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NTIS 바로가기한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, v.13 no.3 = no.67, 2009년, pp.67 - 80
정혁창 (울산대학교 건설환경공학부) , 김익현 (울산대학교 건설환경공학부)
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...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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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. |
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