Transcript 로 타설할 경우에 대한 온도균열 발생검토 - K

부항다목적댐
부항댐 수화열 해석 보고서
2008. 10. 29
/ 기술본부
1. 수화열 해석 목적 및 검토 기준
1) 부항댐 수화열 해석 목적
: 동절기에 보통포틀랜트시멘트(OPC)로 타설할 경우에 대한 온도균열 발생검토
2) 수화열에 의한 온도균열 발생 검토 기준
: 구조계산서와 동일
구
분
검토방법
온도균열지수
산정방안
온도균열지수
평가 기준
검토방안
설계 적용 사항
실적에 의한 평가
온도균열지수에 의한 평가
본 설계에 적용
유한요소모델을 이용한 열응력 해석
시공단계에 따른 검토 수행
본 설계에 적용
균열을 방지할 경우
1.5 이상
균열발생을 제한할 경우
1.2 ~ 1.5
유해한 균열발생을 제한할 경우
0.7 ~ 1.2
본 설계에 적용
* 9.2 여수로 및 가배수터널 폐쇄공 수화열해석-부록 참조
주1) 열응력 해석에서 얻은 최대 주응력을 사용하여 온도균열지수 평가
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2. 수화열 해석 조건
- 월류부 외측 구조물 크기 : 종방향 타설길이 40 m
- 타설조건 : 5일 공정
- 콘크리트 배합설계 : 일반포틀랜트시멘트
콘크리트 강도
(MPa)
결합재량
(kg)
단열온도
상승량
속도계수
21
319
49.3
0.6135
35
390
57.8
0.7200
기준 온도(℃)
외기
콘크리트
10
10
비고
콘크리트표준시방서
- 모델링
: Full Modeling
: 열전달 조건 – 벽체 콘크리트 : 시스템거푸집 조건(스티로폼단열) (2.8 kcal/hr . m2 . oC))
– 상부 콘크리트 : 콘크리트 표면 양생포 2겹 + 천막 양생조건 (2.8 kcal/hr . m2 . oC)
: 1회 타설높이 2 m (12 x 2.0 ; 총 12단계시공)
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2. 수화열 해석 모델링
단면 중심부 온도
및 응력 비교 위치
타설 구간
(35MPa)
타설 구간
(21MPa)
모서리 응력 비교 위치
지반
< 수화열 해석 모델링 >
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3. 해석 결과 – 온도 이력
- 최고 온도 발생시기 및 부위
발생시기
중심부 최고온도
벽체 온도
온도차
타설 49일 후
70.27
41.87
28. 4
[ 시공단계별 중심부 온도이력 ]
[ 시공단계별 중심부 온도분포 ]
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3. 해석 결과 – 온도 응력
- 최소 온도균열지수 발생시기 및 부위 (모서리부분)
발생시기
발생부위
발생응력(MPa)
허용응력(MPa)
온도균열지수
시방서 비교
20 일
1단 모서리
3.32
2.50
0.75 (OK)
48 일
5단 모서리
2.84
2.61
0.92 (OK)
0.7 이상 유해균열
방지
모서리부분 응력분포
1단
2단
3단
5단
6단
7단
8단
9단
4
3.5
3
허용
허용
허용
허용
허용
허용
허용
허용
온도응력(N /m m2)
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
-0.5
-1
시간(hr)
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3. 해석 결과 – 온도 응력
- 최소 온도균열지수 발생시기 및 부위 (단면중심부)
발생시기
발생부위
발생응력(MPa)
허용응력(MPa)
온도균열지수
시방서 비교
10 일
2단 중심
2.38
2.24
0.94 (OK)
40 일
8단 중심
3.38
3.27
0.97 (OK)
0.7 이상 유해균열
방지
3단
4단
5단
6단
7단
8단
9단
1단
2단
4
3.5
3
허용
허용
허용
허용
허용
허용
허용
허용
허용
중심부 응력분포
온도응력(N /m m2)
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
-0.5
-1
시간(hr)
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4. 검토 결론 및 유의사항
1) 부항댐 월류부 벽체단면에 대하여 동절기 타설을 위해 일반포틀랜트시멘트를 사용한 콘크리트 배합에
대하여 1회 타설높이 2 m 로 5일 공정으로 분할 타설하는 경우에 대한 수화열 해석을 실시하였음.
2) 발생하는 콘크리트의 최고 온도는 타설 49일 후 중심부에서 최고 70.27도, 벽체 표면부에서
41.87도로 예상되어 내외부 온도차가 28.4도로 예상됨.
3) 온도응력 해석결과, 모서리에서 온도균열지수가 0.75이상으로 예상되며, 단면중심부에 온도균열지수가
0.94이상으로, 구조계산서의 기준을 만족함.
* 동절기 양생 중 유의사항
- 거푸집 탈형에 필요한 콘크리트강도에 도달하지 못할 수 있기 때문에 현장상황에 따라 급열양생이 필요함.
- 하부 2단까지 전체 구조물의 보온양생이 필요함(최소 버블시트 2겹이상 사용).
- 보온양생이 부족할 경우 일정간격으로 구속에 의한 균열이 발생할 수 있으며, 표면부에 균열 발생가능성이 높음.
이에 대한 보수방안도 고려해야 할 필요가 있음.
- 거푸집 탈형시 갑작스런 온도변화로 균열발생 가능성이 높기 때문에 이에 대한 대비가 필요함.
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