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PSC 교량의 노후도 및 FRP 보강 효과를 고려한 지진취약도 분석
A Study on Seismic Fragility of PSC Bridge Considering Aging and Retrofit Effects 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.24 no.6, 2020년, pp.34 - 41  

안효준 (인하대학교 토목공학과) ,  이종한 (인하대학교 토목공학과)

초록
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최근 국내에서는 지진의 발생 빈도와 규모가 증가하고 있다. 이러한 상황속에서 대표적인 도로 구조물인 교량의 지진피해는 많은 인명피해로 직결될 수 있다. 따라서, 사전에 구조물의 지진취약도를 분석하여 피해를 대비하는 것이 필요하다. 특히 국내의 교량은 공용년수 30년 이상의 노후 교량이 증가하고 있어, 교량의 노후화와 보수보강을 고려한 지진해석과 취약도 분석 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PSC 교량에 대해 노후화와 FRP 보강효과를 고려하여 비선형 정적 및 동적해석을 수행하였다. 노후화 및 FRP 보강은 지진응답에 지배적인 영향을 주는 교각에 적용하였다. 최대 변위는 노후도에 의해 증가되었지만, FRP 보강에 의한 교량의 변위를 감소시킬 수 있었다. 지진해석과 함께 교각의 성능점과 동적거동을 복합적으로 평가할 수 있는 지진취약도 해석을 수행하여 노후화 및 FRP 보강에 대한 효과를 분석하였다. FRP 보강 교량의 지진취약도는 노후 교량에 비해 모든 손상단계에서 감소하였으며, PGA와 손상손상수준이 높아질수록 감소정도가 뚜렷하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In recent years, magnitude and frequency of earthquakes have increased in Korea. Damage to a bridge, which is one of the main infrastructures, can directly lead to considerable loss of human lives. Therefore, engineers need to evaluate the seismic fragility of the structure and prepare for the possi...

주제어

표/그림 (17)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 PSC교량의 노후도와 FRP 보강의 효과를 고려하여 지진해석과 지진취약도 분석을 수행하였다. 노후도는 교각의 철근 질량 감소율로 고려하였으며, FRP 보강은 보강량 결정을 통해 노후교각의 상하부에 적용하였다.
  • 본 연구에서는 국내에서 일반적으로 많이 사용하는 PSC교 량에 대해서 교각의 노후화 및 FRP 보강에 따른 지진 거동과 지진취약도를 분석하였다. 교량의 지진해석은 일반상태의 교량, 노후 교량, FRP 보강된 교량에 대해서 재료와 거동의 비선 형성을 고려하여 수행하였다.

가설 설정

  • 교량의 기초는 말뚝 기초로 이루어져 있어, 이를 고정단으로 가정하였다. 교대와 지반의 경계조건 또한 교각과 마찬가지로 고정단으로 가정하였다. 해석 교량의 자중은 교대와 교각에 각 5MN, 10MN의 절점 하중으로 고려하였다.
  • 교량의 기초는 말뚝 기초로 이루어져 있어, 이를 고정단으로 가정하였다. 교대와 지반의 경계조건 또한 교각과 마찬가지로 고정단으로 가정하였다.
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참고문헌 (10)

  1. Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2020), 2020 Road Bridge and Tunnel Status Report, Sejong, South Korea. 

  2. Mazzoni S, McKenna F, Scott MH, Fenves GL. (2006), OpenSees command language manual, Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) Center. University of California, Berkeley, Berkeley. 

  3. Aquino, W., & Hawkins, N. M. (2007), Seismic retrofitting of corroded reinforced concrete columns using carbon composites. ACI Structural Journal, 104, 348-356. 

  4. Berry, M. P., & Eberhard, M. O. (2007), Performance modeling strategies for modern reinforced concrete bridge columns (Technical report). Berkeley, CA: Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California. 

  5. Nguyen, Y. (2013), Determining the capacity of deteriorated reinforced concrete bridge structures under seismic loading, Ph.D. dessertation, California, San Diego State University, Department of Civil Engineering. 

  6. Priestley MJN, Seible F, Calvi GM. (1996), Seismic design and retrofit of bridges. John Wiley & Sons Inc., New York. 

  7. Seible F, Priestley MJN, Hegemier GA, Innamorato D. (1997), Seismic retrofit of RC columns with continuous carbon fiber jackets. J. Compos. Constr. May; 1(2), 52-62. 

  8. An H, Lee J-H, Shin S. (2020), Dynamic Response Evaluation of Bridges Considering Aspect Ratio of Pier in Near-Fault and Far-Fault Ground Motions, Applied Sciences, 10(17), 60-98. 

  9. FEMA. (2000), State of the Art Report on Systems Performance of Steel Moment Frames subject to Earthquake Ground Shaking, FEMA 355C. 

  10. Barbat, A. H., Pujades, L. G., & Lantada, N., (2008), Seismic damage evaluation in urban areas using the capacity spectrum method: Application to Barcelona, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 28(10-11), 851-865. 

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