[논문]슬래브 하부 수평저항을 고려한 지반위의 콘크리트 슬래브 해석 모델 및 온도하중에 의한 거동 분석

김성민; 안주옥

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지반위에 놓인 콘크리트 슬래브가 온도하중을 받을 때 지반의 전단저항과 슬래브 하부와 지반과의 마찰 등에 의해 생기는 슬래브 하부의 수평저항을 고려하여 지반위에 놓인 콘크리트 슬래브의 거동을 분석하였다. 지반위의 콘크리트 슬래브와 강성도로포장의 해석에 널리 사용되는 탄성지반위의 얇은 판을 이용하여 슬래브 하부의 수평저항을 고려하기 위한 해석 공식을 유도하였다. 이를 이용하여 판요소와 쉘요소를 이용한 유한요소법에 의한 모델을 개발하여 수치해석 결과를 도출하였다. 해석 공식과 수치해석 모델을 이용한 해석 결과를 비교 분석하였고 매우 비슷한 결과가 도출 되는 것을 알 수 있었다. 슬래브의 상부와 하부에 온도 차이가 있을 때와 슬래브의 온도가 전체적으로 감소할 때, 콘크리트 슬래브의 응력 분포에 슬래브 하부의 수평저항이 미치는 민감성을 여러 가지의 다른 슬래브의 두께, 탄성계수, 그리고 지반의 수직탄성계수 등을 고려하여 분석하였다. 해석 결과에서 온도하중을 받을 때 슬래브 하부의 수평저항은 슬래브의 응력에 매우 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 발견하였다.

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The behavior of the concrete slabs on grade considering the horizontal resistance at the slab bottom, which exists due to the shear resistance of the foundation and the friction between the slab and the foundation, has been investigated when the slabs-on-grade are subjected to the thermal load. Anal...

The behavior of the concrete slabs on grade considering the horizontal resistance at the slab bottom, which exists due to the shear resistance of the foundation and the friction between the slab and the foundation, has been investigated when the slabs-on-grade are subjected to the thermal load. Analytical formulations have been developed to include the effect of the horizontal resistance at the slab bottom employing the thin plate on an elastic foundation that is widely used for the analysis of concrete slabs-on-grade and rigid pavement systems. Finite element formulations have then been developed using the plate bending elements and the flat shell elements. The solutions from the analytical and numerical models have been compared and showed very good agreement. The sensitivity of the horizontal resistance to the stresses of the concrete slab has been investigated with various values of the slab thickness, elastic modulus, and vortical stiffness of the foundation when subjected to the temperature gradient between the top and bottom of the slab and the uniform temperature drop throughout the slab depth. The analysis results show that the horizontal resistance at the plate bottom can significantly affect the stresses of the slab when the thermal loads are applied.

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The analysis results obtained with the finite element model developed using the shell elements are basically the same as those obtained with the model developed using the 3D solid elements when the horizontal resistance at the plate bottom is considered. Since the model consisting of the shell elements needs much smaller computation time and memory compared with the 3D analysis, it is very useful for practical purposes.

제안 방법

3(c) (kh=4, 080MN/m3 (15,000pci)), the analysis results between the analytical and numerical methods also show very good agreement. It should be noted that this comparison was made to examine whether the formulations including the horizontal resistance at the plate bottom were correct both in the analytical and the numerical analyses. Since the same results from the analytical and the numerical methods were achieved for the stress distribution due to bending of the plate under a distributed load, the stress distribution due to bending of the plate under a temperature gradient obtained using both methods sh이괴d be the same.
7, the results from the model developed using the shell elements and the 3D model are in excellent agreement. When the temperature gradient, which makes the plate in the curl up position, is applied, the models developed using the shell elements and the 3D solid elements yield slightly larger compressive stresses at the bottom of the plate and slightly smaller tensile stresses at the top of the plate compared with the results from the model developed using the plate bending elements. This happens because the horizontal resistance at the plate bottom resists the expansion of the bottom surface of the plate caused by curling of the plate, and as a result, additional horizontal compressive stresses occur over the plate thickness.

대상 데이터

Since the foundation resists curling of the plate, the compressive stresses occur at the lower part of the plate and the tensile stresses occur at the upper part of the plate. The length and width of the plate used in this study are 6.096m(20ft) and 3.658m(12ft), respectively, which are the typical dimensions of the jointed concrete pavements. The size of each finite element is 7.

이론/모형

To model the infinite extent of the plate in the horizontal direction and to eliminate the effect of the boundary conditions, the stresses near the load, which were not affected by the size of the plate, were considered to compare with those obtained by the analytical method. The solutions of the finite element model were obtained using a finite element computer program, ABAQUS(ABAQUS, 1998). Note that the stresses at the top and bottom of the plate have the same magnitude with opposite signs.

참고문헌 (12)

ABAQUS. (998), User's Manual Version 5.8, Hibbit, Karlsson & Sorensen, Inc
Huang, M. H., Thambiratnam, D. P. (2001), Deflection Response of Plate on Winkler Foundation to Moving Accelerated Loads, Engineering Structures, 23(9), pp.1134-1141

상세보기
Huang, Y. H. (1993), Pavement Analysis and Design, Prentice Hall, New Jersey, p.792
Kim, S. M., Nam, J. H., McCullough, B. F. (2003), Sensitivity of Design Variables to Continuously Reinforced Concrete Pavement Behavior, Proceedings of the 82nd Annual Meeting of Transportation Research Board, National Research Council. Washington, D.C. (CD ROM)
Kim, S. M., Roesset, J. M. (1997), Dynamic Response of Pavement Systems to Moving Loads. Geotechnical Engineering Report GR97-4. Geotechnical Engineering Center. The University of Texas at Austin
Kim, S. M., Roesset, J. M. (1998). Moving Loads on a Plate on Elastic Foundation. ASCE Journal of Engineering Mechanics. 124(9). pp. 1010-1016

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Kim, S. M., Won, M. C., McCullough, B. F. (2002). Dynamic Stress Response of Concrete Pavements to Moving Tandem Axle Loads. Transportation Research Record. Journal of the Transportation Research Board. 1809. pp. 32-41

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Kim, S. M., Won, M. C., McCullough, B. F. (2000). Three Dimensional Analysis of Continuously Reinforced Concrete Pavements. Transportation Research Record. Journal of the Transportation Research Board. 1730. pp. 43-52

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Liu, C., McCullough, B. F., Oey, H. S. (2000). Response of Rigid Pavements Due to Vehicle Road Interaction. ASCE Journal of Transportation Engineering. 126(3). pp.237-242

상세보기
Szilard. R. (2004). Theories and Applications of Plate Analysis. John Wiley & Sons Inc., p. 1056
Tabatabaie. A. M., Barenberg. E. J. (1980), Structural Analysis of Concrete Pavement Systems. ASCE Transportation Engineering Journal. 106(5), pp.493-506
Westergaard. H. M. (1925). Stresses in Concrete Pavements Computed by Theoretical Analysis. Public Roads. 7. pp.25-35

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