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응답수정계수와 일반교량의 붕괴방지설계
Response Modification Factors and No Collapse Design of Typical Bridges 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.30 no.2, 2017년, pp.185 - 189  

국승규 (부경대학교 토목공학과)

초록
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일반교량 내진설계의 목적은 지진발생 직후에 긴급차량의 통과를 허용하도록 하는 '붕괴방지설계'의 수행이다. 도로교설계기준은 연성구조를 구성하여 '붕괴방지설계'를 수행하는 규정을 제시하고 있으며 이 과정에서 연결부분과 하부구조에 적용하는 응답수정계수가 핵심적인 역할을 한다. 하부구조 응답수정계수의 경우 도로교설계기준은 연성과 여용력을 고려한 계수인 반면 AASHTO LRFD 교량설계기준은 교량의 중요도를 핵심, 중요 및 일반으로 구분한 인위적인 인자를 추가로 반영한 계수를 제시하고 있다. 이 연구에서는 강재받침과 철근콘크리트 교각기둥으로 구성된 일반교량을 선정하고 도로교설계기준의 설계조건과 함께 하부구조 응답수정계수를 차등 적용하는 경우의 설계결과를 비교, 검토하였으며 이로부터 하부구조 응답수정계수의 차등 적용 시 설계기준에 요구되는 보완사항을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of earthquake resistant design for typical bridges is the 'No Collapse Design' allowing emergency vehicles just after earthquakes. The Roadway Bridge Design Code provides design provisions to carry out such 'No Collapse Design' with a ductile mechanism and response modification factors g...

주제어

#일반교량   #붕괴방지설계   #연성구조   #응답수정계수   #AASHTO LRFD 교량설계기준   #중요도  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 중약진지역의 설계지진은 강진지역의 1/3 수준이므로 하부구조 응답수정계수를 적용하여 교각기둥 단면을 결정하면 일반설계에서 요구되는 최소 단면을 만족할 수 없는 경우가 발생하며 이러한 경우 실제응답수정계수가 설계기준에서 제시한 응답수정계수와 차이가 나고 이는 차등 적용하는 것과 같은 상황이 된다. 이 연구에서는 일반교량을 선정하고 하부구조 응답수정계수를 차등 적용한 설계결과를 바탕으로 연성구조의 구성여부를 비교, 검토하여 설계기준에 요구되는 보완사항을 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반교량에서 진동단위를 구성하는 것은? 일반교량 내진설계의 목적은 강진발생 시 국부적인 손상은 허용하나 낙교는 방지하여 지진발생 직후 긴급차량의 통과를 가능하게 하는 붕괴방지설계(no collapse design)를 수행하는 것이다. 일반교량에서 진동단위를 구성하는 상부구조,연결부분, 하부구조(교각기둥) 및 기초 중 상부구조와 기초의 손상은 낙교를 유발하여 허용되지 않으므로 하부구조와 연결 부분의 손상이 허용된다. 교각기둥의 경우 압축파괴 또는 전단파괴는 낙교를 유발하므로 허용할 수 없고 휨에 의한 기둥단부구역의 항복으로 소성힌지를 형성해야 하며 이에 요구되는 횡철근을 설계하여 연성구조(ductile mechanism)를구성한다.
일반교량 내진설계 목적은? 일반교량 내진설계의 목적은 강진발생 시 국부적인 손상은 허용하나 낙교는 방지하여 지진발생 직후 긴급차량의 통과를 가능하게 하는 붕괴방지설계(no collapse design)를 수행하는 것이다. 일반교량에서 진동단위를 구성하는 상부구조,연결부분, 하부구조(교각기둥) 및 기초 중 상부구조와 기초의 손상은 낙교를 유발하여 허용되지 않으므로 하부구조와 연결 부분의 손상이 허용된다.
교각기둥 단부구역이 소성힌지를형성할 수 없는 경우가 아니면 내진설계기준은 기본적으로 연성구조의 구성을 요구하는 이유는? 교각기둥의 경우 압축파괴 또는 전단파괴는 낙교를 유발하므로 허용할 수 없고 휨에 의한 기둥단부구역의 항복으로 소성힌지를 형성해야 하며 이에 요구되는 횡철근을 설계하여 연성구조(ductile mechanism)를구성한다. 반면 강재받침과 같은 연결부분이 파손되는 취성구조(brittle mechanism)를 구성하는 경우는 전단키 등의 낙교방지장치를 설치하여 붕괴방지설계의 목적은 달성할 수 있으나 상부구조의 파손이 불가피하므로 연성구조에 비해 경제성 측면에서 불리하다. 그러므로 교각기둥 단부구역이 소성힌지를형성할 수 없는 경우가 아니면 내진설계기준은 기본적으로 연성구조의 구성을 요구하고 있으며 설계방법으로 응답수정계수(response modification factor; R)를 적용하는 스펙트럼 해석법을 제시하고 있다.
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참고문헌 (6)

  1. AASHTO (2012) AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, Customary U.S. Units. 

  2. Kook, S.K. (2012) Serviceability Limit State and Response Modification Factors, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 25(2), pp.149-154. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Kook, S.K. (2014) No Collapse Design for Typical Bridges, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 27(3), pp.163-172. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Roh, D.O. (2005) RC-Mania Diagram. 

  5. Midas IT (2010) Midas/Civil User Manual, Ver. 6.3.0 (Release no. 1), Midas IT Co. Ltd.. 

  6. Ministry of Land, Transport & Maritime Affairs (2016) Roadway Bridge Design Code, Chapter 8: Earthquake Resistant Design, pp.8-1-8-44. 

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