• Computers and Concrete
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• 제6권2호
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• pp.167-185
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• 2009

Reinforced concrete floors constructed between movement restraints often crack seriously due to shrinkage after completion. One common mitigation measure is to construct the concrete floors in stages to allow part of the shrinkage movement to take place before completion. However, shrinkage movement analysis of concrete floors constructed in stages is quite cumbersome, as the structural configuration changes during construction, thus necessitating reanalysis of the partially completed structure at each stage. Herein, a finite element method for shrinkage movement analysis of concrete floors constructed in stages is developed. It analyses the whole structure, including the completed and uncompleted portions, at all stages. The same mesh is used all the time and therefore re-meshing and location matching are no longer necessary. This is achieved by giving negligibly small stiffness to the uncompleted portions, which in reality do not exist yet. In the analysis, the locked-in strains due to increase in elastic modulus as the concrete hardens and the creep of the hardened concrete are taken into account. Most important of all, this method would enable fully automatic shrinkage movement analysis for the purpose of construction control.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.208-215
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• 2018

기둥축소량을 발생시키는 원인과 현재까지 연구되어온 코드에 대하여 고찰하였다. 코드에서 언급하고 있는 내용들은공시체의 건조수축, 크리프, 압축강도 및 탄성계수 그리고 구조해석에서 산출되는 탄성변형을 다루고 있으나, 장기간의 모니터링에 의해 나타나는 온도에 의한 변형은 기존의 연구에 의해 발생되는 요소들에 의한 것보다 축소량이 적게 발생하는 것을 알 수 있었다. 하지만 기존의 연구에서는 온도에 의한 변형에 대해서는 고려하지 않고 건조수축, 크리프 및 탄성변형에 대하여 다루고 있는 것을 확인 할 수 있고, 공시체의 실험에 대해서는 온도에 대한 항목은 습도에 대한 항으로 대체하여 다루고 있음을 알 수 있다. 이에 대해 제안식에 의한 보정수치는 축소량 산정시 상부방향 4.9 mm 와하부방향 1.0 mm의 오차를 나타내어 측정에 의한 수치와 거의 일치하는 것으로 나타났다. 따라서, 기존의 기둥축소량 산정에 있어서 누락될 수 있는 온도에 대하여 추가적으로 더 연구하여 그 영향계수를(수직온도보정계수, ${\beta}_{vT}$) 고려하고, 공시체의 시험뿐만 아니라 구조체의 온도보정에 관한 기준 보완이 필요한 것으로 파악되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.109-116
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• 2006

크리프와 건조수축에 의한 비역학적 변형이 구조물의 내적 혹은 외적 경계조건에 의하여 억제됨으로써 발생하는 역학적 변형률은 내적 응력상태의 변화를 초래한다. 이러한 내적응력 상태의 변화는 크리프 변형의 초기조건을 변화시킴으로써 비역학적 변형에 영향을 미치게 되며 또 다시 내적응력 상태의 변화를 초래하는 순환루프를 형성하게 된다. 콘크리트의 재령종속적 재료특성을 고려한 장기거동해석에서 요구되는 구성관계는 이러한 응력상태의 지속적 변화로 초래되는 크리프 변형 미케니즘의 변화를 고려할 수 있어야한다. 비역학적 변형의 영향을 받는 합성형 거더의 거동 예측을 위하여 본 연구에서는 콘크리트의 재령종속적 특성을 고려한 총 응력-변형률 관계를 Taylor 급수확장을 이용하여 기준시간에 관해 선형으로 확장하는 과정을 통해 응력-변형률의 점증관계를 정의하는 증분유효접선계수를 재령종속적 관계로 유도하였다. 콘크리트의 건조 수축과 크리프 및 탄성계수발현으로 야기되는 합성형 거더의 재령종속적 거동을 분석하기 위해 제안된 증분유효접선계수에 근거하여 유한요소 정식화를 수행하였다. 개발된 해석 알고리즘을 이용하여 부모멘트 구간 하단부에 콘크리트를 타설한 이중합성 거더에 대하여 최근 수행된 재령종속적 거동 실험을 예측하였고, 두 결과를 비교하여 매우 근접한 예측 결과를 얻을 수 있었으며, 합성형 거더에서 발생하는 지점부 부반력을 비교과정을 통해 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.771-781
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• 1994

매스콘크리트에서 시멘트의 수화반응에 의해 발생되는 열은 약재령 콘크리트(young concrete)에서 내부온도의 증가와 체적변화를 초래하므로 외적인 구속이 존재하면 구조물에는 인장응력이 발생하고 이는 구조물에 균열을 일으킬 수 있다. 따라서 매스콘크리트의 설계와 시공단계에서 균열을 제어하기 위해서는 온도응력을 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다. 또한 약재령 콘크리트에서는 크리이프 효과가 노재령 콘크리트(old concrete)의 경우에 비하여 현저하게 크므로 이를 반드시 고려하여야 할 것이다. 이 논문은 매스콘크리트에서의 온도에 관한 시간이력을 구하고 크리이프와 각 요소의 온도를 고려한 탄성계수를 적용하여 온도응력을 구하는 유한요소 프로그램을 개발하는데 그 목적이 있다. 개발된 프로그램의 해석결과를 문헌의 자료들과 비교해 볼 때 온도균열의 제어에 가장 중요한 내부에서의 온도이력과 응력이 실험결과와 잘 부합되고 있다. 따라서, 이 논문의 해석방법은 매스콘크리트 구조물의 설계와 시공단계에서 균열의 제어를 위해 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of Theoretical and Applied Mechanics
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• 제1권1호
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• pp.69-88
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• 1995

The paper attempts to estimate the incubation time of a cavity in the interface between a power law creep particle and an elastic matrix subjected to a uniaxial stress. Since the power law creep particle is time dependent, the stresses in the interface relax. Through previous stress analysis related to the present physical model, the relaxation time is defined by ${\alpha}$2 which satisfies the equation $\Gamma$0 ｜1+${\alpha}$2k｜m=1-${\alpha}$2 [19]. $\Gamma$0=2(1/√3)1+m($\sigma$$\infty$/2${\mu}$)m($\sigma$0/$\sigma$$\infty$tm) where $\sigma$$\infty$ is an applied stress, ${\mu}$ is a shear modulus of a matrix, $\sigma$$\infty$ is a material constant of a power law particle, $\sigma$=$\sigma$0 $\varepsilon$ and t elapsed time. the volume free energy associated with Helmholtz free energy includes strain energies associated with Helmholtz free energy includes strain energies caused by applied stress anddislocations piled up in interface (DPI). The energy due to DPI is found by modifying the results of Dundurs and Mura[20]. The volume free energies caused by both applied stress and DPI are a function of the cavity size(${\gamma}$) and elapsed time(t) and arise from stress relaxation in the interface. Critical radius ${\gamma}$ and incubation time t to maximize Helmholtz free energy is found in present analysis. Also, kinetics of cavity fourmation are investigated using the results obtained by Riede[16]. The incubation time is defied in the analysis as the time required to satisfy both the thermodynamic and kinetic conditions. Through the analysis it is found that [1] strain energy caused by the applied stress does not contribute significantly to the thermodynamic and kinetic conditions of a cavity formation, 2) in order to satisfy both thermodynamic and kinetic conditions, critical radius ${\gamma}$ decreases or holds constant with increase of time until the kinetic condition(eq.40) is satisfied. Therefore the cavity may not grow right after it is formed, as postulated by Harris[11], and Ishida and Mclean[12], 3) the effects of strain rate exponent (m), material constant $\sigma$0, volume fraction of the particle to matrix(f) and particle size on the incubation time are estimated using material constants of the copper as matrix.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.629-638
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• 2009

합성단면을 구성하는 콘크리트 단면에 크리프에 의한 장기변형이 발생되면 합성단면에는 추가의 변형이 발생되며 콘크리트 단면에는 장기변형의 일부구속으로 잔류응력이 발생한다. 이 논문에서는 복잡한 합성단면에서 콘크리트 단면의 장기변형에 대한 반응을 평가하는 기존의 단계별계산법을 보다 효율적으로 적용할 수 있도록 일반화 하였다. 장기변형이 발생하는 콘크리트 단면과 이 변형의 일부를 구속하는 구속단면의 단면특성과 재료특성으로부터 초기 합성단면의 환산단면특성이 유도되고, 각 단계의 크리프계수가 고려된 유효탄성계수가 적용된 환산 단면특성이 유도되었다. 합성단면의 일반화 반응에 대한 5개의 일반화 매개변수로 구성된 단계별계산법의 식이 유도되었다. 각 단계별 계산식에는 크리프계수의 증가가 일정하도록 하여 식의 단순화와 계산시간의 감축 및 균등한 단계별 계산오차가 가능한 균등 크리프 단계별계산법을 제안하였다. 콘크리트 단면의 초기 축방향 탄성 변형률에 대한 일반화 반응은 콘크리트 단면적의 비율에 가장 민감하고, 콘크리트 단면의 단면이차모멘트 비율보다는 구속단면의 단면이차모멘트 비율에 보다 민감하였다. 반면에 콘크리트 단면의 초기 탄성곡률에 대해서는 콘크리트 단면의 단면이차모멘트 비율에 가장 민감하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권11호
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• pp.33-46
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• 2013

본 연구는 최근 기상이변의 영향으로 활발히 진행 중인 댐 치수능력사업의 일환으로, 운영 중인 콘크리트 표면차수벽형석괴댐(Concrete Face Rockfill Dam, CFRD)에서 측정된 계측결과와 시간 의존적 점탄성모델인 Kelvin 모델을 회귀분석하여 댐완공 이후 추가적인 하중증가 없이도 발생되고 있는 크리프(Creep)와 같은 댐의 장기 변형특성을 예측하고, 이와 같은 댐의 변형특성이 댐 제체를 구성하는 재료의 물리적 특성치(E, G, K) 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 댐의 장기적인 변형거동에 따른 물리적 특성치 변화가 댐 안정성에 미치는 영향과 댐 증고 시 댐의 장기적인 안정성 확보를 위한 합리적인 댐 안정성 평가방법을 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권2호
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• pp.181-188
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• 1993

본 논문에서는 철근콘크리트 쉘 구조물의 크리프와 건조수축에 의한 시간의존성 효과를 포함하여 해석할 수 있는 기법을 개발하였다. Degenerate 쉘 요소를 해석에 사용하였으며 층 분할 기법을 이용하였다. 콘크리트의 압축 거동 모델은 탄-소성 모델 혹은 변형율 경화 모델을 사용할 수 있도록 하였고, 인장 영역에서는 균열 발생시 까지 선형 탄성으로 가정하였다. 철근은 등가의 두께를 가지는 철근 층으로 근사되었으며 각 철근 층은 철근의 배치 방향으로만 저항하는 일축거동을 하며 응력-변형율 곡선을 두 개의 직선으로 이상화 하였다. 비선형 해석을 위해 하중 증분 기법과 반복계산 기법을 사용하였으며 시간 의존성 효과를 고려하기 위해 시간영역을 같은 간격이 아닐 수도 있는 여러 개의 구간으로 나누어 해석하였다. 몇 개의 계산 예를 제시하고 다른 연구자들의 결과와 비교하여 본 연구의 타당성을 검토하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권1호
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• pp.51-59
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• 1998

The purposes of the paper are to consider the failure phenomenon based on delamination and crack when the encapsulant of plastic IC package under hygrothermal loading in the IR soldering process is on elastic and viscoelastic behavior due to the temperature and to show the optimum design using fracture mechanics. The model for analysis is the plastic SOJ package with a dimpled diepad. The package model with the perfect delamination between chip and diepad is chosen to estimate the resistance to fracture by calculating J-integrals in low temperature and C(t)-integrals in high temperature with the change of the design under hygrothermal loading. The optimum design to depress the delamination and crack in the plastic IC package is presented.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.427-432
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• 2003

An analytical method to predict the flexural behavior of composite girder is presented in which the early-age properties of concrete are specified including maturing of elastic modulus, creep and shrinkage. The time dependent constitutive relation accounting for the early-age concrete properties is derived in an incremental format by expanding the total form of stress-strain relation by the first order Taylor series with respect to the reference time. The sectional analysis calculates the axial and curvature strains based on the force and moment equilibriums. The deflection curve of the box girder approximated by the quadratic polynomial function is calculated by applying to the proper boundary conditions in the consecutive segments. Numerical applications are made for the 3-span double composite steel box girders which is a composite bridge girder filled with concrete at the bottom of the steel box in the negative moment region. The one dimensional finite element analysis results are compared with those of the three dimensional finite element analysis and the analytical method based on the sectional analysis. Close agreement is observed among the three methods.