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PSC I형 거더 실물 모형체 실험을 통한 동적거동특성 분석의 실용적 모델링 기법 연구
The study of a practical modeling method for the analysis of dynamic behavior by the mockup test of prestressed concrete girder 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.22 no.6, 2018년, pp.148 - 156  

김형규 (금오공과대학교 토목공학과) ,  장일영 (금오공과대학교 토목공학과)

초록
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교량 구조물 거동의 건전성 평가는 하중재하-처짐의 정적특성과 충격계수와 고유진동수 등의 동적특성으로 평가하는 것이 일반적이며, 이를 수치해석적 방법으로 비교 분석하는 것이 합리적인 방법이라 할 수 있다. 사용하중에 대한 거동은 탄성영역에서 이루어지므로 실물구조체와 수치해석의 결과는 일체성을 보이지만, 동적특성의 경우 특히, 진동학적 분석에 있어서는 구조물의 기하형상과 사용재료의 이질성에 기인하여 실물 구조체의 결과와 다소 차이를 보인다. 이러한 오차를 수렴시키기 위하여 본 연구는 실물 모형체의 실험결과를 바탕으로 다양한 수치해석적 모델을 제시하고 그 예민도를 분석함으로써, 교량 구조물 평가를 위한 실용적인 모델링 기법을 도출하여 안정적인 예비 해석 결과를 제공하는데 그 목적이 있다. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 긴장재를 환산단면으로 치환한 모델을 기반으로 긴장재의 탄성적 특성을 반영한 모델과 수정된 탄성계수를 적용한 모델의 고유진동수가 실물 모형체의 그것과 가장 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The integrity assessment of the bridge behavior is generalized by field data of a static load-deformation curve and dynamic properties such as impact factors and natural frequencies. Evaluating it with numerical analysis is a reasonable method. The results of the mockup test and the numerical analys...

주제어

#고유진동수   #실용적인 모델링 기법   #실물 모형체 실험   #긴장재 축방향 강성   #콘크리트 탄성계수  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 고유진동수에 대한 다양한 수치해석적 접근을 시도한 기존 연구(Kim, 2016)에서는 고유진동수 분석을 위한 수치해석적 기법의 방법론적 접근을 소개하였다. 본 연구는 기존의 연구(Park et al, 2015)에서 선정된 단면을 실물 모형체로 제작하여 정적거동과 동적거동을 분석하고, 기존에 제시된 수치해석적 분석의 여러기법에 대하여 수정 확대 적용을 통하여 실측의 결과와 가장 유사한 모델링 기법을 개발하고자 한다.
  • 본 연구는 이와 같은 동적특성의 많은 요소 중에서 고유진동수에 대한 실물 모형체 실험의 평가로부터, 수치해석적 기법과의 연계적 예민도를 분석하여, 실용적으로 어떠한 모델링 기법이 정해 혹은 실물 구조물의 거동에 가깝게 수렴하는지에 대한 연구에 그 목적을 두고 있다. 이로써, 실물 모형체 실험의 결과를 기반으로 연구된 정밀한 모델링 기법은 실질적인 구조물의 거동 예측을 위하여 매우 안정적인 예비 해석의 결과를 제공할 수 있고, 실물 교량으로 확장 적용하였을 때, 향상된 예민도의 신뢰할 만한 수치해석 모델링 기법으로 효과적인 결과를 도출하여 거동 예측에 유용한 자료를 확보할 수 있다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수치해석적 기법과의 연계적 예민도를 분석을 통해 얻을 수 있는 이점은 무엇인가? 본 연구는 이와 같은 동적특성의 많은 요소 중에서 고유진동수에 대한 실물 모형체 실험의 평가로부터, 수치해석적 기법과의 연계적 예민도를 분석하여, 실용적으로 어떠한 모델링 기법이 정해 혹은 실물 구조물의 거동에 가깝게 수렴하는지에 대한 연구에 그 목적을 두고 있다. 이로써, 실물 모형체 실험의 결과를 기반으로 연구된 정밀한 모델링 기법은 실질적인 구조물의 거동 예측을 위하여 매우 안정적인 예비 해석의 결과를 제공할 수 있고, 실물 교량으로 확장 적용하였을 때, 향상된 예민도의 신뢰할 만한 수치해석 모델링 기법으로 효과적인 결과를 도출하여 거동 예측에 유용한 자료를 확보할 수 있다.
사용하중에 대한 거동의 분석에서 실물구조체와 수치해석 결과와의 차이점은 무엇인가? 교량 구조물 거동의 건전성 평가는 하중재하-처짐의 정적특성과 충격계수와 고유진동수 등의 동적특성으로 평가하는 것이 일반적이며, 이를 수치해석적 방법으로 비교 분석하는 것이 합리적인 방법이라 할 수 있다. 사용하중에 대한 거동은 탄성영역에서 이루어지므로 실물구조체와 수치해석의 결과는 일체성을 보이지만, 동적특성의 경우 특히, 진동학적 분석에 있어서는 구조물의 기하형상과 사용재료의 이질성에 기인하여 실물 구조체의 결과와 다소 차이를 보인다. 이러한 오차를 수렴시키기 위하여 본 연구는 실물 모형체의 실험결과를 바탕으로 다양한 수치해석적 모델을 제시하고 그 예민도를 분석함으로써, 교량 구조물 평가를 위한 실용적인 모델링 기법을 도출하여 안정적인 예비 해석 결과를 제공하는데 그 목적이 있다.
교량 구조물 거동의 건전성 평가는 어떻게 이루어지는가? 교량 구조물 거동의 건전성 평가는 하중재하-처짐의 정적특성과 충격계수와 고유진동수 등의 동적특성으로 평가하는 것이 일반적이며, 이를 수치해석적 방법으로 비교 분석하는 것이 합리적인 방법이라 할 수 있다. 사용하중에 대한 거동은 탄성영역에서 이루어지므로 실물구조체와 수치해석의 결과는 일체성을 보이지만, 동적특성의 경우 특히, 진동학적 분석에 있어서는 구조물의 기하형상과 사용재료의 이질성에 기인하여 실물 구조체의 결과와 다소 차이를 보인다.
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참고문헌 (12)

  1. J.K. Park, P.K. Jang, T.G. Cha, C.W. Kim, and I.Y. Jang (2015), Dynamic Response of PSC I shape girder being used wide upper flange in Railway Bridge, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, KSMI, Vol. 19, No. 4, 125-135. 

  2. B.C. Kim (2016), Thesis for Doctor of Philosophy, The graduate school of Kumoh National Institute of Technology, Gumi, 48-69. 

  3. J.S. Kim, and J.H. Shin (2009), Mechanical Properties of Concrete with Statistical Variations, Journal of the Korea Concrete Institute, KCI, 21(6), 789-796. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Chang-Shik Min (2008), Reinforced concrete Design, Goomi -book, Seoul, 70-74. 

  5. CEN (2004), Eurocode 2: Design of concrete structures, European Committee for Standardization, 27-30. 

  6. CEB-FIB (1990), Model Code 1990, Comite Euro-International du Beton, 39-40. 

  7. AASHTO (2012), LRFD Bridge Design Specifications, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington D.C., 5-18-5-19. 

  8. Korea Rail Network Authority (2015), Design criteria for Railroad, Korea Rail Network Authority, Daejeon, 10-9-10-10. 

  9. Korea Road Association (2010), Korean Highway Bridge Design Code, Gunsulbook, Seoul, 2-33-2-34. 

  10. Korea Concrete Institute (2007), Korea Structural Concrete Design Code(Commentary), Kimoondang, Seoul, 43-50. 

  11. Korea Concrete Institute (2012), Structural Concrete Design Code (Commentary), Kimoondang, Seoul, 51-51, 75-76. 

  12. Korea Road Association (2012), Korean Highway Bridge Design Code, Gunsulbook, Seoul, 2-33-2-34. 

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