최근 발생한 동일본, 뉴질랜드 지진을 비롯하여 전세계적으로 지진으로 인한 피해가 급증하고 있다. 우리나라는 이러한 지진대에 속해 있는 나라들에 비해 지진의 발생 가능성이 비교적 낮으며, 그 규모역시 수많은 연구에 따르면 최대 진도 6.5정도가 될 것으로 예측하고 있다. 따라서 우리나라와 같은 중약진 지진 구역에서는 지역 특성에 적합한 보다 합리적인 내진 설계 방법에 대한 연구가 필요하다. 최근 우리나라에서는 세계적인 추세에 따라 2010년 도로교 설계기준을 개정, 기존의 과다하게 설계되던 규정에 대해 보다 합리적으로 설계할 수 있도록 ...
최근 발생한 동일본, 뉴질랜드 지진을 비롯하여 전세계적으로 지진으로 인한 피해가 급증하고 있다. 우리나라는 이러한 지진대에 속해 있는 나라들에 비해 지진의 발생 가능성이 비교적 낮으며, 그 규모역시 수많은 연구에 따르면 최대 진도 6.5정도가 될 것으로 예측하고 있다. 따라서 우리나라와 같은 중약진 지진 구역에서는 지역 특성에 적합한 보다 합리적인 내진 설계 방법에 대한 연구가 필요하다. 최근 우리나라에서는 세계적인 추세에 따라 2010년 도로교 설계기준을 개정, 기존의 과다하게 설계되던 규정에 대해 보다 합리적으로 설계할 수 있도록 연성도 내진설계법을 제공하고 있다. 이처럼 개정된 내진 설계법을 고려하여 현재 설계되고 있는 교량에 대해 실제 설계의 효과 및 경제성에 대해 보다 다각적인 방향으로 연구가 필요하다. 본 연구에서는 개정된 도로교 설계기준을 바탕으로 철근 콘크리트 교각의 비탄성 동적 해석을 실시하였다. 특히 개정된 도로교 설계기준(2010)의 연성도 내진설계법의 효과를 분석하기 위해 장방형 및 원형 단면 교각에 대해 축방향 철근비와 축하중을 변수로 하여 횡방향 철근량을 산출, 분석하였다. 해석 대상 모델에 대해 OpenSees를 이용하여 해석하였으며, Fortran언어를 이용하여 작성한 프로그램을 통해 해석모델링의 적절성을 검증하였다. 해석에 사용되는 지진파로는 우리나라의 지진 특성을 고려하여 작성된 표준응답 스펙트럼을 적용한 인공지진파와 내진 해석에 흔히 채택되는 El-Centro지진파를 선택하였다. 이를 바탕으로 해석한 결과, 이전의 도로교 설계기준에 규정되었던 횡방향 철근량에 비해 연성도 설계법에서 제공하는 횡방향 철근량이 대부분 적게 산출되는 경향을 보였다. 특히 축하중이 주 사용하중 범위인 Pu=0.1~0.4fckAg인 경우, 횡방향 철근량이 온도 및 배력 철근과 이전 설계기준에서 제공하는 값 사이의 산출결과를 나타냈다. 또한 표준응답스펙트럼을 만족하는 인공지진파를 사용하여 동적 해석을 실시한 결과, 대체로 해석 대상 모델은 탄성범위내에서 거동하는 결과를 보였으며, 최대 지진으로 가정한 El-Centro지진파가 작용한 경우 비탄성 거동을 보이긴 하나 이 때의 최대 횡변위가 100mm를 초과하지는 않는 것으로 확인되었다. 따라서 연성도 설계법은 이전의 설계기준 적용시와 비교할 때 경제성이 있는 방법으로 평가되며, 도로교 이외의 다른 구조물이나 기존에 설치되었던 구조물에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
최근 발생한 동일본, 뉴질랜드 지진을 비롯하여 전세계적으로 지진으로 인한 피해가 급증하고 있다. 우리나라는 이러한 지진대에 속해 있는 나라들에 비해 지진의 발생 가능성이 비교적 낮으며, 그 규모역시 수많은 연구에 따르면 최대 진도 6.5정도가 될 것으로 예측하고 있다. 따라서 우리나라와 같은 중약진 지진 구역에서는 지역 특성에 적합한 보다 합리적인 내진 설계 방법에 대한 연구가 필요하다. 최근 우리나라에서는 세계적인 추세에 따라 2010년 도로교 설계기준을 개정, 기존의 과다하게 설계되던 규정에 대해 보다 합리적으로 설계할 수 있도록 연성도 내진설계법을 제공하고 있다. 이처럼 개정된 내진 설계법을 고려하여 현재 설계되고 있는 교량에 대해 실제 설계의 효과 및 경제성에 대해 보다 다각적인 방향으로 연구가 필요하다. 본 연구에서는 개정된 도로교 설계기준을 바탕으로 철근 콘크리트 교각의 비탄성 동적 해석을 실시하였다. 특히 개정된 도로교 설계기준(2010)의 연성도 내진설계법의 효과를 분석하기 위해 장방형 및 원형 단면 교각에 대해 축방향 철근비와 축하중을 변수로 하여 횡방향 철근량을 산출, 분석하였다. 해석 대상 모델에 대해 OpenSees를 이용하여 해석하였으며, Fortran언어를 이용하여 작성한 프로그램을 통해 해석모델링의 적절성을 검증하였다. 해석에 사용되는 지진파로는 우리나라의 지진 특성을 고려하여 작성된 표준응답 스펙트럼을 적용한 인공지진파와 내진 해석에 흔히 채택되는 El-Centro지진파를 선택하였다. 이를 바탕으로 해석한 결과, 이전의 도로교 설계기준에 규정되었던 횡방향 철근량에 비해 연성도 설계법에서 제공하는 횡방향 철근량이 대부분 적게 산출되는 경향을 보였다. 특히 축하중이 주 사용하중 범위인 Pu=0.1~0.4fckAg인 경우, 횡방향 철근량이 온도 및 배력 철근과 이전 설계기준에서 제공하는 값 사이의 산출결과를 나타냈다. 또한 표준응답스펙트럼을 만족하는 인공지진파를 사용하여 동적 해석을 실시한 결과, 대체로 해석 대상 모델은 탄성범위내에서 거동하는 결과를 보였으며, 최대 지진으로 가정한 El-Centro지진파가 작용한 경우 비탄성 거동을 보이긴 하나 이 때의 최대 횡변위가 100mm를 초과하지는 않는 것으로 확인되었다. 따라서 연성도 설계법은 이전의 설계기준 적용시와 비교할 때 경제성이 있는 방법으로 평가되며, 도로교 이외의 다른 구조물이나 기존에 설치되었던 구조물에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
Recently, damages occurred all over the world, including eastern Japan and New Zealand due to earthquakes are soaring. Korea is considered a relatively earthquake-free country compared to the countries in earthquake zones. Many studies show that expected earthquake magnitude of Korea is up to magnit...
Recently, damages occurred all over the world, including eastern Japan and New Zealand due to earthquakes are soaring. Korea is considered a relatively earthquake-free country compared to the countries in earthquake zones. Many studies show that expected earthquake magnitude of Korea is up to magnitude 6.5. Therefore, the studies for seismic design in the low to moderate earthquake region are essential. Following latest global trend, Korea Bridge Design code is revised in 2010 and complemented by ductility demand based seismic design. Revised seismic design regulations make economic design possible by reducing excessive transverse reinforcement. For investigating the difference between previous and currently revised seismic design regulations, parametric studies for bridges which are currently under construction or in service are necessary. In this thesis, seismic response analysis in inelastic range for reinforced concrete bridge columns is carryed out. To analyze the effect of ductility demand based seismic design which is included in 2010 Koeran code, axial force and longitudinal reinforcement ratio of rectangular and circular section bridge columns were chosen for analytical parameters. The general purpose computer program OpenSees was chosen to model the bridge coulmns. To verify the results of OpenSees, inelastic pushover analysis were conducted by using a domestically developed Fortran based computer programs. Two earthquake loadings which are well known El Centro and an artificial earthquake wave compatible with Korean design spentrum were selected. Based on the analytical results, the amount of transverse reinforcement from application of the revised design method seems to be smaller than that of previous design method, especially within the range of service loading of Pu=0.1~0.4fckAg. Generally, the columns behave elastically and do not have permanent deformation under the artificial wave. However, under El-Centro earthquake which can be considered the maximum earthquake in Korea, columns behave inelastically and the maximum lateral displacement was about 100mm. Therefore, ductility demand based seismic design method for reinforced concrete bridge columns are more economical and might be used in various reinforced concrete structures.
Recently, damages occurred all over the world, including eastern Japan and New Zealand due to earthquakes are soaring. Korea is considered a relatively earthquake-free country compared to the countries in earthquake zones. Many studies show that expected earthquake magnitude of Korea is up to magnitude 6.5. Therefore, the studies for seismic design in the low to moderate earthquake region are essential. Following latest global trend, Korea Bridge Design code is revised in 2010 and complemented by ductility demand based seismic design. Revised seismic design regulations make economic design possible by reducing excessive transverse reinforcement. For investigating the difference between previous and currently revised seismic design regulations, parametric studies for bridges which are currently under construction or in service are necessary. In this thesis, seismic response analysis in inelastic range for reinforced concrete bridge columns is carryed out. To analyze the effect of ductility demand based seismic design which is included in 2010 Koeran code, axial force and longitudinal reinforcement ratio of rectangular and circular section bridge columns were chosen for analytical parameters. The general purpose computer program OpenSees was chosen to model the bridge coulmns. To verify the results of OpenSees, inelastic pushover analysis were conducted by using a domestically developed Fortran based computer programs. Two earthquake loadings which are well known El Centro and an artificial earthquake wave compatible with Korean design spentrum were selected. Based on the analytical results, the amount of transverse reinforcement from application of the revised design method seems to be smaller than that of previous design method, especially within the range of service loading of Pu=0.1~0.4fckAg. Generally, the columns behave elastically and do not have permanent deformation under the artificial wave. However, under El-Centro earthquake which can be considered the maximum earthquake in Korea, columns behave inelastically and the maximum lateral displacement was about 100mm. Therefore, ductility demand based seismic design method for reinforced concrete bridge columns are more economical and might be used in various reinforced concrete structures.
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