을 억제할 수 있는 방법으로는 크게 시공 단계를 적절하게 배치하는 것과 또는 이러한 균열을 방지 할 수 있도록 재료 특성을 바꾸어 시공하는 것으로 구분할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 위해 콘크리트 재료 성질의 시간에 따른 변화 특성 시멘트 종류 및 첨가제 유무에 따른 수화열 발생 특성, 시공 단계에 따른 구조물의 크기, 외부 환경조건 등을 고려하여 분석을 수행하였다.
