선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 범주를 결정할 수는 없다. 따라서 본 연구에서는 강합성 바닥 판의 피로수명을 기존의 피로상세 범주와 비교. 평가하기 위하여 피로실험 결과 나타난 피로응력 및 피로파괴에 대한 피로하중 재하횟수 관계를 NCHRP 102와 NCHRP 147 결과를 바탕으로 각각의 응력상세가 가질 수 있는 확률론적 범위를 지정하였으며, 각각의 시험체별로 파괴확률을 분석하였다.
- 본 연구는 절곡강판에 역 T형 강재를 용접하여 바닥판의 하중저항성능 및 강성을 향상시킨 새로운 형상의 교량용 강합성 바닥판의 피로거동을 평가하고 제안된 바닥판의 피로상세 범주를 평가하기 위하여 강합성 바닥판을 제작하고 세 종류의 응력범위에 대한 피로실험을 수행하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다.
- 2001; Nakai, 1998). 본 연구는 최근의 강재 가공기술의 발달에 따라 기존의 강합성 바닥판의 구조적인 문제와 경제적인 문제가 해결된 절곡강판에 역 T형 강재를 용접하여 바닥판의 하중저항성능 및 강성을 향상시킨 새로운 형상의 교량용 강합성 바닥판의 피로거동을 평가하고. 도로교 설계기준의 피로상세 범주와 이의 자료가 된 NCHRP 102(Fisher 등, 1970)와 NCHRP 147(Fisher 등, 1974) 결과를 바탕으로 각각의 응력상세범주가 가질 수 있는 확률론적 범위를 지정하고 이를 바탕으로 제안된 바닥판의 피로상세 범주를 평가하였다.
- 본 연구에서는 강합성 바닥판의 피로강도를 평가하기 위하여 시험체 절곡강판 하부에 공칭항복응력의 75, 60. 50%의 인장응력이 발생하도록 반복하중을 재하하였다.
제안 방법
- 그림 13은 그림 9. 10의 단면강성의 영향을 받게 되는 변형률 및 처짐관계를 이용하여 시험체의 피로하중 재하횟수에 따른 강성변화를 스터드 전단연결재의 배치간격에 따라 나타낸 것으로 스터드 배치간격이 150mm인 시험체와 250mm인 시험체의 강성 감소의 비교를 나타낸 것이다. 표 6은 그림 13에 나타난 강합성 바닥판 시험체의 강성변화를 피로파괴가 발생한 반복하중의 재하횟수인 4.
- 강합성 바닥판 시험체의 신뢰지수는 Albrecht(1983)가 제시한 확률모형 변수를 사용하였으며 시험체가 파괴될 경우와 생존할 경우에 대하여 각각 β=2.2와 β=-2.2를 적용, 파괴되지 않을 확률이 98.61%와 생존할 확률이 1.39%인 경우의 응력범위와 반복 재하횟수를 구하여 각각의 피로 상세범주에 따라 평가하였다. 표 7.
- (1) 강합성 바닥판의 피로실험 결과. 대상 강합성 바닥판의 피로 파괴는 역 T형 강재와 절곡강판이 용접된 하부강판의 절곡점에서 피로균열이 발생하여 절곡강판의 상부로 진전하여 파괴모드가 결정되었다.
- 본 연구는 최근의 강재 가공기술의 발달에 따라 기존의 강합성 바닥판의 구조적인 문제와 경제적인 문제가 해결된 절곡강판에 역 T형 강재를 용접하여 바닥판의 하중저항성능 및 강성을 향상시킨 새로운 형상의 교량용 강합성 바닥판의 피로거동을 평가하고. 도로교 설계기준의 피로상세 범주와 이의 자료가 된 NCHRP 102(Fisher 등, 1970)와 NCHRP 147(Fisher 등, 1974) 결과를 바탕으로 각각의 응력상세범주가 가질 수 있는 확률론적 범위를 지정하고 이를 바탕으로 제안된 바닥판의 피로상세 범주를 평가하였다. 본 연구에 사용된 강합성 바닥판의 정적강도는 정연주(정연주 등, 2004; 한국건설기술연구원, 2004; 2003)등에 의하여 실험적으로 검토되었으며.
- 3%인 것으로 측정되었다. 본 연구에서는 SS400강종의 공칭항복강도인 240MPa을 기준으로 피로하중의 응력범위를 산정하였다. 또한 시험체의 제작에 사용된 콘크리트는 압축강도 실험을 통해 표 4에서 보는 바와 같이 설계강도(30MPa) 이상임을 확인하였다.
- D와 피로실험결과를 비교하여 본 결과, 강합성 바닥판의 실험결과는 피로상세 범주 B와 유사하고 피로상세 범주 C와 비교해서는 모두 안전 측으로 평가되고 있음을 확인할 수 있다. 이를 현행 도로교 설계기준 피로-수명곡선의 자료가 된 NCHRP 102와 NCHRP 147 보고서의 피로실험결과와 비교하여, 피로 상세 범주 B와 C에 따라 확률적으로 분석한 결과. 본 강합성 바닥판의 피로상세 범주는 C에 해당하는 것으로 나타났다.
- 본 연구에 사용된 강합성 바닥판의 정적강도는 정연주(정연주 등, 2004; 한국건설기술연구원, 2004; 2003)등에 의하여 실험적으로 검토되었으며. 정적강도가 확보된 합성바닥판 내부의 스터드 전단연결재 배치간격을 달리한 시험체 8본을 제작하여 피로실험을 수행하였다.
- 비교, 검토하였다. 제안된 강합성 바닥판의 절곡강판과역 T형강의 용접이음부는 그림 14에서 보여지는 바와 같이 절곡된 강판에 조립된 T형강을 용접함으로써 새로운 조립부재를 형성한 형태이다. 도로교설계기준에서 제시하고 있는 상세범주 중에서 바닥판의 피로상세 범주와 유사한 형태로는 범주 분류의 예 5번(그림 15).
- 제안된 강합성 바닥판의 피로상세 범주를 결정하기 위하여 바닥판의 피로거동이 주로 강재피로에 의해 지배된다는 가정하에 기존의 피로설계기준에서 제시하고 있는 피로상세 범주를 제안된 강합성 바닥판의 절곡강판과 역 T형강의 용접이 음부상세와 비교, 검토하였다. 제안된 강합성 바닥판의 절곡강판과역 T형강의 용접이음부는 그림 14에서 보여지는 바와 같이 절곡된 강판에 조립된 T형강을 용접함으로써 새로운 조립부재를 형성한 형태이다.
- 따라서 본 연구에서는 강합성 바닥 판의 피로수명을 기존의 피로상세 범주와 비교. 평가하기 위하여 피로실험 결과 나타난 피로응력 및 피로파괴에 대한 피로하중 재하횟수 관계를 NCHRP 102와 NCHRP 147 결과를 바탕으로 각각의 응력상세가 가질 수 있는 확률론적 범위를 지정하였으며, 각각의 시험체별로 파괴확률을 분석하였다.
- 1 로 설정하여, 최소응력이 최대응력의 10%가 되도록 하중을 재하하였다. 피로실험은 500kN의 Actuator를 이용해 2.5 Hz의 진동수로 4점 휨 실험을 실시하였으며, 50, 000 cycles의 반복하중을 재하한 후, 정적하중을 재하하여 피로하중 재하횟수에 따른 변형률 및 처짐의 변화를 통한 강성변화를 확인하였다. 강합성 바닥판의 경우 바닥판 내측 용접부에서 피로균열 발생이 예상되는 구조로, 피로균열이 발생하여 바닥판 하면까지 진행하기 전까지는 피로 균열을 확인할 수 없어 피로파괴의 시점을 정확히 알 수 없으므로 변형률과 변위가 급격히 변화하고 피로균열이 육안으로관측될 수 있는 시점을 피로파괴 시점으로 정의하였다.
- 피로응력 수준이 75%인 FL-D2-75 시험체의 경우 555,000회. 피로응력 수준이 60%인 FL-D2-60 시험체는 920, 000회 그리고 피로응력 수준이 50%인 FL-D2-50 시험체의 경우 1, 921,000회의 피로하중재하 후 하부 절곡강판의 피로균열을 확인하였다.
대상 데이터
- 스터드 전단연결재의 배치간격이 강합성 바닥판의 합성작용 및 피로 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 지름 16mm. 높이 75mm의 스터드 전단연결재를 150mm와 250mm 간격으로 12열과 8열로 변화시켜 합성바닥판 시험체를 제작하였다. 또한 지름 16mm의 철근을 압축철근과 배력철근으로 사용하였으며, 배력철근은 300mm의 간격으로 배치하였다.
- 또한 지름 16mm의 철근을 압축철근과 배력철근으로 사용하였으며, 배력철근은 300mm의 간격으로 배치하였다. 시험체의 절곡강판과 역 T형강은 SS400강종, 콘크리트는 30MPa로 설계하였다. 그림 1은 대상 강 .
- 0m. 전체길이 2.2m로, 두께 9mm의 절곡강판에 역 T형강을 용접하여 일체화하였다. 스터드 전단연결재의 배치간격이 강합성 바닥판의 합성작용 및 피로 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 지름 16mm.
- 강 . 콘크리트 합성바닥판의 피로거동을 평가하기 위하여 제작된 시험체는 폭 0.75m. 지점거리 2.
이론/모형
- 도로교 설계기준의 피로상세 범주와 이의 자료가 된 NCHRP 102(Fisher 등, 1970)와 NCHRP 147(Fisher 등, 1974) 결과를 바탕으로 각각의 응력상세범주가 가질 수 있는 확률론적 범위를 지정하고 이를 바탕으로 제안된 바닥판의 피로상세 범주를 평가하였다. 본 연구에 사용된 강합성 바닥판의 정적강도는 정연주(정연주 등, 2004; 한국건설기술연구원, 2004; 2003)등에 의하여 실험적으로 검토되었으며. 정적강도가 확보된 합성바닥판 내부의 스터드 전단연결재 배치간격을 달리한 시험체 8본을 제작하여 피로실험을 수행하였다.
성능/효과
- (2) 피로하중에 따라 변형률 및 처짐이 미소하게 증가하였으며, 피로균열이 발생한 이후 균열이 발생한 절곡강판 부근의 변형률은 균열 발생에 따라 급격히 감소하고 균열이 발생하지 않은 절곡강판의 변형률은 피로균열에 따른 단면감소로 인하여 급격한 변형률의 변화가 발생하였다. 또한 피로균열에 의한 단면 손실에 의하여 바닥판 시험체의 중립축이 상승하고 있음을 확인할 수 있다.
- (3) 피로균열 발생 후 강성의 급격한 감소로 처짐은 급격히 증가하고. 반복하중의 작용에 따라 시험체의 강성이 점차 감소하여 피로파괴에 도달하는데 피로파괴시의 임계강성비는 초기강성의 약 87%인 것으로 나타났다.
- (4) 피로응력 수준이 높은 경우 스터드 전단연결재의 배치 간격이 좁은 바닥판 시험체의 강성감소가 적고 피로응력수준이 낮은 경우에서도 유사한 수준으로 나타나고 있음을 확인할 수 있다. 따라서 스터드 전단연결재의 배치가 좁을 경우 절곡강판 및 역 T형강을 포함한 강재부와 콘크리트 부재간의 합성정도 증가에 따른 결합정도의 증가로 상대적인 강성변화가 적게 나타남을 알 수 있다.
- (5) 제한된 시험체로 대상 강합성 바닥판의 피로상세 범주를 결정하기 위하여 도로교설계기준에서 제시하고 있는 피로상세 범주 B. C. D와 피로실험결과를 비교하여 본 결과, 강합성 바닥판의 실험결과는 피로상세 범주 B와 유사하고 피로상세 범주 C와 비교해서는 모두 안전 측으로 평가되고 있음을 확인할 수 있다. 이를 현행 도로교 설계기준 피로-수명곡선의 자료가 된 NCHRP 102와 NCHRP 147 보고서의 피로실험결과와 비교하여, 피로 상세 범주 B와 C에 따라 확률적으로 분석한 결과.
- 10은 피로하중 재하에 따라 강합성 바닥판 시험체에서 계측된 변형률 및 처짐의 변화를 나타낸 것이다. 그림 9(a)는 피로응력 수준이 60%인 FL-D1-60A 시험체의 하중변형률을 피로파괴 하중재하 횟수인 1.152,000회까지 나타낸 것으로, 피로하중 재하에 따라 변형률이 미소하게 증가하다가 피로 균열의 발생으로 인하여 게이지 부착 단면의 하중-저항성능의 급격한 변화에 따라 피로파괴 후 변형률의 급격한 감소가 나타났다. 그림 9(b)의 FL-D2-60 시험체 또한 FL-D1-60A 시험체와 같이 피로하중 재하에 따라 변형률이 미소하게 증가하다 피로파괴 후 변형률의 급격한 변화가 발생하였으나, FL-D1-60A와 달리 변형률이 급격히 증가하였다.
- 152,000회까지 나타낸 것으로, 피로하중 재하에 따라 변형률이 미소하게 증가하다가 피로 균열의 발생으로 인하여 게이지 부착 단면의 하중-저항성능의 급격한 변화에 따라 피로파괴 후 변형률의 급격한 감소가 나타났다. 그림 9(b)의 FL-D2-60 시험체 또한 FL-D1-60A 시험체와 같이 피로하중 재하에 따라 변형률이 미소하게 증가하다 피로파괴 후 변형률의 급격한 변화가 발생하였으나, FL-D1-60A와 달리 변형률이 급격히 증가하였다. 이는 FL-D2-60 시험체의 변형률은 피로균열이 발생한 절곡강판의 반대측에서 계측된 변형률로 피로균열 발생 후의 단면 손실로 인하여 피로균열이 발생하지 않은 단면의 상대적 하중-저항성능이 증가하게 되므로 이러한 결과가 나타나게 된 것으로 판단되며.
- 660. 43.911%, 피로상세 범주 C에 대한 생존확률이 0.394, 0.905%로 나타났고 응력범위 50%인 시험체의 경우 피로 파괴가 발생한 시점에 대한 피로상세 범주 B의 생존확률이 68.357%, 피로상세 범주 C에 대한 생존확률이 2.137%인 것으로 나타나 모든 시험체의 생존확률이 피로상세 범주 C에 가까운 것을 알 수 있다.
- 표 7. 8에서 75% 응력범위인 시험체의 경우 피로하중 재하횟수에서 시험체가 살아남을 확률을 각각의 응력상세에 대해서 계산한 결과 B범주에서는 12.667%, 19.537%인 반면 C범주에서는 0.157. 0.
- 본 강합성 바닥판의 피로상세 범주는 C에 해당하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 실시한 강합성 바닥판의 피로상세 범주는 C등급으로 평가하는 것이 합리적인 것으로 판단된다.
- 본 연구에서는 SS400강종의 공칭항복강도인 240MPa을 기준으로 피로하중의 응력범위를 산정하였다. 또한 시험체의 제작에 사용된 콘크리트는 압축강도 실험을 통해 표 4에서 보는 바와 같이 설계강도(30MPa) 이상임을 확인하였다.
- AS/Su=60%의 경우는 약 4% 그리고 응력범위 △ S/Su=50%의 경우는 차이를 나타내지 않았다. 또한 응력범위 △S/Su=75%의 경우 초기 피로하중 단계에서 바닥판 강성의 감소가 빠르게 진행되었으나, 응력범위△S/Su=60%와 △S/Su=50%의 경우 완만하고 점진적인 강성 감소가 나타났다.
- 반복하중의 작용에 따라 시험체의 강성이 점차 감소하여 피로 파괴에 도달하는데 피로파괴시의 임계 강성비는 초기 강성의약 87%인 것으로 나타났으며 피로응력 범위에 따라 재하되는 피로하중의 크기가 클수록 초기강성의 감소도 크게 나타남을 알 수 있다. 또한 피로응력 수준이 높은 경우 스터드 전단연결재의 배치간격이 좁은 시험체의 강성감소가 적게 나타나고 피로 응력 수준이 낮은 경우에서도 유사한 수준으로 나타나고 있음을 알 수 있다.
- 반복하중의 작용에 따라 시험체의 강성이 점차 감소하여 피로파괴에 도달하는데 피로파괴시의 임계강성비는 초기강성의 약 87%인 것으로 나타났다.
- 본 연구에 사용된 절곡강판과 역 T형강의 제작에 사용된 SS400 강재의 재료적 특성은 인장실험을 통해 표 3에서 보는 바와 같이 인장강도와 연신율의 평균값이 각각 435MPa과 29.3%인 것으로 측정되었다. 본 연구에서는 SS400강종의 공칭항복강도인 240MPa을 기준으로 피로하중의 응력범위를 산정하였다.
- 본 연구에서 수행된 강합성 바닥판의 피로실험결과, 전 단연 결재의 배치간격이 150mm이며 피로응력 수준이 75%인 FL-D1-75 시험체의 경우 455,000회와 411.000회의 피로 하중을 재하한 후 절곡강판 하부에서 그림 7과 같은 피로 균열이 발생하였으며. 피로응력 수준이 60%인 FL-D1-60 시험체는 1, 152,000회와 1, 010, 000회에서 피로균열이 발생하였다.
- D와 비교하여 나타낸 것으로, 그림에서와 같이 강합성 바닥판의 실험결과는 피로상세 범주 B와 유사하게 나타나고 있으며. 피로상세 범주 C와 비교해서는 모두 안전 측으로 평가되고 있음을 확인할 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.