Finite Element Analysis on Heat of Hydration with Reinforcing Steel Bars

In the concrete structures, the magnitude and distribution of the temperature due to the heat of hydration are related to the thermal properties of each component composed of the concrete, the initial temperature, the type of formwork, and the ambient temperature of exposed surfaces. Even though the reinforcing steel bar has completely different thermal properties, it has been excluded. In the thermal analysis on the concrete structures. In this study, finite element analysis was performed on the concrete structures including the reinforcing steel in order to investigate their effect on temperature and stress distribution due to the heat of hydration. As the steel ratio increased, the maximum temperature and the internal-external temperature difference decreased by 32.5% and 10%, respectively. It is clear that the inclusion of reinforcing steel bars on the heat of hydration analysis is indispensable to obtain realistic solutions for the prediction of the maximum temperature and stresses

철근의 영향을 고려한 수화열 유한요소해석

수화열에 의한 콘크리트 구조물 내의 최대온도에는 재료의 열특성, 초기조건, 거푸집, 외부노출면 등이 영향을 미친다. 일반적인 콘크리트 구조물에는 콘크리트와는 전혀 다른 열특성을 갖는 철근이 보강되고 있으나 보통은 철근의 영향을 무시하고 수화열에 관한 해석을 실시하고 있다. 본 연구에서는 보강철근을 직접 고려하여 수화열의 분포 및 온도응력에 미치는 영향에 대해서 유한요소 해석연구를 실시하였다. 해석결과 철근이 구조물 내의 빠른 열 확산과 외부로의 열랑을 방출하는 효과에 기여하고 있음을 확인하였고, 콘크리트 표면의 인장응력을 감소시키는 것 또한 확인하였다. 따라서 정확한 수화열 해석을 위해서는 철근을 고려한 해석이 타당하며, 이를 통해 온도균열 감소와 온도철근량 감소효과를 기대할 수 있다.