Hodhod, Osama A.;Said, Tamer E.;Ataya, Abdulaziz M.
Computers and Concrete
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제21권5호
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pp.513-523
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2018
Time dependent strain due to creep is a significant factor in structural design. Multi-gene genetic programming (MGGP) and artificial neural network (ANN) are used to develop two models for prediction of creep compliance in concrete. The first model was developed by MGGP technique and the second model by hybridized MGGP-ANN. In the MGGP-ANN, the ANN is working in parallel with MGGP to predict errors in MGGP model. A total of 187 experimental data sets that contain 4242 data points are filtered from the NU-ITI database. These data are used in developing the MGGP and MGGP-ANN models. These models contain six input variables which are: average compressive strength at 28 days, relative humidity, volume to surface ratio, cement type, age at start of loading and age at the creep measurement. Practical equation based on MGGP was developed. A parametric study carried out with a group of hypothetical data generated among the range of data used to check the generalization ability of MGGP and MGGP-ANN models. To confirm validity of MGGP and MGGP-ANN models; two creep prediction code models (ACI209 and CEB), two empirical models (B3 and GL 2000) are used to compare their results with NU-ITI database.
이 연구에서는 환경부하가 적은 산림훼손지 생태복원재료의 개발을 목적으로, 콘크리트와 국내산 침엽수 4종, 국내산 활엽수 3종의 제재라미나를 복합적층하여, 휨 크리프 성능에 미치는 수종의 밀도의 영향을 조사하였다. 목재-콘크리트 복합적층재의 휨 크리프곡선은 수종에 관계없이 시간에 따라 크리프곡선의 우측상변이 현저히 증가하는 형태를 나타내었고, 하중부하 후 약 30분 - 1시간 이후에서는 목재 및 목질재료와 같이 거의 직선적인 거동을 나타내는 것이 확인되었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 초기변형은 수종의 밀도의 증가에 비례하여 변형이 감소하였고, 이 값은 콘크리트의 0.9 - 1.2배의 값을 나타내었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 크리프변형은 콘크리트의 0.4 - 0.8배의 낮은 값을 나타내어 복합적층에 의한 콘크리트의 크리프변형의 현저한 감소가 확인되었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 상대 크리프는 8.2 - 17.0%의 범위로 복합적층에 의해 콘크리트의 그것보다 0.3 - 0.7배의 매우 낮은 값을 나타내는 것이 확인되었다. 이 결과는 목재와 콘크리트의 복합적층에 의해 기존 콘크리트재료의 크리프변형을 감소시킨 산림훼손지 생태복원재료로 응용가능성을 나타낸다.
Efficient numerical finite element analysis of creeping concrete structures requires the use Kelvin or Maxwell chain model, which is most conveniently identified from a continuous retardation or relaxation spectrum, the spectrum in turn being determined from the given compliance or relaxation function. The method of doing that within the context of solidification theory for creep with aging was previously worked out by Bazant and Xi, but only for the case of a continuous retardation spectrum based on Kelvin chain. The present paper is motivated by the need to incorporate concrete creep into the recently published microplane model M4 for nonlinear triaxial behavior of concrete, including tensile fracturing and behavior under compression. In that context. the Maxwell chain is more effective than Kelvin chain. because of the kinematic constraint of the microplanes used in M4. Determination of the continuous relaxation spectrum for Maxwell chain. based on the solidification theory, is outlined and numerical examples are presented.
본 연구는 잠실제2롯데월드 초고층 건축 프로젝트의 기둥축소량에 필요한 첫 번째 단계인 재료연구(일명 콘크리트 테스트 프로그램)의 일환으로 진행되고 있다. 현재까지 18개월간의 크리프 및 건조수축 측정결과가 확보되어 있으며 이에 대한 강도와 하중재령별로 분석을 실시하였고 추가적으로 회기분석을 실시하여 예측모델식에 따른 유도식을 제안하였다. 비교분석 시 사용된 예측 모델식은 ACI209R Model, Bazant-Baweja B3 Model, CEB MC99 Model, 및 GL2000 Model 등과 같이 네 가지 의 모델식을 활용하였다. 결과분석항목은 실무에서 활용되고 있는 전체 건조수축 변형과 단위 응력당 전체 크리프 변형(Compliance)에 대해서 실시하였다.
상대습도와 온도가 PET 필름의 점탄성 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 RH-DMA를 이용하여 single frequency strain mode 시험, stress relaxation mode 시험, creep 시험을 수행하였다. 상대습도는 10%, 30%, 50%, 70%, 90%를 적용하고 온도는 single frequency strain mode 시험의 경우 30~95℃, stress relaxation mode 시험의 경우 30℃ 와 70℃, creep 시험의 경우 5~95℃를 고려하였다. 연구결과에 따르면 상대습도가 높아지면 저장탄성계수와 손실탄성계수는 낮아지며 손실탄성계수의 최대값은 상대습도의 변화에 큰 영향을 받지 않고 거의 일정해진다. 이완탄성계수는 초기에 급격히 감소하다가 일정한 값을 가지며 높은 온도에서는 상대습도의 변화에 민감해진다. 변형률 회복는 초기에 급격히 증가하며 온도가 높아지면 이완 탄성계수와 마찬가지로 상대습도에 민감하게 변한다. 크리프 컴플라이언스의 증가 정도는 온도가 높아지면 커지며 유리전이온도보다 온도가 높아지면 증가 정도는 더욱 커진다. 시간-온도 중첩법을 통해 구해지는 마스터 선도를 이용하면 상대습도와 온도 등의 운용 조건에서의 장기 성능을 예측할 수 있는 정보를 얻을 수 있다.
본 연구에서는 약액주입 사질고결토에 대해 일정재하크리프시험과 반복재하크리프시험을 실시하여 점 탄소성 거동 규명과 크리프예측을 수행하였다. 일정재하크리프 시험결과 총 변형률은 탄성, 소성 그리고 점탄성변형률로 구분되었으며 이러한 변형률은 응력의 증가에 비례하여 증가하였고 회복된 변형률은 제하시간에 무관함을 알았다. 일정재하크리프시험 예측결과 일반화된 모델과 지수함수모델은 시험결과와 잘 일치하였다. 반복재하크리프시험에서 순간회복변형률은 반복횟수에 무관하였고 누적소성 변형률은 반복횟수에 따라 증가하였으며 응력레벨에 비례함을 알 수 있었다. 반복재하크리프시험의 예측결과 첫 사이클에서는 잘 일치하였으나 반복횟수가 증가함에 따라 약간의 오차가 발생되었다.
For the Rouse chain composed of infinite number of beads (continuous limit), conformational changes during the creep and creep recovery processes was recently analyzed to reveal the interplay among all Rouse eigenmodes under the constant stress condition (Watanabe and Inoue, Rheol. Acta, 2004). For completeness of the analysis of the Rouse model, this paper analyzes the conformational changes of the discrete Rouse chain having a finite number of beads (N = 3 and 4). The analysis demonstrates that the chain of finite N exhibits the affine deformation on imposition/removal of the stress and this deformation gives the instantaneous component of the recoverable compliance, $J_{R}$(0) = 1/(N-l)v $k_{B}$T with v and $k_{B}$ being the chain number density and Boltzmann constant, respectively. (This component vanishes for N\longrightarrow$\infty$.) For N = 2, it is known that the chain has only one internal eigenmode so that the affinely deformed conformation at the onset of the creep process does not change with time t and $J_{R}$(t) coincides with $J_{R}$(0) at any t (no transient increase of $J_{R}$(t)). However, for N$\geq$3, the chain has N-l eigenmodes (N-l$\geq$2), and this coincidence vanishes. For this case, the chain conformation changes with t to the non-affine conformation under steady flow, and this change is governed by the interplay of the Rouse eigenmodes (under the constant stress condition). This conformational change gives the non-instantaneous increase of $J_{R}$(t) with t, as also noted in the continuous limit (N\longrightarrow$\infty$).X>).TEX>).X>).
일반적으로 폐 PET 폴리머콘크리트는 일반포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 뛰어난 역학적 성질과 내구성을 가지고 있지만 열에 민감하고 변형이 큰 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 단기크리프 실험을 이용하여 폐 PET 폴리머콘크리트의 장기크리프거동을 예측하고 재료적 변수와 실험적 변수에 대한 폐 PET 폴리머콘크리트의 장기크리프거동의 특성을 정의하였다. 단기크리프 실험을 이용하여 장기크리프거동을 예측한 방법에서는 $5\%$이내의 작은 오차를 보여 높은 정확도를 나타냈다. 크리프변형률과 비 크리프 모두 중탄산칼슘을 충전제로 사용한 경우가 플라이에쉬를 사용한 경우보다 더 작은 값을 나타내었다. 응력비의 증가에 따라 크리프변형률, 비 크리프 모두 증가하였지만 비례하여 증가하지 않았다. 이는 폐 PET 폴리머콘크리트의 크리프거동은 비선형 점탄성거동을 하는 것으로 나타났다. 충전재 함량이 $10\%$ 증가할수록 크리프변형률, 비 크리프 모두 약$10\%$ 감소하였다. 하지만 충전재를 사용하지 않은 경우 그 값이 충전재를 $10\%$ 사용한 경우보다 크리프변형률은 약 $40\%$, 비크리프는 약 $100\%$ 이상 큰 값을 나타내었다. 이는 폐 PET 폴리머콘크리트에서 충전재의 사용이 크리프거동에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
This paper deals with the analysis for column shortening of RC frame structure considering the construction sequences. The time-dependent effects of concrete are taken into consideration in this study to simulate the actual structural behavior. The stiffness matrix of a beam element is derived on the bases of the layer approach, dividing a section with imaginary layers. Creep and shrinkage strains at each layer are calculated by using the first-order algorithm based on the expansion of creep compliance. Finally, the correlation studies with the purpose of analyzing the time-dependent behavior of building structure are conducted using the analytical model proposed in this study.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제13권4호
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pp.458-467
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2012
In this study, the linear viscoelastic response of a rectangular laminated plate is investigated. The viscoelastic properties, expressed by two basic spring-dashpot models, that is Kelvin and Maxwell models, is assumed in the range to investigate the influence of viscoelastic coefficients to mechanical behavior. In the present study, viscoelastic responses are performed for two popular equivalent single-layered theories, such as the first-order shear deformation theory (FSDT) and third-order shear deformation theory (TSDT). Compliance and relaxation modulus of time-dependent viscoelastic behavior are approximately determined by Prony series. The constitutive equation for linear viscoelastic material as the Boltzmann superposition integral equation is simplified by the convolution theorem of Laplace transformation to avoid direct time integration as well as to improve both accuracy and computational efficiency. The viscoelastic responses of composite laminates in the real time domain are obtained by applying the inverse Laplace transformation. The numerical results of viscoelastic phenomena such as creep, cyclic creep and recovery creep are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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