모듈러 교각 시스템은 표준화된 모듈 제품을 이용하는 구조로써, 기둥 모듈 그리고 피어캡 모듈로 구성되어 있다. 모듈러 구조는 상부구조의 설계 조건에 따르는 기둥 부분을 선택함에 있어서 시중에서 사용되고 있는 강관 제품을 사용하기 때문에 제품 선택에 한계가 있다. 표준화된 제품은 설계 시간과 제품을 미리 생산하여 시공현장까지 공급하기 때문에 공사 기간을 최소화 할 수 있다. 모듈러 교각은 중지간 다주식 교각을 갖는 교량을 대상으로 한다. 교각의 높이, 폭은 현장의 조건에 맞추어 표준화 된 모듈을 조립하여 현장적용이 매우 간편하다. 교각에서 가장 무거운 부분인 피어캡이다. 피어캡은 ...
모듈러 교각 시스템은 표준화된 모듈 제품을 이용하는 구조로써, 기둥 모듈 그리고 피어캡 모듈로 구성되어 있다. 모듈러 구조는 상부구조의 설계 조건에 따르는 기둥 부분을 선택함에 있어서 시중에서 사용되고 있는 강관 제품을 사용하기 때문에 제품 선택에 한계가 있다. 표준화된 제품은 설계 시간과 제품을 미리 생산하여 시공현장까지 공급하기 때문에 공사 기간을 최소화 할 수 있다. 모듈러 교각은 중지간 다주식 교각을 갖는 교량을 대상으로 한다. 교각의 높이, 폭은 현장의 조건에 맞추어 표준화 된 모듈을 조립하여 현장적용이 매우 간편하다. 교각에서 가장 무거운 부분인 피어캡이다. 피어캡은 고정하중을 줄이기 위하여 프리캐스트 콘크리트 세그먼트와 SRC 피어테이블의 4개의 모듈로 분할하였다. 이 논문에서 제시된 모듈러 시스템은 일반 철근 콘크리트 교각과 비교하여 자중을 20 %정도 감소시킬 수 있다. 기둥 모듈은 다주식 원형 충전강관 기둥을 사용하여 구성하였으며 기둥과 기둥은 브레이싱을 이용하여 연결하였다. 원형 충전강관 기둥은 우수한 강도 및 연성능력을 제공할 수 있다. 상용화된 강관은 정형화된 규격을 제공하며 압축과 휨에 대한 확실한 성능을 보장할 수 있다. 교각은 보통 압축력의 10 % 정도의 하중을 받도록 설계된다. 그러므로 다주식 기둥으로 구성된 다주식 원형 충전강관 교각은 외부의 충분한 압축력에 견딜 수 있는 내구성을 제공한다. 교각의 휨에 대한 구조성능은 브레이싱의 길이를 조절함으로써 하중을 기둥에 적절히 전달하게 하여 이를 통해 휨에 대한 구조 성능을 확보할 수 있다. 브레이싱 연결부는 저사이클 파괴에 의한 연결부에서의 조기파괴를 방지하여야 한다. 이 논문에서는 새로운 형식의 모듈러 피어캡을 제안하였다. 피어캡은 강-콘크리트 합성단면을 사용하고, 프리캐스트 콘크리트단면에 프리스트레스를 도입하였다. 피어캡은 다주식 원형 충전강관 교각에 적합하도록 설계되었다. 세그먼트의 자중을 줄이기 위하여, 프리스트레스가 도입된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 도입하여 피어테이블위에 거치하였다. 피어캡의 구조성능을 평가하기 위하여 정적 실험을 수행하였다. 피어캡에 대한 휨 실험에서 복합단면을 갖는 피어캡은 휨에 대하여 충분한 구조성능을 갖고 있는 것으로 평가되었으며 정모멘트와 부모멘트부에 대한 휨 성능도 만족하였다. 원형 충전강관과 피어테이블을 연결하는 피어테이블의 매입 강재는 응력 집중 없이 하중을 잘 전달하는 것으로 나타났다. 피어캡은 여러개의 이음부가 존재하며 이 이음부에서의 균열은 완전 프리스트레스 개념에 의해 횡방향 프리스트레싱에 의해 제어되어야 한다. 최대 하중이 작용할 때 프리스트레스 강선은 스트럿 타이 모델에 의해 강선의 최대 도입 긴장량을 산정하여 측정할 수 있다. 피어테이블과 프리캐스트 세그먼트를 연결하는 수직철근은 인발력을 고려하여 수평전단력을 고려하여 설계되어야 한다. 실험결과로부터 수직철근의 정착길이는 철근직경의 8배 이상을 확보하여야 하며, 수직 철근이 매입되는 덕트의 크기는 철근 직경의 4배 이상을 확보하여야 한다. 설계 개념은 실험결과를 통해 증명되었다. 좌굴방지 브레이싱을 사용하여 기둥과 브레이싱 연결부의 조기파괴를 방지하는 상세를 갖는 새로운 형태의 모듈러 교각 시스템을 실교모형 실험을 통하여 제안하였다. 이 논문에서 제시한 새로운 형태의 상세에 대한 거동을 교번하중을 작용시켜 비선형 거동을 분석하여 개선하였다. 제시된 소성힌지 해석 개념을 통하여 모듈러 교각의 휨 성능을 평가하는 방법을 제시하였다. 지진하중이 교각에 작용하였을 때 지진하중의 방향성에 따른 거동을 평가하기 위하여 비선형 해석을 수행하였다. 새로 제안한 상세를 갖는 브레이싱 연결부 상세는 기존에 연결부에서 파단이 일어났던 것과 비교하여 연결부 파괴 없이 완전 소성 거동을 보였다. 최대 하중에서의 에너지 소산능력은 안정적으로 증가하는 것으로 평가되었다. 에너지 소산능력을 증가시키기 위해서는 브레이싱은 하중을 기둥에 적절히 전달해야 한다. 그러므로 주부재인 원형 충전가관 기둥이 항복에 도달할 때까지 브레이싱과 기둥의 연결부의 파괴는 방지되어야 한다. 이 논문에서 제시한 소성힌지 개념에 의한 성능평가 결과 실험값과 계산 값을 비교하였을 때 실험값이 계산 값보다 18 % 크게 평가 되었다.
모듈러 교각 시스템은 표준화된 모듈 제품을 이용하는 구조로써, 기둥 모듈 그리고 피어캡 모듈로 구성되어 있다. 모듈러 구조는 상부구조의 설계 조건에 따르는 기둥 부분을 선택함에 있어서 시중에서 사용되고 있는 강관 제품을 사용하기 때문에 제품 선택에 한계가 있다. 표준화된 제품은 설계 시간과 제품을 미리 생산하여 시공현장까지 공급하기 때문에 공사 기간을 최소화 할 수 있다. 모듈러 교각은 중지간 다주식 교각을 갖는 교량을 대상으로 한다. 교각의 높이, 폭은 현장의 조건에 맞추어 표준화 된 모듈을 조립하여 현장적용이 매우 간편하다. 교각에서 가장 무거운 부분인 피어캡이다. 피어캡은 고정하중을 줄이기 위하여 프리캐스트 콘크리트 세그먼트와 SRC 피어테이블의 4개의 모듈로 분할하였다. 이 논문에서 제시된 모듈러 시스템은 일반 철근 콘크리트 교각과 비교하여 자중을 20 %정도 감소시킬 수 있다. 기둥 모듈은 다주식 원형 충전강관 기둥을 사용하여 구성하였으며 기둥과 기둥은 브레이싱을 이용하여 연결하였다. 원형 충전강관 기둥은 우수한 강도 및 연성능력을 제공할 수 있다. 상용화된 강관은 정형화된 규격을 제공하며 압축과 휨에 대한 확실한 성능을 보장할 수 있다. 교각은 보통 압축력의 10 % 정도의 하중을 받도록 설계된다. 그러므로 다주식 기둥으로 구성된 다주식 원형 충전강관 교각은 외부의 충분한 압축력에 견딜 수 있는 내구성을 제공한다. 교각의 휨에 대한 구조성능은 브레이싱의 길이를 조절함으로써 하중을 기둥에 적절히 전달하게 하여 이를 통해 휨에 대한 구조 성능을 확보할 수 있다. 브레이싱 연결부는 저사이클 파괴에 의한 연결부에서의 조기파괴를 방지하여야 한다. 이 논문에서는 새로운 형식의 모듈러 피어캡을 제안하였다. 피어캡은 강-콘크리트 합성단면을 사용하고, 프리캐스트 콘크리트단면에 프리스트레스를 도입하였다. 피어캡은 다주식 원형 충전강관 교각에 적합하도록 설계되었다. 세그먼트의 자중을 줄이기 위하여, 프리스트레스가 도입된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 도입하여 피어테이블위에 거치하였다. 피어캡의 구조성능을 평가하기 위하여 정적 실험을 수행하였다. 피어캡에 대한 휨 실험에서 복합단면을 갖는 피어캡은 휨에 대하여 충분한 구조성능을 갖고 있는 것으로 평가되었으며 정모멘트와 부모멘트부에 대한 휨 성능도 만족하였다. 원형 충전강관과 피어테이블을 연결하는 피어테이블의 매입 강재는 응력 집중 없이 하중을 잘 전달하는 것으로 나타났다. 피어캡은 여러개의 이음부가 존재하며 이 이음부에서의 균열은 완전 프리스트레스 개념에 의해 횡방향 프리스트레싱에 의해 제어되어야 한다. 최대 하중이 작용할 때 프리스트레스 강선은 스트럿 타이 모델에 의해 강선의 최대 도입 긴장량을 산정하여 측정할 수 있다. 피어테이블과 프리캐스트 세그먼트를 연결하는 수직철근은 인발력을 고려하여 수평전단력을 고려하여 설계되어야 한다. 실험결과로부터 수직철근의 정착길이는 철근직경의 8배 이상을 확보하여야 하며, 수직 철근이 매입되는 덕트의 크기는 철근 직경의 4배 이상을 확보하여야 한다. 설계 개념은 실험결과를 통해 증명되었다. 좌굴방지 브레이싱을 사용하여 기둥과 브레이싱 연결부의 조기파괴를 방지하는 상세를 갖는 새로운 형태의 모듈러 교각 시스템을 실교모형 실험을 통하여 제안하였다. 이 논문에서 제시한 새로운 형태의 상세에 대한 거동을 교번하중을 작용시켜 비선형 거동을 분석하여 개선하였다. 제시된 소성힌지 해석 개념을 통하여 모듈러 교각의 휨 성능을 평가하는 방법을 제시하였다. 지진하중이 교각에 작용하였을 때 지진하중의 방향성에 따른 거동을 평가하기 위하여 비선형 해석을 수행하였다. 새로 제안한 상세를 갖는 브레이싱 연결부 상세는 기존에 연결부에서 파단이 일어났던 것과 비교하여 연결부 파괴 없이 완전 소성 거동을 보였다. 최대 하중에서의 에너지 소산능력은 안정적으로 증가하는 것으로 평가되었다. 에너지 소산능력을 증가시키기 위해서는 브레이싱은 하중을 기둥에 적절히 전달해야 한다. 그러므로 주부재인 원형 충전가관 기둥이 항복에 도달할 때까지 브레이싱과 기둥의 연결부의 파괴는 방지되어야 한다. 이 논문에서 제시한 소성힌지 개념에 의한 성능평가 결과 실험값과 계산 값을 비교하였을 때 실험값이 계산 값보다 18 % 크게 평가 되었다.
A modular CFT bridge pier consists of footing, column and pier cap modules. Owing to design conditions of superstructures, CFT column modules have limited options of CFT steel tubes because the multiple CFT columns use commercial sections. Standardized module products enable reducing the design effo...
A modular CFT bridge pier consists of footing, column and pier cap modules. Owing to design conditions of superstructures, CFT column modules have limited options of CFT steel tubes because the multiple CFT columns use commercial sections. Standardized module products enable reducing the design effort and project delivery time. The modular CFT bridge pier accommodates from short to medium span multi-girder superstructures. Both the height and width of the pier can be easily modified by using column modules. Pier cap is commonly the heaviest part of the bridge pier. The pier cap is divided into four parts as precast concrete segments and SRC pier table to reduce deadweight. The proposed modular bridge pier system can reduce the total weight of the bridge pier more than 20 % comparing to the other types of reinforced concrete pier. The column module consists of multiple CFT columns connected by braces. CFT columns provide excellent compressive strength and ductility. Commercial CFT steel tubes have certain range of dimensions resulting in limits of load capacity in compression and tension. Bridge piers are normally designed to have approximately 10 % of its compressive capacity. Therefore, this modular CFT bridge pier system having multiple columns can provide enough axial capacity to resist compressive forces. Flexural resistance of the bridge pier is obtained by changing the length of the braces. Brace connections should have details to prevent premature low cycle fatigue failure. In this research, a new modular bridge pier cap was proposed. The pier cap uses a combination of steel-concrete composite section and a prestressed concrete section. The pier cap was designed for multiple CFT columns. In order to minimize weight of a segment, precast prestressed segments was assembled on the table. Static tests were conducted to evaluate the structural performance of the pier caps. Experiments on flexural behavior of the pier caps revealed that the hybrid section provided enough flexural strength and integral behavior not only for positive bending moment but also for negative bending moment. The pier table with an embedded steel member transmitted the load from shallow steel tubes to precast segments without severe stress concentration. Cracking of the joints in precast segments should be controlled by transverse prestressing force, assuming a full-prestressing concept. In order to prevent fracture of the tendon at maximum load capacity, effective prestress should be limited. The limitation of the effective prestress can be estimated by a simple strut-tie model, which is proposed in this paper. Design requirements on vertical reinforcement between the pier table and precast segments were horizontal shear force and uplift prevention. Test results showed that anchorage length of the reinforcing bars should be greater than eight times of their diameter. Diameter of the duct for the reinforcing bars should be greater than four times of their diameter. Design concepts were verified from the test results. A new modular bridge column system was proposed to prevent the connection failure through an experiment on the modular bridge pier with BRBs, conducted on a full-scale test specimen. The work presented in this research attempts to improve the cyclic performance by investigating the inelastic hysteresis, behavior of the newly proposed, plastic-hinge analysis concept. The proposed plastic-hinge-analysis concept is expected to provide a way of assessing flexural capacity of the modular pier. Nonlinear analyses were conducted to evaluate the effects of directivity of seismic loads on the behavior of the bridge pier. The proposed details of braces and their connection showed improved structural performance in terms of the full plastic behavior of the columns than the previous research. The energy dissipation capacity of the specimens showed a stable increase with increases in the load amplitude of the hysteresis loops up to the maximum load. In order to enhance the energy dissipation capacity, the brace needs to deliver the load properly. Therefore, the premature failure at the brace connection should be prevented until the CFT columns reach the yield. A simplified design method for the ultimate strength of multiple CFT columns was suggested based on the plastic-hinge analysis concept. The plastic-hinge analysis method provided a simple and reliable evaluation method for the prediction of the resistance of multiple CFT columns. The plastic hinge analysis results were compared with test results and yielded conservative estimations with a difference of 18 %.
A modular CFT bridge pier consists of footing, column and pier cap modules. Owing to design conditions of superstructures, CFT column modules have limited options of CFT steel tubes because the multiple CFT columns use commercial sections. Standardized module products enable reducing the design effort and project delivery time. The modular CFT bridge pier accommodates from short to medium span multi-girder superstructures. Both the height and width of the pier can be easily modified by using column modules. Pier cap is commonly the heaviest part of the bridge pier. The pier cap is divided into four parts as precast concrete segments and SRC pier table to reduce deadweight. The proposed modular bridge pier system can reduce the total weight of the bridge pier more than 20 % comparing to the other types of reinforced concrete pier. The column module consists of multiple CFT columns connected by braces. CFT columns provide excellent compressive strength and ductility. Commercial CFT steel tubes have certain range of dimensions resulting in limits of load capacity in compression and tension. Bridge piers are normally designed to have approximately 10 % of its compressive capacity. Therefore, this modular CFT bridge pier system having multiple columns can provide enough axial capacity to resist compressive forces. Flexural resistance of the bridge pier is obtained by changing the length of the braces. Brace connections should have details to prevent premature low cycle fatigue failure. In this research, a new modular bridge pier cap was proposed. The pier cap uses a combination of steel-concrete composite section and a prestressed concrete section. The pier cap was designed for multiple CFT columns. In order to minimize weight of a segment, precast prestressed segments was assembled on the table. Static tests were conducted to evaluate the structural performance of the pier caps. Experiments on flexural behavior of the pier caps revealed that the hybrid section provided enough flexural strength and integral behavior not only for positive bending moment but also for negative bending moment. The pier table with an embedded steel member transmitted the load from shallow steel tubes to precast segments without severe stress concentration. Cracking of the joints in precast segments should be controlled by transverse prestressing force, assuming a full-prestressing concept. In order to prevent fracture of the tendon at maximum load capacity, effective prestress should be limited. The limitation of the effective prestress can be estimated by a simple strut-tie model, which is proposed in this paper. Design requirements on vertical reinforcement between the pier table and precast segments were horizontal shear force and uplift prevention. Test results showed that anchorage length of the reinforcing bars should be greater than eight times of their diameter. Diameter of the duct for the reinforcing bars should be greater than four times of their diameter. Design concepts were verified from the test results. A new modular bridge column system was proposed to prevent the connection failure through an experiment on the modular bridge pier with BRBs, conducted on a full-scale test specimen. The work presented in this research attempts to improve the cyclic performance by investigating the inelastic hysteresis, behavior of the newly proposed, plastic-hinge analysis concept. The proposed plastic-hinge-analysis concept is expected to provide a way of assessing flexural capacity of the modular pier. Nonlinear analyses were conducted to evaluate the effects of directivity of seismic loads on the behavior of the bridge pier. The proposed details of braces and their connection showed improved structural performance in terms of the full plastic behavior of the columns than the previous research. The energy dissipation capacity of the specimens showed a stable increase with increases in the load amplitude of the hysteresis loops up to the maximum load. In order to enhance the energy dissipation capacity, the brace needs to deliver the load properly. Therefore, the premature failure at the brace connection should be prevented until the CFT columns reach the yield. A simplified design method for the ultimate strength of multiple CFT columns was suggested based on the plastic-hinge analysis concept. The plastic-hinge analysis method provided a simple and reliable evaluation method for the prediction of the resistance of multiple CFT columns. The plastic hinge analysis results were compared with test results and yielded conservative estimations with a difference of 18 %.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.