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
- 본 연구에서는 지진격리 설계에 따라 여러가지 타입의 LRB를 제작하고, 제작된 지진격리받침인 납-적층고무받침 (LRB)와 적층고무받침(RB)의 내진성능을 파악하기 위해서 여러 특성 중 먼저 전단특성 파악을 위한 전단시험을 실시하였다. 그리고 온도변화에 따른 지진격리장치의 거동변화를 파악하기 위해 온도의존성 시험도 실시하였다.
- 전단특성 시험은 횡방향의 지진하중에 대한 지진격리 받침의 거동 및 전단특성을 파악하는데 그 목적이 있다. 시험결과는 그림 4와 같이 3회 또는 그 이상의 반복가력에 의해 형성되는 전단력-변위 그래프의 세 번째 곡선 값을 취하며 전단강성 Kh, 등가감쇠비 heq, 항복후 강성 Kd, 특성 강도 0는 다음 식 (1)~(4)에 의해서 구한다.
- 전단특성-온도 의존성시험의 목적은 주위 온도변화에 따른 지진 격리 받침의 온도를 달리하여 온도변화에 대한 지진격리 받침의 거동특성 및 전단특성의 의존성을 파악하는데 있다.
- 본 연구에서는 지진격리 설계에 따라 생산된 지진격리 받침인 납-적층고무받침(LRB)와 적층고무받침(RB)의 내진 성능을 파악하기 위해서 여러특성중 먼저 전단특성 파악을 위한 전단시험을 실시하였다. 그리고 온도변화에 따른 지진격리 장치의 거동변화를 파악하기위해 온도의존성 시험도 추가로 실시하였다.
가설 설정
- 실시하였다. 전단시험의 속도는 0.3Hz로 설계지진변위인 40mm만큼 士 방향으로 가력하였다.
제안 방법
- 그리고 온도변화에 따른 지진격리장치의 거동변화를 파악하기 위해 온도의존성 시험도 실시하였다.緋, © 시험 후 측정값을 설계 기준값과 비교하여 시험체의 전단성능을 파악하고, 기준값과의 제작오차 및 성능오차를 조사하여 이를 분석하였다.
- 그리고 온도변화에 따른 지진격리장치의 거동변화를 파악하기 위해 온도의존성 시험도 실시하였다.緋, © 시험 후 측정값을 설계 기준값과 비교하여 시험체의 전단성능을 파악하고, 기준값과의 제작오차 및 성능오차를 조사하여 이를 분석하였다.
- 지진격리 받침은 설계압축력에 의해 결정되는 사용한계 상태, 풍하중에 대한 저항 그리고 지진에 의한 극한한계상태 등에 대하여 만족하도록 설계하였으며, 각 시험체에 대한 설계조건은 표 1과 같다.
- 전단시험중 횡방향 가력시 마찰력을 배제하고 순수전단력을 얻기 위하여 그림 5와 같이 중앙의 가력판을 기준으로 위 아래로 시험체를 맞대어 중앙을 가력하였으며, 시험 장치의 용량과 성능을 시험체와 비교하여 시험이 충분히 가능할 경우에는 그림 6과 같이 독립적으로 1개의 시험체를 설치하여 시험을 실시하였다.
- 시험세팅은 두 개의 시험체를 포개어 중앙에 전단 변위를 가하였다. 가력하중과 변위는 유압가력기에 장착된 로드 셀과 변위계에 의해 측정된다.
- 면적이 넓고 높이가 높은 LRB4는 모두 3개의 시험체를 제작하였는데 , 전단시험은 하나씩 독립적으로 실시하였다. 전단시험의 속도는 0.
- 지진격리받침 시험체의 전단강성 및 등가감쇠비 파악을 위하여 모든 시험체에 대해서 전단특성시험을 실시하였으며, 시험후 설계 전단강성값과 측정된 전단강성값에 대한 오차 비율(%)을 빈도수(n)와 연계하여 조사하였다.
- 시험체는 온도유지를 위하여 시험전까지 항온항습실에 보관하여 원하는 온도를 유지하도록 하였으며, 그림 12와 같이 시험 중에도 온도를 계속 유지하기 위하여 차단벽을 설치하고 실험공간에 냉매를 주입하여 해당 온도를 유지시켰다. 대상 시험체는 LRB2로써 전단특성-온도 의존성 시험의 경우 지진격리시험장치의 용량 및 성능에 제한을 받게 되어 실물을 대신하여 축소모형 시험체인 LRB2(Scale A)로 시험을 실시하였다.
- 온도변화는 -20℃, -10℃, 0℃, +23℃, +40C로 미리 항온항습실에서 온도를 변화시킨 후 시험을 실시하였으며, 이때의 설계압축력(4)은 564.4kN이고, 가력할 설계전단변위 (%)는 42.3mm이다. 시험은 각각의 해당 온도에 대하여 3회 반복 실시한 후 전단강성 및 등가감쇠비를 측정하였다
- 3mm이다. 시험은 각각의 해당 온도에 대하여 3회 반복 실시한 후 전단강성 및 등가감쇠비를 측정하였다
- 전단시험을 실시하였다. 그리고 온도변화에 따른 지진격리 장치의 거동변화를 파악하기위해 온도의존성 시험도 추가로 실시하였다.
- 시험후 측정값을 설계 기준값과 비교하여 기준값과의 제작 및 성능오차를 조사하여 이를 분석하였으며, 온도변화에 따른 지진격리받침의 전단특성 변화도 조사하였다. 이에 따라 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 이와 같은 설계조건에 따라 지진격리받침인 LRB는 여러기간 동안 모두 6가지 타입으로 제작하였고, RB는 2가지 타입으로 제작하였다. 전단특성시험을 실시한 총 시험체수는 LRB는 55개, RB는 40개이며, 이후 온도의존성 시험을 위하여 LRB2에 대한 축소모형 시험체를 제작하였다.
- 먼저, 높이가 높은 시험체인 LRB1, LRB2, LRB3 그리고 RB2와 RB3에 대하여 전단특성시험을 실시하였다.
대상 데이터
- 제작하였다. 전단특성시험을 실시한 총 시험체수는 LRB는 55개, RB는 40개이며, 이후 온도의존성 시험을 위하여 LRB2에 대한 축소모형 시험체를 제작하였다.
- 469mm이다. LRB1, LRB2, LRB3 시험체의 지름은 각각 타입별로 950mm, 900mm 그리고 850mm이고, RB2와 RB3는 900mm, 850mm이다. 반면, LRB4는 면적이 높고 상대적으로 높이가 낮은 LRB 로서 주로 교량 구조물에 사용된다.
- 유지시켰다. 대상 시험체는 LRB2로써 전단특성-온도 의존성 시험의 경우 지진격리시험장치의 용량 및 성능에 제한을 받게 되어 실물을 대신하여 축소모형 시험체인 LRB2(Scale A)로 시험을 실시하였다.
- 시험체중 가장 작은 체적의 시험체인 LRB5와 LRB6에대하여 실험을 실시하였다. 실험결과 LRB6의 2번째 시험체의 전단강성값이 설계값보다 작게 나왔으나, 시험체 모두시험결과값이 설계값의 허용범위를 만족하였다.
성능/효과
- 시험결과 지진격리받침의 상당수가 도로교 설계기준의 허용한계를 넘거나 근접해 있는 것으로 나타났으며 공용 중에 전단특성을 변화시키는 온도변화에 의한 영향도 매우 큰 것으로 파악되었다. 이러한 결과로 볼 때 제작 초기의 품질 오차가 온도변화와 같은 여러 영향과 중첩된다면 전단 강성의 경우 처음 설계값보다 50% 이상의 변화를 보일 가능성도 있는 것으로 나타났다.
- 파악되었다. 이러한 결과로 볼 때 제작 초기의 품질 오차가 온도변화와 같은 여러 영향과 중첩된다면 전단 강성의 경우 처음 설계값보다 50% 이상의 변화를 보일 가능성도 있는 것으로 나타났다. 기존의 연구에서 실험 결과만을 나타낸 것에 비해 본 연구에서는 좀 더 나아가 실제 실험결과값과 설계값의 차이를 비교분석하여 보다 경제적이고 합리적인 지진격리설계를 하는데 큰 도움이 될 것으로 판단되었다.
- 전단특성 시험결과 LRB와 RB 시험체의 평균 전단 강성 값이 모두 설계값의 허용범위를 만족하는 것으로 나타났으며, 시험체 개별적으로도 허용범위를 벗어나는 시험체는 발견되지 않았다 또한 각 타입의 시험체별 전단강성값 및 등가 감쇠비는 큰 편차없이 고른 값을 나타내었다.
- 전단특성시험 결과 LRB와 RB 시험체의 전단 강성 값이 모두 설계값의 허용범위를 만족하는 것으로 나타났으며, 시험체 개별로 허용범위를 벗어나는 시험체는 발견되지 않았다. LRB의 평균전단강성은 LRB1은 2.
- 않았다. LRB의 평균전단강성은 LRB1은 2.035(kN/nMn), LRB2 는 1.673(kN/mm) 그리고 LRB 3는 1.518(kN/nm)로 나타났으며, RB의 경우 RB2은 O.891(kN/mm) 그리고 RB3는 O.839(kN/mm)로 나타나 모두 허용범위를 만족하였다.
- 전단시험 결과 3개의 시험체 모두 설계값보다 상당히 큰 전단 강성 값을 나타내어 설계값의 허용범위를 크게 초과하였다. 반면, 등가감쇠비는 모두 허용범위를 만족하는 결과를 나타내었다.
- 실험을 실시하였다. 실험결과 LRB6의 2번째 시험체의 전단강성값이 설계값보다 작게 나왔으나, 시험체 모두시험결과값이 설계값의 허용범위를 만족하였다. 하지만, 등가 감쇠비는 1개의 시험체를 제외하고 대체적으로 큰값을 나타내었다.
- 시험 및 분석결과 총 시험체에 대한 허용오차 비율중 유효전단 강성이 0%~10%에 해당하는 시험체가 전체 95개의 시험 체중 34개로 나타나 전체적인 비율이 주로 0%~10%에 해당하는 것으로 볼 수 있다(그림 10). 하지만 유효 강성이 도로교 설계기준에서 제시하는 설계값인 ±20%를 넘는 시험체도 있어 도로교 설계기준에서의 품질기준을 만족하지 못하는 경우도 있는 것으로 나타났다.
- 것으로 볼 수 있다(그림 10). 하지만 유효 강성이 도로교 설계기준에서 제시하는 설계값인 ±20%를 넘는 시험체도 있어 도로교 설계기준에서의 품질기준을 만족하지 못하는 경우도 있는 것으로 나타났다. 만일 품질검증을 위한 성능평가가 엄격하지 못한 경우 이러한 시험체가 그대로 시공될 우려도 있다.
- 시험결과-20℃와 -10℃에서의 결과값은 전단강성이 기준 허용치를 초과하여 만족스럽지 못한 결과를 나타내었지만, 0℃ 이상에서는 모두 안정된 결과값을 보여주었다. 그리고 등가감쇠비는 전체적으로 기준값의 80%를 초과하여 안정된 결과를 보였다.
- 그리고 등가감쇠비는 전체적으로 기준값의 80%를 초과하여 안정된 결과를 보였다.
- 시험결과 온도가 올라갈수록 전단강성이 차츰 감소하는 것으로 나타났는데. 0℃ 이하의 기온에서 전단강성이 크게 나온 것은 고무의 재료특성상 낮은 온도에서 상온때와는 다른 재료의 성질변화가 일어나는 것으로 보인다.
- 1. 높이가 높은 시험체인 LRB1, 2, 3 대한 전단특성 시험 결과 설계 전단강성값 1.867, 1.579, 1.399(kN/mm)에 대하여 측정된 LRB의 평균전단강성은 각각 2.035, 1.673, L518(kN/mm)로 나타나 전체적으로 설계값의 허용범위를 만족하는 것으로 나타났다. RB의 경우도 RB2는 0.
- 673, L518(kN/mm)로 나타나 전체적으로 설계값의 허용범위를 만족하는 것으로 나타났다. RB의 경우도 RB2는 0.891, RB3는 0.839(kN/mm)로 나타나 모두 설계 기준값의 허용범위를 만족하는 것으로 나타났다.
- 2. LRB4의 경우 전단강성이 모두 설계값보다 상당히 크게 나타나 허용범위를 초과하였다. 또한 LRB6의 경우 오히려 설계값보다 작게 나타난 경우도 있었는데 이는 지진격리 받침의 제작시 제작 및 성능오차가 발생할 수 있음을 보여주었다.
- 3. 총 시험체에 대한 전단강성의 허용오차 비율중 유효 강성이 도로교 설계기준에서 제시하는 설계값인 ±20%를 넘는 시험체도 있어 도로교 설계기준에서의 품질기준을 만족하지 못하는 경우도 있는 것으로 나타났다. 비록 기준허용범위 내에는 있지만 한계값인 ±20%에 근접해 있는 시험체도 적지않은 점은 향후 공용중 전단강성 변화요인을 감안할 때 지진격리교량 설계시 제작초기의 품질 오차뿐만 아니라 공용중의 전단특성 변화도 검토해야 할 것으로 판단되었다.
- 4. 온도의존성 시험결과 0℃~상온에서는 전단강성값이 허용치를 만족하였으나 -20℃와 -10℃ 에서의 결과값은 허용 기준값을 초과하였다. 0℃ 이하의 기온에서 전단 강성이 크게 나온 것은 고무의 재료특성상 낮은 온도에서 상온 때와는 다른 재료의 성질변화가 일어나는 것으로 보인다.
- 0℃ 이하의 기온에서 전단 강성이 크게 나온 것은 고무의 재료특성상 낮은 온도에서 상온 때와는 다른 재료의 성질변화가 일어나는 것으로 보인다. 지진격리받침 제작시 품질오차와 이러한 온도 영향이 중첩된다면 혹한기에는 전단강성이 설계값 대비 +50%를 초과할 가능성이 상존할 것으로 보여지므로 지진격리 받침의 성능에 영향을 미칠것으로 판단되었다.
후속연구
- 이러한 결과로 볼 때 제작 초기의 품질 오차가 온도변화와 같은 여러 영향과 중첩된다면 전단 강성의 경우 처음 설계값보다 50% 이상의 변화를 보일 가능성도 있는 것으로 나타났다. 기존의 연구에서 실험 결과만을 나타낸 것에 비해 본 연구에서는 좀 더 나아가 실제 실험결과값과 설계값의 차이를 비교분석하여 보다 경제적이고 합리적인 지진격리설계를 하는데 큰 도움이 될 것으로 판단되었다.
- 그리고 비록 기준 허용범위 이내에 있지만한계값인 ±20%에 근접해 있는 시험체도 적지않은 점은 향후 공용 중 전단강성 변화요인을 감안할 때 주목할 만한 사항이다. 따라서 지진격리받침이 적용된 지진격리교량 설계시 제작 초기의 품질오차 뿐만 아니라 공용중의 전단특성의 변화도 같이 검토해야 할 것으로 판단되었다.
- 총 시험체에 대한 전단강성의 허용오차 비율중 유효 강성이 도로교 설계기준에서 제시하는 설계값인 ±20%를 넘는 시험체도 있어 도로교 설계기준에서의 품질기준을 만족하지 못하는 경우도 있는 것으로 나타났다. 비록 기준허용범위 내에는 있지만 한계값인 ±20%에 근접해 있는 시험체도 적지않은 점은 향후 공용중 전단강성 변화요인을 감안할 때 지진격리교량 설계시 제작초기의 품질 오차뿐만 아니라 공용중의 전단특성 변화도 검토해야 할 것으로 판단되었다.
- 5. 이와 같은 결과를 바탕으로 지진격리받침의 특성시험 시 받침의 제작 및 품질오차가 있으며, 이러한 오차들이 온도 의존성 뿐만 아니라 각종 의존성능(지진반복하중 의존성, 주파수의존성, 전단변형율 의존성 등)과 장기적 내구성능(크리프, 노화 등) 변화량이 동시에 누적된다면 지진격리 받침에 더욱더 불리하게 작용할 것으로 보인다. 따라서 우리나라에서 발생 가능한 지진격리받침의 강성 및 감쇠 변화의 최대량을 추정하고, 이에 따른 교각의 변위 및 단면력 등의 자세한 분석이 필요하다고 판단되었다.
- 이와 같은 결과를 바탕으로 지진격리받침의 특성시험 시 받침의 제작 및 품질오차가 있으며, 이러한 오차들이 온도 의존성 뿐만 아니라 각종 의존성능(지진반복하중 의존성, 주파수의존성, 전단변형율 의존성 등)과 장기적 내구성능(크리프, 노화 등) 변화량이 동시에 누적된다면 지진격리 받침에 더욱더 불리하게 작용할 것으로 보인다. 따라서 우리나라에서 발생 가능한 지진격리받침의 강성 및 감쇠 변화의 최대량을 추정하고, 이에 따른 교각의 변위 및 단면력 등의 자세한 분석이 필요하다고 판단되었다. 6.
- 따라서 우리나라에서 발생 가능한 지진격리받침의 강성 및 감쇠 변화의 최대량을 추정하고, 이에 따른 교각의 변위 및 단면력 등의 자세한 분석이 필요하다고 판단되었다. 6. 추후 연구로서 여러 받침에 대한 전단변형율 의존성, 주파수 의존성, 반복하중 의존성 등 여러 의존성시험을 추가로 실시하여, 우리나라 지진격리설계에 반영될 수 있는 강성 및 특성값에 대한 보정계수 등을 제안하고, 또한 우리나라에 적합한 지진격리받침의 품질기준값도 제시할 수 있을 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.