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물량저감 중공 철근콘크리트 교각의 설계프로그램과 경제성 평가
Design Program and Economic Evaluation for Hollow RC Bridge Columns with Reinforcement Details for Material Quantity Reduction 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.27 no.5, 2014년, pp.403 - 412  

김태훈 (삼성물산(주)건설부문 기술연구실) ,  손윤기 ((주)엔비코컨설턴트 구조부) ,  양남석 ((주)다산컨설턴트 구조사업본부) ,  이승훈 (삼성물산(주)건설부문 기술연구실)

초록
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이 연구에서는 물량저감 철근상세를 갖는 중공 철근콘크리트 교각 시스템의 전용 설계프로그램과 소성설계 적용 결과를 제시하였다. 개발된 물량저감 철근상세는 경제성과 합리성을 갖으며 공사기간의 단축을 가져올 수 있다. 물량저감 중공 철근콘크리트 교각의 적용을 통해 경제성 평가를 수행하였다. 평가 결과 개발상세가 기존상세에 비해 구조적 합리성, 시공성, 그리고 경제성 등이 우수함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents special-purpose design program and plastic design results for hollow RC bridge columns with reinforcement details for material quantity reduction. The developed reinforcement details has economic feasibility and rationality and makes construction periods shorter. This study docum...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • , 2013b). 이 연구는 경제성과 합리성을 갖는 중공 철근콘크리트 교각 시스템을 개발하고 적용하기 위한 일련의 연구로서 중공단면 교각의 횡방향 철근을 외측 횡철근과 보강 횡철근에 의한 삼각 구도로 구성하여 내측 횡철근의 생략 내지 감축을 실현한 중공교각의 새로운 철근 배근상세(Kim et al., 2013a; Kim et al., 2013b; 2014)와 연계된다. 개발된 중공단면 교각의 철근상세는 경제성과 합리성을 고려한 새로운 형태의 철근 배근상세로서 배근작업이 용이하며, 급속시공이 가능하다.
  • 이 연구에서 적용한 물량저감 철근상세는 중공단면의 거동 특성을 고려하여 기존 철근상세가 갖고 있는 문제점을 해결하고 경제성과 합리성을 동시에 만족시킬 수 있도록 개발되었다. 즉, 내 · 외측 축방향철근이 내측보다 외측에 상대적으로 더 많이 배근되어 기존의 배근구조보다 구조적으로 유리한 거동 특성을 나타낸다.
  • 이 연구에서는 중공단면 교각의 횡방향 철근을 외측 횡철근과 보강 횡철근에 의한 삼각 구도로 구성하여 내측 횡철근의 생략 내지 감축을 실현한 새로운 물량저감 중공 철근콘크리트 교각 시스템의 전용 설계프로그램을 개발하였으며 적용에 소성설계를 반영하였다. 이러한 설계 및 경제성 평가 결과로부터 다음의 결론을 얻었다.
  • 이 연구의 목적은 개발된 물량저감 중공 철근콘크리트 교각의 소성설계에 의한 적용을 통해 경제성 및 구조적 합리성을 극대화시키는데 있으며 개발된 전용 설계프로그램을 사용 하였고, 이를 통해 개발상세의 경제성, 시공성, 그리고 구조적 합리성을 확인할 수 있었다.

가설 설정

  • ○○교량의 교각 단면검토는 Table 2와 같이 부재력이 가장 크고 고정단 받침이 배치되는 P4 교각과 일방향 받침이 배치되는 교각중 가장 부재력이 큰 P3 교각에 대해서 소성 설계를 검토하고 나머지 교각에 대해서는 받침배치가 같은 P3 교각과 유사한 거동을 보이는 것으로 가정하여 검토하였다(Table 3). 이에 대한 대표적인 P-M 상관도 검토 결과를 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
개발된 물량저감 철근상세는 어떠한 결과를 가져올 수 있는가? 이 연구에서는 물량저감 철근상세를 갖는 중공 철근콘크리트 교각 시스템의 전용 설계프로그램과 소성설계 적용 결과를 제시하였다. 개발된 물량저감 철근상세는 경제성과 합리성을 갖으며 공사기간의 단축을 가져올 수 있다. 물량저감 중공 철근콘크리트 교각의 적용을 통해 경제성 평가를 수행하였다.
중공단면 교각은 어떠한 방식을 따르고 있는가? 중공단면 교각은 일반적으로 축방향으로 내․외측 축방향 철근을 배근한 후 내․외측 축방향철근을 각각 둘러 감도록 내․외측 횡철근을 배근하고, 마지막으로 보강 횡철근을 배 근하는 방식을 따르고 있다. 이 방식은 배근공간의 확보가 어렵고 내․외측 횡철근과 보강 횡철근 사이에 간섭이 발생 하는 등 배근작업이 상당히 복잡하다.
보강 횡철근을 배 근하는 방식은 어떠한 한계가 있는가? 중공단면 교각은 일반적으로 축방향으로 내․외측 축방향 철근을 배근한 후 내․외측 축방향철근을 각각 둘러 감도록 내․외측 횡철근을 배근하고, 마지막으로 보강 횡철근을 배 근하는 방식을 따르고 있다. 이 방식은 배근공간의 확보가 어렵고 내․외측 횡철근과 보강 횡철근 사이에 간섭이 발생 하는 등 배근작업이 상당히 복잡하다. 또한 중공단면 교각의심부구속 철근에 대해서는 현행 도로교설계기준(2010)에 명시적으로 규정되어 있지 않으며 중실단면에 비해 상대적으로 심부콘크리트 면적이 작은 중공단면의 횡방향 철근량이 과도 하게 산정되고 있는 실정이다. 이 경우 안전측인 설계결과를 제공할 수 있을 것으로 판단되나 경제성 및 합리성을 고려한 경우 이러한 방법은 바람직한 방법이라고 볼 수 없다(Chung et al., 1999; Sun et al.
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참고문헌 (13)

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  3. Cho, H.D., Lee, S.G., Park, J.Y., Han, S.H. (2000) Development of Optimum Design Program for Reinforced Concrete Continuous Beam using Graphic User Interface System, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 13(1), pp.1-11. 

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  8. Kim, T.H., Lee, J.H., Shin, H.M. (2014) Hollow I. Development and Verification, J. Earthquake Eng., 18(1), pp.1-8. 

  9. Korea Concrete Institute (2012) Concrete Structural Design Code. Seoul, 

  10. Ministry of Construction and Transportation (2010) Korea Highway Bridge Design Code. 

  11. Sun, C.H., Kim, I.H. (2009) Seismic Characteristics of Hollow Rectangular Sectional Piers with Reduced Lateral Reinforcements, J. Earthquake Eng., 13(3), pp.51-65. 

  12. Yeh, Y.K., Mo, Y.L., Yang, Y. (2002) Seismic Performance of Rectangular Hollow Bridge Columns, J. Struct. Eng., ASCE, 128(1), pp.60-68. 

  13. Zahn, F.A., Park, R., Priestely M.J.N. (1990) Flexural Strength and Ductility of Circular Hollow Reinforced Concrete Columns without Confinement on Inside Face, ACI Struct. J., 87(2), pp.156-166. 

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