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[국내논문] 기능수행수준과 응답수정계수
Serviceability Limit State and Response Modification Factors 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.25 no.2, 2012년, pp.149 - 154  

국승규 (부경대학교 건설공학부)

초록
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도로교설계기준 내진설계편은 붕괴방지수준의 확보를 설계절차에 의해 규정하고 있는 반면 기능수행수준의 확보에 대한 요구사항은 명확하게 제시하고 있지 않다. 붕괴방지수준의 확보를 위해 기본적으로 제시된 설계방법은 응답수정계수를 사용하는 스펙트럼해석법으로, 기능수행수준은 설계과정에 적용되는 위험도계수와 응답수정계수에 의해 결정 되어진다. 위험도계수는 교량의 중요도에 따라 단순하게 적용할 수 있으나 중약진지역에서의 응답수정계수 적용은 설계조건에 따라 다른 결과를 갖게 된다. 이 연구에서는 중약진지역의 일반 도로교량을 대상으로 내진설계를 수행하여 기능수행수준의 결정과정을 검토하고, 이 결과를 토대로 기능수행수준의 확보와 관련하여 내진설계편에 보완해야 하는 사항을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

While the Earthquake Resistant Design Part of Korean Roadway Bridge Design Code provides design procedures for the No Collapse Requirement, requirements for the Serviceability Limit State are not clearly provided. The basic design method to meet the No Collapse Requirement is the spectrum analysis m...

Keyword

#내진설계편   #기능수행수준   #스펙트럼해석법   #위험도계수   #응답수정계수   #중약진지역  

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

문제 정의

  • 현재 교량 구조물에 대한 내진설계가 도입된 후 십년 이상 경과하였으며, 일반교량에 대한 내진설계는 도로교설계기준(국토해양부, 2010) 내진설계편이 기준으로 제시되어 있다. 내진설계편은 붕괴방지수준의 확보, 즉 지진발생 이후 최소한 긴급차량의 통과가 가능하도록 설계하는 것을 그 목적으로 제시하고 있다. 붕괴방지수준의 확보는 연성 또는 취성파괴메카니즘의 검토에 의해 낙교방지대책이 확인되어야 하며, 경제성을 감안하여 취성보다 연성파괴메카니즘의 구성을 요구하고 있다.
  • 기능수행수준과 관련하여 내진설계편은 교량을 중요도에 따라 I, II등급으로 구분하고 위험도계수를 반영하고 있다. 위험도계수는 가속도계수의 크기를 조정하며 이는 중요한 교량의 기능수행수준을 높게 설계하는데 그 목적이 있다.
  • 이 연구에서는 중약진지역 일반교량을 해석대상교량으로 선정, 응답수정계수를 적용하는 스펙트럼해석법을 수행하였다. 이로부터 기능수행수준의 결정에 참여하는 두 계수의 역할을 검토하고 이를 바탕으로 기능수행수준에 대한 설계기준의 보완사항을 제시하고자 한다.

가설 설정

  • ∙중약진지역 교량의 경우 일반설계에서 결정된 하부구조의 설계강도를 설계응답수정계수에 의해 감소할 수 없다면 하부구조의 설계강도로 결정되는 실제응답수정계수에 의해 기능수행수준이 결정된다.
  • ∙동일한 기능수행수준을 요구하기 위해서는 가속도계수와 같은 기준이 제시되어야 한다. 이러한 특정기준값은 기술자가 결정할 수 있는 것이 아니므로 교량을 유지관리하는 유관기관의 협의 하에 경제성 및 방재안전성 측면을 고려하여 설정되어야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반교량의 연성 파괴메카니즘이란? 상ㆍ하부구조 및 연결부분으로 구성되는 일반교량의 연성 파괴메카니즘은 하부구조(교각기둥)의 연성거동에 의한 소성 힌지 생성과정을 이용, 연결부분과 상부구조에 전달되는 지진하중이 감소하도록 하여 낙교를 방지하는 구조시스템을 의미한다. 이러한 연성파괴메카니즘을 구성하기 위한 기본 설계방법으로 응답수정계수(Response Modification factor: 이하 R-factor)를 적용하는 스펙트럼해석법을 내진설계편은 제시하고 있다.
기능수행수준이란? 반면 내진설계편은 기능수행수준의 확보에 대한 요구사항은 명시하고 있지 않다. 기능수행수준은 지진 시 교량의 손상정도를 제한하여 지진 발생 이후에도 정상적인 교량기능을 유지하자는 것이다. 즉, 구조적으로는 탄성거동의 한계를 의미하는 것이므로 연성파괴메카니즘의 경우 하부구조의 탄성 한계가 된다.
동일한 하부구조에 응답수정계수를 차등 적용한다는 사실이 중약진지역 교량의 내진설계에도 의미가 있는 이유는? 동일한 하부구조에 응답수정계수를 차등 적용한다는 사실은 중약진지역 교량의 내진설계에도 의미가 있다. 중약진지역의 경우 내진설계가 아닌 일반설계에서 결정된 하부구조의 최소 설계강도를 응답수정계수에 의해 감소할 수 없는 경우가 발생하기 때문이다. 이러한 경우는 응답수정이 이루어지는 값이 실제응답수정계수가 되고 이로부터 기능수행수준이 결정된다.
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참고문헌 (8)

  1. 국토해양부 (2010) 도로교설계기준, pp.6-1-6-41. 

  2. 국승규 (2004) II형 교각 교량의 내진설계, 대한토목학회 논문집, 24(5A), pp.879-884. 

  3. 국승규 (2009) 중진지역 교량 내진설계와 응답수정계수, 한국전산구조공학회 논문집, 22(1), pp.65-72. 

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  4. 국승규, 김판배 (2002) 일반도로교의 내진해석모델 개발, 한국지진공학회 논문집, 6(4), pp.1-6. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. 이석종 (1999) RC Ghost - PM Diagram. 

  6. AASHTO (2004) AASHTO LRFD Bridge Design Specification. 

  7. CEN (1998) EUROCODE 8, Part 2: Bridges. 

  8. Midas IT (2001) Midas/Civil User Manual. 

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