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SI기법을 이용한 변단면 PSC 거더의 층상화 단면해석
Layered Section Analysis for PSC Girder with Variable Cross Section Using SI Technique 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers. A. 구조공학, 원자력공학, 콘크리트공학, v.30 no.6A, 2010년, pp.581 - 590  

김병화 (경남대학교 토목공학과) ,  박대효 (한양대학교 토목공학과) ,  전혜관 (한양대학교 토목공학과, (주)에이스이엔씨)

초록
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본 연구는 곡선배치 텐던을 갖는 변단면 PSC의 전단을 고려한 층상화 단면해석기술을 소개한다. 곡선배치 텐던의 전단평형을 고려하기 위해서, 각 층상화 단면에서 전단응력을 직접 산출 할 수 있는 새로운 방법과 각 층상화 단면의 변형률 산정시 기존의 반복법보다 수렴 속도가 효율적인 시스템인식기법을 적용하였다. 제안기법은 변단면 PSC보의 정재하실험 결과와 비교분석 되었으며, 추정된 구조응답과 실험결과가 잘 일치하고 있다. 또한, 동일 조건에서 변단면 PSC보와 균등단면 PSC보의 거동특성이 비교분석되었다. 분석결과을 살펴보면, 휨강성은 변단면과 균등단면이 동일하지만, 전단강성은 변단면이 균등단면 보다 크다. 더욱이, 변단면의 자중이 균등단면보다 크지만 변단면의 최대처짐이 균등단면 보다 작다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study introduces a layered sectional analysis for a PSC girder with a vaiable cross section and curved tendons. To consider the shear equilibrium at a concrete layer with curved tendons, the shear stress distribution has been computed at each section. In addition, to improve the convergence to ...

주제어

#단면해석   #프리스트레스 콘크리트 보   #비선형 비탄성 해석   #정재하실험   #변단면  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PSC 에 관한 해석기술로 대표적인 것은 무엇인가? PSC빔은 콘크리트, 철근 및 텐던이 부정정 구조시스템를 이루는 휨부재로써 비균질 비선형 재료특성을 가지고 있다. PSC 에 관한 해석기술은 RC(Reinforced Concrete)의 해석기술을 바탕으로 발전하여 왔으며, 유한요소방법(Finite Element Method)과 층상화모델방법(Layered Model Approach)이 대표적 이다. 유한요소방법은 3차원 해석시 철근 및 긴장재를 표현하는 개개의 요소를 콘크리트내에 정확히 모델링하는 데 한계가 있고(Kwak 등 2006), 대형구조물의 경우 모델링의 복잡하다 (곽효경 등, 2005; 김태훈 등, 2002).
PSC 에 관한 해석기술 중 유한 요소 방법의 한계점은 무엇인가? PSC 에 관한 해석기술은 RC(Reinforced Concrete)의 해석기술을 바탕으로 발전하여 왔으며, 유한요소방법(Finite Element Method)과 층상화모델방법(Layered Model Approach)이 대표적 이다. 유한요소방법은 3차원 해석시 철근 및 긴장재를 표현하는 개개의 요소를 콘크리트내에 정확히 모델링하는 데 한계가 있고(Kwak 등 2006), 대형구조물의 경우 모델링의 복잡하다 (곽효경 등, 2005; 김태훈 등, 2002). 반면, 층상화모델방법은 모델링이 간편하여 실무에서 선호되고 있다.
대표적인 신형식 거더에는 무엇이 있는가? 최근 들어 고강도 콘크리트 및 고강도 긴장재의 개발에 따라서 PSC빔의 다양한 활용연구 및 신형식 거더의 개발연구가 진행되고 있다. 대표적인 신형식 거더는 다단계 긴장형 거더(한 만엽 등 2000), 강재 I형 거더에 프리텐션을 도입하는 Preflex 거더(장웅성 등, 2003)등을 들 수 있다. 이 밖에 상부플랜지에 강판을 합성시켜 PS긴장재의 편심효율성을 증대시키는 PSC-e 빔, 다단계 긴장형으로 프리캐스트 바닥판을 올려 놓은 후 비합성 상태에서 2차 긴장력을 도입하는 DR-거더, 상부플랜지 폭이 넓은 거더를 거의 맞닿도록 배치한 후 슬래브를 타설하여 중립축을 위쪽으로 이동시켜 상하부 플랜지 응력값의 효율성을 최적화 시킨 WPC-거더 등이 있다(김광수 등, 2008).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (18)

  1. 곽효경, 김재홍, 김도연(2005) PSC 구조물 유한요소해석을 위한 긴장재 모델 개발, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제25권, 제1A호, pp. 153-161. 

  2. 김광수, 양인환(2008) 국내의 신형식 PSC 빔 거더교 개발 현황, 콘크리트학회지, 한국콘크리트학회, 제20권, 제3호, pp. 26-33. 

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  3. 김정호, 박경훈, 이상윤(2009) APC빔의 실물모형 실험연구. 한국건설기술연구원, 건기연 2009-002. 

  4. 김태훈, 이상국, 신현목(2002) 텐던요소를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 비선형 해석, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제22권, 제1A호, pp. 151-158. 

  5. 심종성, 배인환, 김정구(1999) 장경간 PSC-I형 거더 설계를 위한 해석적 연구, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제19권 제I-4호, pp. 581-590. 

  6. 장웅성, 경갑수, 방한서(2003) 프리플렉스 거더의 고강도강 적용을 위한 검토, 대한용접접합학회지, 대한용접접합학회, 제21권, 제5호, pp. 500-508. 

  7. 한만엽, 황의승, 김성겸 (2000) IPC 거더의 구조적 거동에 관한 연구, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제20권, 제4A호, pp. 525-533. 

  8. Collins, M.P. and Mitchell, D. (1990) Prestressed Concrete Structures. Prentice Hall International, London. 

  9. Kwak, H.-G. and Kim J.H. (2006) Numerical models for prestressing tendons in containment structures, Nuclear Engineering and Design, 236, pp. 1061-1080. 

    상세보기 crossref

  10. Kim, B.H. and Park, T. (2007) Estimation of cable tension force using the frequency-based system identification method, Journal of Sound and Vibration, Vol. 304, pp. 660-676. 

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  11. Kim, B.H., Joo, H.J., and Park, T. (2006) Nondestrucive damage evaluation of a curved beam, Structural Engineering and Mechanics, Vol. 26, No. 6, pp. 665-682. 

  12. Mattock, A.H. (1979) Flexural strength of prestresses concrete sections by programmable calculator, PCI Journal, Vol. 24, No. 1, pp. 32-57. 

  13. Mottershead, J.E. and Friswell, M.l. (1993) Model updating in structural dynamics: A survey, Journal of Sound and Vibration, Vol. 167, No. 2, pp. 347-375. 

    상세보기 crossref

  14. Popovics, S. (1970) A review of stress-strain relationships for concrete, ACI Journal, Vol. 67, No. 3, pp. 243-248. 

  15. Stubbs, N. (1985) A general theory of non-destructive damage detection in structures, in: H.H.H. Leipholz (Ed.), Proceedings of the Second International Symposium on Structural Control, University of Waterloo, Ontario, Canada, Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht, Netherlands, pp. 694-713. 

  16. Tadros, M.K., Seguirant, S. and Gallt, J.G. (2003) Prestress losses in pretensioned high-strength concrete bridge girders, NCHRP report 496, Transportation Research Center, Washington. 

  17. Timoshenko, S.P. and Gere J.M. (1963) Theory of elastic stability, 2nd Ed. McGRAW-HlLL International, London, pp. 32. 

  18. Vecchio, F.J. and Collins, M.P. (1988) Predicting the response of reinforced concrete beams subjected to shear using the modified compression field theory, ACI Structural Journal, Vol. 85, No. 3, pp. 258-268. 

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