• 제목/요약/키워드: environmental thermal loads

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Layered model of aging concrete. General concept and one-dimensional applications

  • Truty, Andrzej;Szarlinski, Jan;Podles, Krzysztof
    • Computers and Concrete
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    • 제17권6호
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    • pp.703-721
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    • 2016
  • A novel approach to modeling concrete behavior at the stage of its maturing is presented in this paper. This approach assumes that at any point in the structure, concrete is composed of a set of layers that are activated in time layer by layer, based on amount of released heat that is produced during process of the concrete's maturing. This allows one to assume that each newly created layer has nominal stiffness moduli and tensile/compressive strengths. Hence introduction of explicit stiffness moduli and tensile/compressive strength dependencies on time, or equivalent time state parameter, is not needed. Analysis of plain concrete (PC) and reinforced concrete (RC) structures, especially massive ones, subjected to any kind of straining in their early stage of existence, mostly due to external loads but especially by thermal loading and shrinkage, is the goal of the approach. In this article a simple elasto-plastic softening model with creep is used for each layer and a general layered model behavior is illustrated on one-dimensional (1D) examples.

유한요소법에 의한 온도 하중의 해석 (A Finite Element Analysis Of Thermal Load On The Concrete Highway Pavement)

  • 조병완
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1991년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.26-28
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    • 1991
  • In the recent years, a rigid pavement composed of a flat concrete slab has ken constructed due to the desirable structural strength of concrete, durability and economy. However, despite of precise design and construction of concrete highway pavement, some sections of the 88 Olympic express highway, Jung-bu express highway, and Kyung-bu express highway, which have shown premature cracking, faulting, and pumping before the end of their intended service life, have already been viewed with great concerns by highway officials and engineers. Since environmental variations and traffic loads might be considered as major factors to cause pavement failure problems, the thermal load due to temperature variations between top and bottom surface of the concrete slab was highlighted to verify analytical behavior of concrete slab using the finite element method.

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냉방조건에서 실내기 위치 및 환기량에 따른 열쾌적성 및 유동 특성 (Thermal Comfort and Air Flow Patterns for Indoor Unit Positions and Ventilation Rates in Cooling Operation)

  • 고재윤;강태욱;박률
    • 설비공학논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.221-229
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    • 2008
  • This study analyze indoor thermal comfort properties such as PMV, PPD and fluid variables when the cooling loads are light, occupant and ventilation. There are 6 cases to study for the indoor unit installation conditions and ventilation rates. Numerical method is used to study the indoor environmental properties and experimental study is adapted to analyze reaching time by variable cooling load conditions.

Evaluation of Static Spring Constant and Accelerated Life Prediction for Compression Set of Polyurethane Resilient Pad in Rail Fastening System

  • Lee, Seung-Won;Park, Jun-Young;Park, Eun-Young;Ryu, Sung-Hwan;Bae, Seok-Hu;Kim, Nam-Il;Yun, Ju-Ho;Yoon, Jeong-Hwan
    • Elastomers and Composites
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    • 제53권4호
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    • pp.220-225
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    • 2018
  • Resilient pads play a major role in reducing the impact of loads on a rail in a rail-fastening system, which is essentially used for a concrete track. Although a compression set test is commonly used to measure the durability of a resilient pad, the static spring constant is often observed to be different from the fatigue test. In this study, a modified compression set test method was proposed to monitor the variations in the compression set and static spring constant of a resilient pad with respect to temperature and time. In addition, the life of the resilient pad was predicted by performing an acceleration test based on the Arrhenius equation.

건축물 열환경 특성제어를 위한 상변화 축열재 (Heat Storage Material by Using Phase Change Materials to Control Buildings Thermal Environment Characteristics)

  • 윤희관;한성국;심명진;안대현;이웅목;박종순;김재용
    • 공업화학
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    • 제21권5호
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    • pp.522-526
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    • 2010
  • 축열이용기술은 열저장효과를 이용하여 냉난방 부하가 적을 때 남는 열을 저장하였다가 부하가 증가할 때 이용하는 방법으로써, 열저장 물질의 온도이용 특성에 따라 현열축열과 잠열축열로 구분한다. 잠열축열은 특정 온도 범위에서 상변화 할 때 높은 잠열을 갖는 물질을 이용하여 열을 저장하는 방법으로 동일한 열저장을 위해 소요되는 공간 크기가 현열 축열에 비하여 작아지게 되고 일정한 온도범위에서 열의 흡수 및 방출이 가능한 특성이 있다. 본 연구는 건축물의 냉난방시 소요되는 에너지를 절약하기 위하여 상온 상변화물질을 축열재로 사용하여, 건축자재로 범용적으로 사용되고 있는 시멘트, 석고 등에 적용하고자 하였다. 제조된 물질이 에너지절약성능은 물론 건축자재로서 필요한 물성을 갖추기 위하여 최적배합 방법 및 비율을 도출하고자 하였다. 그에 따라 중량비로 3% 들어간 축열모르타르의 냉각지연효과는 약 19%로 나타났다.

Response of integral abutment bridges under a sequence of thermal loading and seismic shaking

  • Tsinidis, Grigorios;Papantou, Maria;Mitoulis, Stergios
    • Earthquakes and Structures
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    • 제16권1호
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    • pp.11-28
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    • 2019
  • This article investigates the response of Integral Abutment Bridges (IAB) when subjected to a sequence of seasonal thermal loading of the deck followed by ground seismic shaking in the longitudinal direction. Particular emphasis is placed on the effect of pre-seismic thermal Soil-Structure Interaction (SSI) on the seismic performance of the IAB, as well as on the ability of various backfills configurations, to minimize the unfavorable SSI effects. A series of two-dimensional numerical analyses were performed for this purpose, on a complete backfill-integral bridge-foundation soil system, subjected to seasonal cyclic thermal loading of the deck, followed by ground seismic shaking, employing ABAQUS. Various backfill configurations were investigated, including conventional dense cohesionless backfills, mechanically stabilized backfills and backfills isolated by means of compressive inclusions. The responses of the investigated configurations, in terms of backfill deformations and earth pressures, and bridge resultants and displacements, were compared with each other, as well as with relevant predictions from analyses, where the pre-seismic thermal SSI effects were neglected. The effects of pre-seismic thermal SSI on the seismic response of the coupled IAB-soil system were more evident in cases of conventional backfills, while they were almost negligible in case of IAB with mechanically stabilized backfills and isolated abutments. Along these lines, reasonable assumptions should be made in the seismic analysis of IAB with conventional sand backfills, to account for pre-seismic thermal SSI effects. On the contrary, the analysis of the SSI effects, caused by thermal and seismic loading, can be disaggregated in cases of IAB with isolated backfills.

산업용 열병합발전시스템에서 진화 알고리즘을 이용한 합리적 운전계획 수립에 관한 연구 (A Rational Operation Scheduling Using Evolutionary Algorithm on Industrial Cogeneration System)

  • 최광범;정지훈;이종범
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제49권10호
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    • pp.494-501
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    • 2000
  • This paper describes a strategy of a daily optimal operational scheduling in cogeneration system for paper mill. The cogeneration system selected to establish the scheduling consists of three units and several auxiliary devices. One unit generates electrical and thermal energy using the back pressure turbine. The rest two units generate the energy using the extraction condensing turbine. Three auxiliary boilers, two waste boilers and three sludge incinerators operate to supply energy to the loads with three units. The cogeneration system is able to supply enough the thermal energy to the thermal load, however it can not sufficiently supply the electrical power to the electrical load. Therefore the insufficient electric energy is compensated by buying electrical energy from utility. When the operational scheduling is performed considering the environmental problem. This paper shows the simulation results for daily operational scheduling obtained using the evolutionary algorithm. This results reveal that the proposed modeling and strategy can be effectively applied to cogeneration system for paper mill.

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영향선을 이용한 강상판 교량의 구스 아스팔트 포장에 대한 근사해석 연구 (A Study on Approximate Analysis of Steel Deck Bridges with Guss Asphalt Using Influence Line)

  • 서기홍;가훈;공민식;임성순
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.127-135
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    • 2006
  • 본 연구는 포장재의 높은 온도로 인해 발생하는 교량의 구조거동을 해석대상모델로 선택하여 열효과로 인한 변형이론를 정리하고 시공단계별 포장에 따른 교좌장치의 열 효과를 고려한 근사법의 제시를 연구목적으로 한다. 일반적으로 열영향은 대상 구조물의 형상, 크기 및 경계조건과 시간에 종속되는 대표적인 초기응력문제이다. 본 연구는 열영향을 시간에 독립된 초기응력문제로 가정하고 이를 등가의 초기하중으로 변환하여 이동하중처럼 재하함으로서 교좌장치에 발생하는 반력 및 변위에 대한 영향선 해석을 수행하였다. 임의로 선정한 연속된 포장구간에 대해 계산된 영향선을 이용하여 교좌장치들에 발생하는 열영향을 최소화하는 최적의 시공단계를 결정하였다.

섬유보강 콘크리트 기층의 환경하중에 대한 거동 수치 해석 (Numerical Analysis of Fiber Reinforced Concrete Base Subjected to Environmental Loads)

  • 조영교;김성민;박종섭;박영환
    • 한국도로학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.239-249
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    • 2011
  • 섬유보강 콘크리트를 이용하여 도로 포장의 기층을 형성하고 그 위에 아스팔트 또는 콘크리트로 표층을 구성함으로써 기능적인 측면과 구조적인 측면 모두에서 우수한 공용성을 발휘할 수 있는 복합포장 공법을 개발하기 위한 기초 연구로써 본 연구에서는 섬유보강 콘크리트 기층이 환경하중을 받을 때의 거동을 수치 해석을 통해 중점적으로 분석하였다. 이를 위해 2차원 유한요소해석 모델을 개발하였으며 이러한 모델을 사용하여 기층 슬래브 두께, 열팽창계수, 탄성계수, 인장 및 압축강도 등의 변수에 대하여 민감도 분석을 수행하였다. 기층의 거동으로는 균열간격과 균열틈 등 균열 특성을 선정하였다. 수치 해석 결과 고려한 변수가 균열간격 및 균열틈에 미치는 일반적인 영향을 파악할 수 있었으며, 기층 거동에 민감한 영향을 미치는 인자를 선정할 수 있었다. 이러한 결과는 표층 재료와 적절히 조합될 수 있는 섬유보강 콘크리트 기층의 재료 특성을 결정하는 기반이 될 것이다.

유한 요소법에 의한 콘크리트 포장 구조의 평면 거동연구 (Finite Element Analysis of Planar Effect on the Concrete Pavements)

  • 조병완
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1091-1096
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    • 1994
  • 콘크리트 포장구조에 있어서 온도팽창과 건조수축으로 인한 평면 변위 거동은 차량 하중에 관계없이, 포장슬래브와 노반과의 마찰에 의한 줄눈의 개폐에 주로 기인하고 있다. 따라서 콘크리트 포장구조의 평면 변위 거동을 해석하기 위하여 한 절점에서 dx, dy, 2 자유도를 갖는 직사각형 평면요소의 강성행열과 마찰, 건조수축, 온도 등으로 인한 등가절점 하중을 유도하였다. 콘크리트의 건조수축으로 인한 포장슬래브의 구조해석결과, 슬래브 길이가 길거나 지반과의 마찰계수가 큰 경우를 제외하고는, 큰 응력은 발생하지 않았지만, 차량하중과 조합할때는 인장응력의 증가와 함께 포장 슬래브에 균열이 발생할 수 있음을 보여주고 있다.

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