[논문]콘크리트 충전 반원기둥보강재가 적용된 플레이트 거더의 뒤틀림 강도

천진욱; 이승후; 백승철; 김선희

doi:10.12652/ksce.2023.43.5.0577

콘크리트 충전 반원기둥보강재가 적용된 플레이트 거더의 뒤틀림 강도
Examination of Lateral Torsional Bucling Strength by Increasing the Warping Strength of I-Section Plate Girder with Concrete Filled Half Pipe Stiffener 원문보기

KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research = 대한토목학회논문집, v.43 no.5, 2023년, pp.577 - 585

천진욱 ((주)아이오컨스텍) , 이승후 ((주)아이오컨스텍) , 백승철 (안동대학교 건설시스템공학과) , 김선희 (가천대학교 건축공학과)

초록
AI-Helper

횡비틀림 좌굴은 가설 중 붕괴 사고 등의 안전사고를 유발할 수 있기 때문에 설계단계에서 좌굴에 대한 정확한 안전성 검토가 이루어져야 한다. 횡비틀림 좌굴을 방지하기 위한 방안으로 단부 보강을 통해 거더의 뒤틀림 강도 증가시키거나 크로스 프레임 설치를 통해 비지지길이를 감소하는 방법 등이 있다. 크로스 프레임은 바닥판 합성 이후 구조적 역할이 적은 반면 재료비와 설치비에 따른 인건비 비중이 매우 크며, 용접부의 피로 균열로 인해 유지관리 성능을 감소시키는 요인으로 작용할 수 있다. 콘크리트 충전 반원기둥보강재를 통한 단부 보강 공법은 반원기둥 형태의 보강재를 통해 플레이트 거더의 단부를 보강하는 공법으로 거더 자체의 뒤틀림 강성을 증가시켜 횡비틀림 좌굴 강도를 증가시킨다. 이 연구에서는 콘크리트 충전 반원기둥보강재가 적용된 플레이트 거더의 뒤틀림 강도 증가로 인한 횡비틀림 좌굴 강도의 영향을 검토하기 위하여 설계식에 의한 결과와 유한요소해석의 결과를 비교하였고 실물재하실험을 통해 검증하였다. 설계식은 경계조건의 구속과 관련된 유효길이계수를 적용하고 있는 Eurocode의 설계식을 사용하였으며 결과를 검증하기 위하여다양한 단면의 유한요소해석을 수행하였다. 이후 횡방향 하중을 통해 뒤틀림을 받는 거더의 실물재하실험을 수행하여 콘크리트 충전 반원기둥보강재의 성능을 확인하였다. 그 결과 CFHPS가 적용된 플레이트 거더는 기존 판형 보강재가 적용된 플레이트 거더와 비교하여 뒤틀림 강도가 증가하였으며 그로 인해 횡비틀림 좌굴 강도가 증가하는 것으로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Lateral torsional buckling causessafety accidentssuch as collapse accidents during erection. Therefore, anaccurate safety designshould be conducted. Lateral torsional buckling canbe prevented by reinforcing the end orreducing the unbraced length. The method ofreducing the unbraced length by installing a crossframe has high material and installation costs and low maintenance performance.In addition, structuralsafety may be deteriorated due to cracks. The end reinforcement method using Concrete Filled Half Pipe Stiffeneris a method ofreinforcing the end of a plate girder using a stiffenerin the form of a semi-circular column. This method increasesthewarping strength ofthe girder and increasesthe lateral torsional buckling strength.In thisstudy, the effect ofincreasing the warping strengthof plate girders with concrete filled half pipe stiffeners was confirmed. To verify the effect, the results ofthe designequationand the finite element analysis were compared and verified through a experiment. As a result, the plate girderwithCFHPS increased thewarping strengthand confirmed that the lateral torsional buckling strength was increased.

주제어

표/그림 (27)

그림 Fig. 1. Minimum Distance to Reduce Differences in Girder Stiffeness
그림 Fig. 2. Behaviors of Stiffener: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
그림 Fig. 3. Details of End Cross Frame Connection: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
그림 Fig. 4. Concrete Filled Half Pipe Stiffener
그림 Fig. 5. Aligment Chart for Braced Frame (AISC, 2005)
표 Table 1. Stiffness Multiplier (Quadrato et al., 2010)
표 Table 2. Specifications
표 Table 3. Section Properties
그림 Fig. 6. Modeling and Boundary Conditions: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
그림 Fig. 7. Load Condition (Unit Load)
그림 Fig. 8. Results of Buckling Analysis: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
표 Table 4. Summary of Buckling Analysis
그림 Fig. 9. Torsional and Warping Resistance
그림 Fig. 10. Accuracy of FEA
그림 Fig. 11. Load Condition (Lateral Loading)
그림 Fig. 12. Displacement due to Lateral Loading: (a) PlateType, (b) CFHPS Type
표 Table 5. Section Summary
표 Table 6. Comparison of Lateral Torsional Buckling Strength for Various Cross Sections
그림 Fig. 13. Flange Stress due to Lateral Loading: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
그림 Fig. 14. Lateral Loading Experiment
그림 Fig. 15. Specimens: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
그림 Fig. 16. Experiment Set up: (a) Boundary Conditions, (b) Loading Conditions, (c) Displacement Gage
표 Table 7. Rusults of Lateral Loading Case
그림 Fig. 17. Lateral Loading Experiment Result: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
그림 Fig. 18. Displacement Summary: (a) End of Upper Flange, (b) Midsection
그림 Fig. 19. P-δ Graph: (a) Plate Type, (b) CFHPS Type
표 Table 8. Comparison of Results

참고문헌 (12)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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