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도로상 부구조물(교통표지판 및 가로등 지주)의 설계여정
Odyssey for the Standard Design of Highway Minor Structures (Cantilever Columns for Signs, Luminaries, Traffic Signals) 원문보기

복합신소재구조학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures, v.6 no.3, 2015년, pp.62 - 68  

조태준 (대진대학교 건설시스템공학과) ,  김명한 (국립목포대학교 건축공학과) ,  지효선 (대원대학교 철도건설공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As a preparation of a design standard regarding road facilities, such as cantilever columns for traffic lights, street lights on highways is proposed. Currently these minor structures are designed based on guidelines which are mixed with multiple old foreign specifications without any criteria in te...

주제어

#도로상 부구조물   #외팔지주   #소형구조물   #설계지침  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 교통신호등, CCTV 지주대나 가로등 및 이와 연결된 기둥(지주) 구조물과 같은 도로상 부구조물의 설계표준 개발을 통하여 현재 국내에 존재하지 않는 도로상 시설물에 대한 표준시방서의 기반을 구축하고자 한다. 국내외 시방서 및 설계지침의 비교 및 예제 설계에 기초하여 안전한 설계를 위한 표준시방서 구축의 방향을 검토한다.
  • 교통신호등, CCTV 지주대나 가로등 및 이와 연결된 기둥(지주) 구조물과 같은 도로상 부구조물의 설계표준 개발을 통하여 현재 국내에 존재하지 않는 도로상 시설물에 대한 표준시방서의 기반을 구축하고자 한다. 국내외 시방서 및 설계지침의 비교 및 예제 설계에 기초하여 안전한 설계를 위한 표준시방서 구축의 방향을 검토한다. 설계예제는 원심력을 이용한 프리텐션 콘크리트 원통형 기둥구조물인 부구조 지주구조를 중심으로 검토하였으며, 최근 사용이 증가하는 복합신소재 또는 하이브리드 형 지주구조물 등에의 확장이 가능할 것으로 생각한다.
  • 그러므로 설계단계에서 부착가능한 EPA값을 시행착오법으로 입력하여 저항가능한 (안전한) 응력의 발생비율을 검토하여 최대로 또는 적절히 안전한 부착가능 EPA를 결정하고자 한다. 이하 절에서 3m, 5m, 7m의 경량화 지주구조물에 대하여 EPA를 비교하여 상기 기술에 대하여 증명한다.
  • 본 연구에서는 기존 국외의 구조설계기준과 연구 문헌조사를 바탕으로 경제성과 안전성의 확보를 위한 허용응력설계의 검토 및 극한한계상태에 대한 검토사례를 통하여 표준설계시방서의 제정 준비방향에 대하여 논의하였다.
  • , 2014) 및 신공법의 도입에 따른 새로운 표준단면의 제시, 그리고 실물실험검증이 매우 시급한 현황이다. 본 연구에서는 상기 제시된 문제점에 대하여 기본적인 해결방향을 검토하고자 한다.
  • 그러므로 설계단계에서 부착가능한 EPA값을 시행착오법으로 입력하여 저항가능한 (안전한) 응력의 발생비율을 검토하여 최대로 또는 적절히 안전한 부착가능 EPA를 결정하고자 한다. 이하 절에서 3m, 5m, 7m의 경량화 지주구조물에 대하여 EPA를 비교하여 상기 기술에 대하여 증명한다.

가설 설정

  • 3) 일본: 허용응력설계 (개구부는 3차원 유한요소해석과 연결부는 파괴실험)과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
도로상 부구조물에는 무엇이 있는가? 도로상 부구조물은 주로 가로등, CCTV, 전신주, 교통표지판의 지주구조물 의미하는데 국내의 경우 시공시방서 및 설계 교통신호지주 설계지침이 있으나 표준단면이나 설계시방서는 없다. 국외의 경우 미국은 AASHTO LTS시방서와 FP1001-07(AASHTO, ANSI 편찬)이, 유럽은 BD(Design of Minor Structures, 영연방 도로개발처 편찬)와 이에 기반한 ISO규정이, 일본은 JIL시방서 (조명기구공업회 편찬)를 30여 년간 개정 및 제정하고 있으며, 국내의 설계지침은 일본 JIL시방서와 기타 시방서의 혼합된 내용으로 사용되고 있으며, 간략한 비교는 다음과 같다.
지주구조물의 EPA란? 이 과정에서 부착된 조명등의 EPA가 입력되고 하중으로 적용된다. 지주구조물의 EPA란 부착 가능한 조명등의 총 EPA합계를 의미하므로 부착물의 EPA를 0에서 점차 늘려가면서 허용응력의 조건식들이 모두 만족하는 지를 검토하므로써 최대값(또는 적정한 값)의 부착물의 EPA를 결정하면 그 값이 새로운 지주구조물의 등가EPA로 설계된다. 이 과정을 거쳐서 결정된 EPA값은 아래와 같이 2배의 조명등무게를 문제없이 지지한다.
설계시방서 초안의 준비작업에서의 기본적인 고려사항은? 1) 미국이외의 시방서와 각국 시방서별 단면과 강성의 비교 2) 강재지주 및 FRP 등 기타재료 지주의 설계비교분석 3) 지주의 휨파괴시 압축파괴와 인장파괴의 확률론적 안전성 비교 4) 지주의 휨한계상태, 전단한계상태 및 연결부의 극한한계상태에 대한 파괴확률의 비교 5) 지주의 높이변수 별 변화 6) 부착물의 형태 및 복잡성(간섭 및 공진발생) 여부 7) 제반 변수별 콘크리트기초와 매립식, 앵커베이스와 평판베이스플레이트의 파괴모드 비교
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참고문헌 (8)

  1. AASHTO(2013), "AASHTO-LTS-6" Structural Specifications for Highway Signs, Luminaries, and Traffic Signals. 

  2. ANSI/NAAMM FP 1001-97, "Guide Specifications for Design Loads of Metal Flagpoles 1606.1.1." 

  3. BD 94/07 (2007), "Design of Minor Structures," Design Manual for Roads and Bridges, Vol., 2. 

  4. American National Standards Institute (1999) ,"Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures," Standard No., 7-88. 

  5. ACI Committee 318 (2002), "Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318-02) and Commentary." 

  6. Japanese Society of Illumination Facilities Engineering (2009), "JIL 1003." 

  7. National Police Agency (2005), "Installation Manual of Traffic Sign Facilities." (in Korean). 

  8. Park, J.M, Lee, S.Y, Ji, H.S and Song, B.J. (2014) "Optimal Fiber-Angle of Wind Turbine Tower Made of Composites under Wind Loads," Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures, 5(1), pp. 9-15. (in Korean). 

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