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양단 균일 모멘트를 받는 수평곡선 I형 강재 거더의 횡-비틀림 거동 및 강도 산정 방안
Strength and Lateral Torsional Behavior of Horizontally Curved Steel I-Girders Subjected to Equal End Moments
원문보기
韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction, v.30 no.1, 2018년, pp.1 - 12
이기세 (고려대학교, 건축사회환경시스템공학부) , 이만섭 , 최준호 , 강영종 (고려대학교, 건축사회환경시스템 공학부)
초록
수평곡선 구조용 부재는 중력하중 하에서도 휨모멘트와 비틀림 모멘트를 동시에 저항하여야 한다. 이때, 비틀림 모멘트에 의하여 부재 내부의 응력상태는 불균일해지고, 때에 따라 요소의 이른 항복을 야기하여 결과적으로 부재의 극한강도가 저하될 수 있다. 해석에 따르면 곡률 중심각이 45도인 부재는 직선부재에 비해 동일한 조건 하에서 극한 강도가 50% 이상 감소될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 현재까지 곡선 거더의 강도 산정 방안에 관한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 휨, 순수비틀림, ? 등의 영향을 독립적으로 고려할 수 있는 구조 모델이 선정되었으며 이에 따라 극한강도에 영향을 미치는 인자가 도출 되었다. 곡선 부재의 거동은 횡-비틀림-수직 거동으로 재정의 되었으며, 휨-비틀림 상호작용 곡선을 이용하여 최종적으로 곡률, 비지지길이, 단면 형상등 거동에 영향을 미치는 인자들을 포함하는 극한강도 산정식을 제안하였다.
Abstract
AI-Helper
A curved member should resist bending and torsional moments simultaneously even though the primary load is usually supposed to be gravitational load. The torsional moment causes complicate stress state and also can result in early yielding of material to reduce member strength. According to analysis...
주제어
질의응답
| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 균일 비틀림으로 인하여 발생하는 전단응력이 지니는 특징은? | 이때, 불균일 비틀림은 플랜지의 끝단에 이른 항복을 야기할 수 있으나 극한 강도에 직접적인 영향을 주지는 않는다. 한편, 균일 비틀림으로 인하여 발생하는 전단응력은 법선응력과 상호작용을 일으켜 각 요소의 항복을 야기하며 이는 부재의 강도를 저하시키는 요인으로 작용한다.Figs. | |
| 곡선교 설계를 다루고 있는 설계 기준은 무엇이 있는가? | 우리나라의 도로교 설계기준(2016)[1]은 직선거더에만 국한된 설계 방안을 제시하고 있을 뿐, 평면 외방향으로 작용하는 모멘트나, 응력의 불균일 분포에 대한 언급이 없으며, 특히 비틀림 거동에 대한 사항은 다루고 있지 않다. 곡선교 설계를 다루고 있는 설계 기준은 현재 미국의 AASHTO LRFD Bridge Design Specificaions (2014)[2]가 유일한데, 이 또한, One-third rule을 이용한 응력 검토방안 만을 제안 하고 있을 뿐, 곡률 효과를 고려한 부재 강도에 대한 언급은 전무한 실정이다. 곡선교 전용 설계지침으로,일본의 한신 고속도로 공단 설계지침(1988)[3]이나 미국의 AASHTO Design Guide Specificaions(2003)[4]을 예로 들수 있으나, 여기에서도 곡선 거더의 횡-비틀림 거동을 반영한 강도 감소 현상을 명확히 반영하고 있지 않다. | |
| 도로교에 대해 우리나라의 현행 설계 기준이 지닌 문제점은? | 그럼에도 불구하고 현행 설계 기준은 곡률 효과를 반영한 강도 산정 방법을 제시하고 있지 못한 실정이다. 우리나라의 도로교 설계기준(2016)[1]은 직선거더에만 국한된 설계 방안을 제시하고 있을 뿐, 평면 외방향으로 작용하는 모멘트나, 응력의 불균일 분포에 대한 언급이 없으며, 특히 비틀림 거동에 대한 사항은 다루고 있지 않다. 곡선교 설계를 다루고 있는 설계 기준은 현재 미국의 AASHTO LRFD Bridge Design Specificaions (2014)[2]가 유일한데, 이 또한, One-third rule을 이용한 응력 검토방안 만을 제안 하고 있을 뿐, 곡률 효과를 고려한 부재 강도에 대한 언급은 전무한 실정이다. |
참고문헌 (26)
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Infrastructure and Transport, Highway Bridge Design Specifications(Limit State Design) Korea Ministry of Land 2016
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AASHTO LRFD Bridge Design Specifications American Association of State Highway and Transportation Officials 2014
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Guidelines for the Design of Horizontally Curved Girder Bridges(Draft) Hanshin Expressway Public Coporation, and Steel Structure Study Committee 1988
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Journal of Korean Society of Steel Construction Kang 7 4 243 1995 Free Vibration of Thin-Walled Horizontally Curved Beams
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Journal of Korean Society of Steel Construction Yoon 10 1 47 1998 Free Vibraion Analysis of Horizontally I-Grider Bridges using the Finite Element Method
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Journal of Korean Society of Steel Construction Kim 22 5 465 2010 Ultimate Strenegth Interaction of Steel/ Concrete Composite Trapezoidal Box Girders Subjected to Concurrent Action of Bending and Torsion
저자의 다른 논문 :
연구과제 타임라인
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- [본원] 대전광역시 유성구 대학로 245 한국과학기술정보연구원
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