$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

횡철근에 의해 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 특성
Characteristics of Stress-strain Relationship of Concrete Confined by Lateral Reinforcement 원문보기

한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, v.13 no.3 = no.67, 2009년, pp.67 - 80  

정혁창 (울산대학교 건설환경공학부) ,  김익현 (울산대학교 건설환경공학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

내진설계의 기본적인 개념은 지진 시 요구되는 연성도 이상의 변형성능을 확보하는 것이다. 기둥의 경우 소성힌지 영역에 적절한 횡철근을 배근함으로써 이를 실현할 수 있다. 가장 경제적인 설계를 위해서는 횡구속 콘크리트의 응력-변형률 특성에 기초하여 횡철근량을 산정하는 것이다. 우리나라(도로교 설계기준)에서는 목표연성도를 단일화하여 동일한 횡철근을 제공하고 있으나 일본에서는 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 곡선식을 제공함으로써 경제적으로 소요 횡철근량을 산정하고 있다. 이러한 재료레벨(응력-변형도)의 특성을 사용하면 설계는 어려워지지만 보다 경제적인 설계가 가능하며 이는 성능에 기반한 내진설계의 경향과도 부합된다. 이 연구에서는 현행 도로교설계기준의 갈고리상세에 부합되는 횡철근을 배치한 부재에 대해 횡철근량을 변수로 하여 응력-변형률 실험을 수행하였다. 응력-변형률 특성을 정량적으로 평가할 수 있는 인자를 도입하여 실험결과와 기존의 콘크리트 모델식을 비교 분석하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The basic concept of seismic design is to attain the ductility required in a design earthquake. This ductility can be obtained by providing sufficient lateral confinements to the plastic hinge regions of columns. The most cost-effective design might be derived by determining the proper amount of lat...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

가설 설정

  • 압축을 받는 콘크리트에 횡철근을 배근하면 횡철근에 의한 심부콘크리트의 횡구속으로 조기에 파괴되지 않고 극한변형률이 상당히 증가하게 된다.(1) 이때 극한변형률의 크기는 제공된 횡구속(횡철근)에 의해 결정되게 된다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현행 도로교설계기준의 갈고리상세에 부합되는 횡철근을 배치한 원형단면과 사각단면 각각 5개의 축소부재에 대해 횡철근량을 변수로 하여 응력-변형률 실험을 수행한 연구 결과를 요약하면? 1. 원형단면의 경우, 최대구속응력(fcc)은 Mander 모델과 Saatcioglu and Razvi 모델이 각각 1.02, 1.04(평균값)로 실험결과와 거의 동일하며 Hoshikuma 모델은 1.16으로 다소 크게 나타났다. 최대구속응력시의 변형률(εcc)은 Hoshikuma 모델이 1.03으로 실험값과 거의 동일하며 Mander 모델과 Saatcioglu and Razvi 모델은 각각 0.89, 0.93으로 조금 작게 나타났다. 2. 원형단면에서 최대구속응력 도달 후 응력강하율은 Mander 모델과 Saatcioglu and Razvi에서 매우 작아 극한변형률이 매우 크게 나타났고 이로 인해 변형에너지밀도도 실험에 비해 매우 크게 나타났다. 반면, Hoshikuma모델은 1.96으로 매우 급격한 응력강하를 보여 주었다. 그러나, 최대구속응력이 실험보다 조금 커서 극한변형률이 0.97로 실험결과와 매우 유사하며 변형에너지밀도도 1.06으로 매우 유사한 값을 보여 주었다. 3. 내진설계에서는 강도증가 보다는 연성도 확보가 중요한 요소여서 강도를 조금 크게 평가하지만 극한변형률과 변형에너지밀도에서 실험값과 유사한 Hoshikuma모델이 원형단면에서 상대적으로 적합한 모델로 사료된다. 4. 사각단면 5개의 실험결과에서 최대구속응력(fcc)은 Mander 모델이 1.15로 다소 크게 나타났으며 다른 모델은 실험값과 5% 이내로 나타났다. 최대구속응력시의 변형률(ε cc)은 Saatcioglu and Razvi 모델이 1.05로 매우 유사하며 Hoshikuma모델이 1.1.5로 조금 크며, Mander 모델은 1.32로 다소 크게 평가하였다. Modified Kent and Park 모델은 0.53으로 오히려 작게 나타났다. 5. 하강곡선의 구배(Edes)는 Hoshikuma 모델이 1.00으로 실험값과 동일하며 다른 모델식은 응력강하가 매우 작은 것으로 평가하였다. 따라서, Hoshikuma 모델이 극한변형률과 변형에너지밀도에서 각각 0.99, 0.92로 실험값과 매우 유사하고 다른 모델들은 크게 평가되었다. Mander 모델의 경우, 응력강하률이 실험값의 26%로 평가해 극한변형률과 변형에너지밀도에서 실험값과 4배 이상의 차이를 보여 주고 있다. 6. 사각단면에서 Hoshikuma 모델은 최대구속응력, 극한변형률, 변형에너지밀도에서 실험값과 10% 이내에서 일치하였으며 최대구속응력시의 변형률(εcc)은 1.15로 다소 크지만 비교적 잘 일치하여 가장 적합한 모델이다. 7. 사각단면의 경우, 최대구속응력은 원형단면 대비 0.83, 이 때의 변형률은 0.59이다. 최대구속응력 도달후 응력 강하는 원형단면에 비해 평균적으로 1.53배나 커서 극한 변형률이 원형단면에 53% 수준으로 나타났다. 이로 인해 변형에너지 밀도도 원형단면의 46% 수준으로 나타났다. 현행기준에서는 사각단면에서는 원형단면 보다 많은 횡철근이 배근되도록 하고 있지만 이번 실험결과로부터 사각단면의 경우에는 원형단면에 비해 여전히 횡구속 효과가 작음을 확인할 수 있다. 향후 다양한 상세를 갖는 보다 많은 시험체를 통한 응력-변형률에 대한 역학적 특성 규명이 요구된다.
내진설계의 기본적인 개념은 어떤 것인가? 한편, 내진설계의 기본적인 개념은 지진 시 교각에 요구되는 연성도 이상의 변형성능을 확보하는 것이며, 이는 교각의 소성힌지 영역에 적절한 횡철근을 배근함으로써 실현할 수 있다. 문제는 어느 정도의 횡철근을 제공하여야 요구 연성도를 확보할 수 있느냐의 설계방법상의 문제이며 이는 설계의 편의성뿐만 아니라 합리적이고 경제적인 설계와도 직결되는 문제이다.
Kent and Park는 사각단면에 적용 가능한 무엇을 제안했는가? Kent and Park(1971)(7)는 사각단면에 적용 가능한 비구속 콘크리트 모델식과 구속된 콘크리트 모델식을 제안하였으며, 이 식을 K라는 계수를 사용하여 구속된 콘크리트에 대한 수정식(1982)(8)을 제안하였다. 이 모델식은 포물선의 형태를 가지는 상승부(Ascending Branch)와 직선의 하강부(Descending Branch)로 나누어 구성되며 횡구속에 의한 콘크리트의 강도 증가가 구현된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (14)

  1. Priestley, M.J.N., Seible, F., and Calvi, G.M., Seismic Design and Retrofit of Bridges, John Wiley & Sons, Inc., 1996 

  2. American Association of State Highway and Transportation Officials, Standard Specifications for Highway Bridges, 1996 

  3. 건설교통부, “도로교 설계기준,” 2003 

  4. Transit New Zealand, Bridge Manual plus amendment No.1, Wellington, New Zealand, 1994 

  5. Eurocode 8, Design of Structures for Earthquake Resistance, 2005 

  6. 日本道路協會, 道路橋示方書?同解說, V 耐震設計編, 平成 14年 

  7. Kent, D.C., and Park, R., “Flexural members with confined concrete,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 97, No. 7, 1969-1988, 1971 

  8. Park, R.,Priestley, M.J.N., and Gill, W.D., “Ductility of square-confined concrete columns,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 108, No. 4, 929-950, 1982 

  9. Sheikh, S.A., and Uzumeri, S.M., “Strength and Ductility of tied concrete columns,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 106, No. 5, 1079-1102, 1980 

  10. Sheikh, S.A., and Uzumeri, S.M., “Analytical model for concrete confinement in tied columns,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 108, No. 12, 2703-2722, 1982 

  11. Mander, J.B, Priestley, M.J.N., and Park, R., “Theoretical stress-strain model fot confined concrete,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 114, No. 8, 1804-1826, 1988 

  12. Mander, J.B, Priestley, M.J.N., and Park, R., “Observed stress-strain behavior of confined concrete,” J, Struct. Div., ASCE, Vol. 114, No. 8, 1827-1849, 1988 

  13. Saatcioglu, M. and Razvi, S.R., “Strength and ductility of confined concrete,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 118, No. 6, 1590-1607, 1992 

  14. Hoshikuma, J., Kawashima, K., Nagaya, K.W., “Stressstrain for reinforced concrete it bridge piers,” J. Struct. Eng., ASCE, May, 624-633, 1997 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로