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가설 설정
- (6) 압축을 받는 강거더 하부플랜지와 복부판은 국부좌굴이나 횡-비틈좌굴을 일으키지 않는다.
- (7) 부모멘트부 소성힌지에 의한 모멘트 재분배는 무시한다.
- 표 1에 요약한 바와 같이 강재는 SM570-TMC강을 사용하였으며, 상부 콘m리트 바닥판은 두께 250mm이고 압축강도 27MPa로, 하부 보강콘크리트의 압축강도는 40MPa로 가정하였다. 그림 1 에 나타낸 바와 같이 교폭은 12, 140mm로 2차선 도로이며, 2개의 개구제형 박스(tub type section)로 가정하였으며 박스내부 하부공간에 콘크리트를 타설한 이중합성 구조로 설계하였다.
- 단면계수의 산정이 필요하다. 내측교각 위 최대부모멘트 단면의 합성 후 단면계수를 계산할 때 상부 콘크리트 슬래브를 무시하고 종방향 철근만이 유효한 것으로 가정한다. 상부 슬래브의 종방향 철근량은 AASHT-LRFD(2004) 의 경험적 설계법에 의해 상부 콘크리트 바닥판 유효 단면적의 1%로 가정하고 단면계수를 산정하였다.
- 단면을 구성하는 강재의 응력-변형율 특성은 그림 7과 같은 이상화된 곡선으로 가정하였으며 이상화된 응력-변형율 곡선에 적용되는 기계적 특성 관련 파라미터는 표 8에 요약한 바와 같다. 아래 표에서 # 는 항복이 시 작되는 변형율을, # 강재의 변형경화(strain hardening) 가 시자되는 변형율을, Est 는 변형경화시의 탄성계수를 각각 나타낸다.
- 내측교각 위 최대부모멘트 단면의 합성 후 단면계수를 계산할 때 상부 콘크리트 슬래브를 무시하고 종방향 철근만이 유효한 것으로 가정한다. 상부 슬래브의 종방향 철근량은 AASHT-LRFD(2004) 의 경험적 설계법에 의해 상부 콘크리트 바닥판 유효 단면적의 1%로 가정하고 단면계수를 산정하였다. 하부 보강콘크리트의 환산단면계산 시에 단기합성단면에 작용하는 일시적인 하중에 대해서는 탄성계수비 n을 사용하며, 콘크리트의 건조수축, 온도차 및 크리프 등의 영향이 포괄적으로 고려된 장기합성단면에 작용하는 고정하중에 대해서는 3n 또는 n 가운데 응력이 크게 산출되도록 하는 값을 사용하여 구한다.
- 위의 알고리듬에서 보강철근의 최대변형율는 ACI 318-95(1995) 철근 설계규정에 따라 0.0035로 가정하였으며 이는 철근의 연성을 과소평가하는 것이지만 해석결과는 안전 측에 속하는 것이다.
- 설계변수는 하부 보강콘크리트의 두께, 상부플랜지, 복부판 및 하부플랜지의 치수, 보강재 새수이다. 표 1에 요약한 바와 같이 강재는 SM570-TMC강을 사용하였으며, 상부 콘m리트 바닥판은 두께 250mm이고 압축강도 27MPa로, 하부 보강콘크리트의 압축강도는 40MPa로 가정하였다. 그림 1 에 나타낸 바와 같이 교폭은 12, 140mm로 2차선 도로이며, 2개의 개구제형 박스(tub type section)로 가정하였으며 박스내부 하부공간에 콘크리트를 타설한 이중합성 구조로 설계하였다.
- 표 3에서 하부 보강콘크리트는 내측 지점부 전후룬 15m 총 30m 구간에 걸쳐 타설한 것으로 가정하고 두께는 0~600mm 를 고려하였으며, Mdcie 콘크리트바닥판 자중 및 강거더 자중에 의한 모멘트, MDCl_.bc는 하부 보강콘크리트 자중에 의한 작용모멘트, MDO2는 방호벽 자중에 의한 작용모멘트, Mdw는 두께 80mm의 포장 자중에 의한 작용모멘트 및 Mll+ime 충격을 포함한 설계활하중에 의한 작용모멘트를 나타낸다.
- 설계 시에는 최대부모멘트를 받는 이중합성 거더 단면의 강도한계상태, 사용성한계상태 및 시공성 검토를 고려하였다. 하부 보강콘크리트가 압축플랜지에 합성되기 전에는 압축플랜지의 좌굴을 검토하였으며 합성 후에는 좌굴이 방지된 것으로 가정하였다. 이중합성 박스거더의 하부플랜지 위에 타설하는 콘크리트의 두께에 따른 단면의 휨강성과 휨저항강도를 비롯하여 인장플랜지, 압축플랜지 및 복부판의 휨강도를 비교 분석하고, 하부 보강콘크리트의 유무에 따른 소요강재량을 비교하였다.
- 요약하였다. 하부 보강콘크리트는 내측 지점부 전후로 15m 총 30m 구간에 걸쳐 타설한 것으로 가정하였다. 단면설계 결과, 최대경간 장이 80m인 경우는 거더 높이가 2400mm, 100m인 경우에는 3000mm, 120m인 경우에는 3600mm로 설계된 것을 표 2는 보여준다.
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