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강합성 박스거더교의 단면은 얇은 강판으로 조합된 형태로 가벼운 자중과 휨 강성 및 비틀림 강성이 다른 교량 형식에 비하여 월등히 우수하여 장지간 교량 구조물에 많이 사용되고 있다. 강박스 거더와 콘크리트 바닥판의 합성구조는 콘크리트 바닥판이 상부플랜지의 역할을 하므로 복부에서 전달되는 전단력에 의해 불균등한 전단변형이 발생한다. 따라서 복부와 플랜지가 만나는 지점에 큰 응력이 발생하는 구조적 특성을 나타낸다. 실무 설계에서 전단지연 현상에 의해 발생되는 불균등한 응력분포를 고려하기 위해 최대 응력이 전단면에 균일하게 작용한다는 유효폭 개념을 적용하고 있다. 유효폭 개념에 의해 단면을 감소시켜 응력을 검토하는 경우 복부와 플랜지가 접하는 부분에서 국부적인 응력집중과 전단지연현상에 의해 발생되는 응력보다 과소 평가 될 수 있다. 그러므로 본 논문은 강합성 박스거더교의 전단지연에 의한 응력분포를 분석하기 위하여 보요소 및 쉘요소를 이용한 ...

강합성 박스거더교의 단면은 얇은 강판으로 조합된 형태로 가벼운 자중과 휨 강성 및 비틀림 강성이 다른 교량 형식에 비하여 월등히 우수하여 장지간 교량 구조물에 많이 사용되고 있다. 강박스 거더와 콘크리트 바닥판의 합성구조는 콘크리트 바닥판이 상부플랜지의 역할을 하므로 복부에서 전달되는 전단력에 의해 불균등한 전단변형이 발생한다. 따라서 복부와 플랜지가 만나는 지점에 큰 응력이 발생하는 구조적 특성을 나타낸다. 실무 설계에서 전단지연 현상에 의해 발생되는 불균등한 응력분포를 고려하기 위해 최대 응력이 전단면에 균일하게 작용한다는 유효폭 개념을 적용하고 있다. 유효폭 개념에 의해 단면을 감소시켜 응력을 검토하는 경우 복부와 플랜지가 접하는 부분에서 국부적인 응력집중과 전단지연현상에 의해 발생되는 응력보다 과소 평가 될 수 있다. 그러므로 본 논문은 강합성 박스거더교의 전단지연에 의한 응력분포를 분석하기 위하여 보요소 및 쉘요소를 이용한 유한요소해석을 수행하였다. 해석 결과, 경간 지점부의 하부플랜지는 복부와 플랜지가 접하는 부분에서 가장 큰 압축응력이 나타나고 복부에서 멀어질수록 압축응력이 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 현상은 전단지연 효과에 의한 현상과 동일한 응력 분포를 나타내었으나 최대 응력은 보해석에 의한 응력보다 크게 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 더욱 정확한 설계을 위해서는 유효폭 개념에 의한 응력 평가뿐만 아니라 상세해석에 의한 응력을 분석할 필요가 있는 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Steel-composite box girder bridge with thin steel plates is widely used in long span bridge because it has light self-weight, and is superior bending and torsion stiffness to any other type of bridges. In this structure composited by steel box girders and concrete base-plates, the concrete slab play...

Steel-composite box girder bridge with thin steel plates is widely used in long span bridge because it has light self-weight, and is superior bending and torsion stiffness to any other type of bridges. In this structure composited by steel box girders and concrete base-plates, the concrete slab play a role as upper flange, and the unbalanced shear deformation is caused by transmitting shear force to the upper part. Therefore, the structure shows the structural characteristic which is large stress at the joint between web and flange. The concept of effective width that maximum stress acts on equivalently constant section is applied in the practical design to consider unbalanced distribution of stress due to the phenomenon of shear lag. The stress due to shear lag more underestimate than the stress due to local concentrated stress between web and flange when the applied sections are reduced by the concept of effective width. Consequently, this study performs the analysis of finite element involving beam and shell element in order to analyze the distribution of stress arising from steel-composite box girder because of shear lag. This study reaches the results that the largest compression stress is shown in the adjoined end support of bottom flange. Furthermore, the stresses have a tendency of reducing compression stress as far from web. This phenomenon shows the same as the distribution of stress with the effect of shear lag, but maximum stress is larger than beam analysis. Accordingly, the stress calculated by the effective width and stress by finite element method are required for more accurate design.

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