The analysis and design of a reinforced concrete (RC) structures are generally conducted based on the complete structures. However, the construction of a RC structure is accomplished through a sequential construction, and the change in the structural system during each construction step causes remarkable differences in the structural behavior. This paper deals with rigorous analysis of RC frame structures and prediction of exact structural response during the construction.
Time-dependent deformations of concrete such as creep and shrinkage are taken into consideration and the construction sequences are described. The stiffness matrix of a beam element is derived on the basis of the layer approach, dividing a section with imaginary layers, and the iteration method adopted for structure analysis is the combined method. Creep and shrinkage strains at each layer are calculated by using the first order algorithm based on the expansion of creep compliance. Correlation studies with the numerical analysis results of low-rise, medium-rise, and high-rise RC frame structures are conducted to assess the differences in structural responses according to the construction sequences and profile of the structure.
철근 콘크리트 구조물의 해석과 설계는 일반적으로 완성된 구조계를 바탕으로 수행된다. 그러나 실제 철근 콘크리트 구조물의 건설은 시공 단계에 따라서 이루어지며, 각각의 시공 단계에서의 구조계의 변화는 구조물의 거동에 차이를 유발한다. 이 연구는 철근 콘크리트 프레임 구조물의 해석과 시공 중 구조물의 정확한 거동 예측을 살펴본다.
크리프와 건조수축과 같은 시간의존적 변형이 고려되었고, 시공 순서가 모사되었다. 보 요소의 강성 매트릭스는 단면을 가상의 층으로 나누는 적층단면법을 바탕으로 유도되었으며, 수치계산은 반복법을 사용하였다. 각 층에서의 크리프와 건조수축 변형률은 크리프 컴플라이언스의 전개에 바탕을 둔 1차 알고리즘을 통해 계산하였다. 저층, 중층, 고층 철근콘크리트 프레임 구조물의 수치 해석 비교 연구를 수행하여 구조물의 시공 단계와 형태에 따른 거동의 차이를 평가하였다.
