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문제 정의
- 이 연구의 목적은 이러한 구조적 특성을 지닌 교각구조를 대상으로 비선형 유한요소해석을 실시하여 P-delta 영향을 고려한 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각의 구조성능을 평가하는데 있다. 따라서 이 연구에서는 2축 응력 상태에 대한 직교 이방성 재료모델에 의해서 균열이 발생한 철근콘크리트 요소의 거동특성을 표현하고, 이를 유한요소법을 사용하여 확장한 기존의 검증된 프로그램(9-13)에 긴장재의 영향을 고려할 수 있는 부착 또는 비부착 텐던요소와 세그먼트 접합부의 거동특성을 모사할 수 있도록 개발한 접합요소를 이식하고 Total Lagrangian 정식화 기법에의해 대변위 문제를 고려할수있도록수정을가하여 P-delta 영향을고려한프리 캐스트 세그먼트 교각의 성능을 정확하게 예측하고자 한다.
- 이 연구는 국내 환경에 맞는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각을 개발하기 위한 독자적인 연구로서 교각 구체와 기초 사이의 연결, 교각 구체와 교각 구체의 연결에서 새롭게 고안한 전단저항 연결체(5),(6)와 프리스트레스 긴장재를 동시에 이용하여 개발된 구조시스템의 P-delta 영향을 고려한 성능 평가를 수행하였다.
- 그림 17～그림 19는 이 연구의 해석모델을 적용한 유한 요소해석 결과와 실험에 의한 하중-변위 관계를 나타내고 있으며 해석결과가 실험결과와 비교적 잘 일치함을 알 수 있다. 이 연구에서는 P-delta 영향을 고려하지 않은 경우와 고려한 경우를 각각 해석하고 실험과 비교･검토하여 그 필요성을 확인하였다. 이러한 해석결과는 프리캐스트 교각 실험체에 반복 주기하중이 진행되는 동안 소성힌지 영역에서 비탄성 변형이 증대됨에 따라 일어나는 콘크리트의 균열과 파쇄, 그리고 이로 인한 손상이나 파괴와 잘 일치하고 있다.
- 이 연구의 목적은 이러한 구조적 특성을 지닌 교각구조를 대상으로 비선형 유한요소해석을 실시하여 P-delta 영향을 고려한 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각의 구조성능을 평가하는데 있다. 따라서 이 연구에서는 2축 응력 상태에 대한 직교 이방성 재료모델에 의해서 균열이 발생한 철근콘크리트 요소의 거동특성을 표현하고, 이를 유한요소법을 사용하여 확장한 기존의 검증된 프로그램(9-13)에 긴장재의 영향을 고려할 수 있는 부착 또는 비부착 텐던요소와 세그먼트 접합부의 거동특성을 모사할 수 있도록 개발한 접합요소를 이식하고 Total Lagrangian 정식화 기법에의해 대변위 문제를 고려할수있도록수정을가하여 P-delta 영향을고려한프리 캐스트 세그먼트 교각의 성능을 정확하게 예측하고자 한다.
가설 설정
- 세그먼트 접합부의 부착파괴 기준으로는 그림 7과 같은 Coulomb 파괴기준을 사용하였고 접합요소의 전단응력 모델은 접촉면 밀도함수에 근거한 전단전달모델을 수정하여 표현하였으며 그림 8과 같이 최대값 이후에는 전단전달 연화계수(Softening Parameter)로써 부착파괴까지 감소하는 것으로 가정하였다.
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