[SAP2000으로 배우는 구조역학] 19장 시간의존성 해석 Time Dependent : 크리프, 건조수축 creep, shrinkage
작성자 : kim2kie
(2023-04-22)
조회수 : 13284
[SAP2000으로 배우는 구조역학] 19장 시간의존성 해석 Time Dependent : 크리프, 건조수축 creep, shrinkage
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구조시스템연구실 Structural System Laboratory, https://www.kim2kie.com
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Reference
• Time-dependent analysis of concrete with SAP2000, 2018
https://youtu.be/tM2hiVzX7po
[YouTube]
■ 문제
.다음과 같은 콘크리트 기둥이 있다. 5000일(약 13.7년)이 지난 후, 기둥 상단의 수직 변위를 구하라.
.가정:
-기둥의 자중은 무시
-콘크리트 탄성계수는 시간의 함수
-콘크리트 크리프/건조수축 발생
-재료 모델: CEB-FIP 90 Model Code
(Note) CEB-FIP란?
CEB Comité Européen du Béton(Committee European of Concrete, 유럽콘크리트위원회)
FIP Fédération Internationale de la Précontrainte(Federation International of Prestress, 프리스트레스트 콘크리트 국제연합)
.형상
-직경 D = 0.35 m, 높이 H = 5 m
.하중:
-시공단계 1: 7일째
-시공단계 2: 52일째 P = 1,000 kN 재하
-시공단계 3: 5,000일째 변위 계측
.재료
-fck = 25 MPa (EN: C25/30)
-탄성계수: Eci = 28,808 MPa
-온도팽창계수: alpha = 1e-5
-nu = 0.2
.압축강도와 강성
-시멘트 타입 계수 = 0.38(Slowly hardening cement, 지연 경화시멘트)
.크리프
-상대습도 75%
-개념 부재 치수(notional member size) h = 2 Ac / u(외기에 접하는 둘레) = 175 mm
.건조수축
-beta_sc = 4(Slowly hardening cement, 지연 경화시멘트)
-건조수축 시작일 = 2번째 날(양생기간 2일)
■ 해석 결과: 기둥 상단에서의 변위
.자중에 의한 변위: ΔD = 0.01064 mm(↓)
.하중에 의한 변위: ΔP = 1.71500 mm(↓)
.크리프에 의한 변위: ΔC = 3.21119 mm(↓)
.건조수축에 의한 변위: ΔS = 1.57748 mm(↓)
.ΔP + ΔC = 4.92619 mm(↓)
.ΔP + ΔC + ΔS = 6.50367 mm(↓)
■ Key Procedure
1. 재료 모델
▷ Define > Materials... > Time Dependent Properties... : CEB-FIP 90
-Compressive Strength and Stiffness (Modulus of Elasticity) (O) (Cement Type Coefficient = 0.38)
-Creep (O) (Relative Humidity = 75%)
-Shringkage (O) (beta_sc = 4, Start Age = 2 day)
2. 시공단계
▷ Define > Load Cases... > Staged Construction
-Stage 1: 7 days, Add Structure, Age at Add = 0
-Stage 2: 45 days,
-Stage 3: 4948 days, Load Objects, Load Pattern = Imposed