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제안 방법
- 지반운동은 국내에서 중규모지진에 의한 근단층지반운동 모델을 수행하여 얻어진 결과를 이용하였다. RC 교각의 실험체는 scale factor를 4.25로 설정하여 설계하였고. 축력을 압축강도의 10%선에서 도입하기 위해서 교각을 제작할 때 단면의 중심에 쉬스관을 배치하여 실험 직전에 포스트텐션을 통해서 압축력을 도입하고 이를 로드셀로 확인하였다.
- 근단층지반운동으로 사용한 지반운동이 중규모지진에 대해서 생성된 것으로 0.0627g, 0.0803g, 0.11g, 0.154g, 0.22g, 0.3g, 0.4g, 0.5g, 0.6g, 0.7g, 0.8g, 0.9g까지 가진을 실시하였다.(정영수 등, 2006) 그림 4는 3개의 비내진 실험체 및 2개의 한정연성 실험체의 하중-변위 응답을 보여주고 있다.
- 이 연구에서는 RC 교각의 내진성능을 근단층지반운동에 대해서 평가하기 위해서 축소모형을 제작하고 QST, PDT에서는 축력효과는 프리스트레스에 의해 구현하였고 진동대 실험에서의 질량 효과는 별도의 질량모사 프레임을 제작하여 수행한 실험 결과를 제시하였다. 진동대 실험에서 질량 모사 프레임이 교각 모델과 같은 변위로 움직이면서 마찰 효과를 최소화할 수 있도록 고려하였고 이를 검증하였다.
- )로 정의된다. 이 연구에서는 그림 5의 하중-변위 포락곡선과 표 1의 변위연성도 결과를 통해서 실험 방법의 변화에 따른 변위연성도를 분석하여 교각 실험체의 내진성능을 분석하였다.
- 축력을 압축강도의 10%선에서 도입하기 위해서 교각을 제작할 때 단면의 중심에 쉬스관을 배치하여 실험 직전에 포스트텐션을 통해서 압축력을 도입하고 이를 로드셀로 확인하였다. 주된 변수는 실험 방법이고 그에 대한 지진 거동을 연구하였다.
- 0g인 것도 실험 부재 설계에서 중요한 고려사항이 되어야 한다. 준정적 실험은 일정한 Drift level로 2 cycle을 변위로 제어 하여 실험을 수행하였고 유사동적 실험은 댐핑 값을 일정하게 하고 진동대 실험에서 사용된 가속도를 수치 적분한 변위로 제어 하였다. 준정적 실험 및 유사동적 실험은 최대변위 ±25mm, 최대하중 ±980KN의 ACTUATOR를 사용하였다.
- 진동대 실험에서 질량 모사 프레임이 교각 모델과 같은 변위로 움직이면서 마찰 효과를 최소화할 수 있도록 고려하였고 이를 검증하였다. 지반운동은 국내에서 중규모지진에 의한 근단층지반운동 모델을 수행하여 얻어진 결과를 이용하였다. RC 교각의 실험체는 scale factor를 4.
- 이 연구에서는 RC 교각의 내진성능을 근단층지반운동에 대해서 평가하기 위해서 축소모형을 제작하고 QST, PDT에서는 축력효과는 프리스트레스에 의해 구현하였고 진동대 실험에서의 질량 효과는 별도의 질량모사 프레임을 제작하여 수행한 실험 결과를 제시하였다. 진동대 실험에서 질량 모사 프레임이 교각 모델과 같은 변위로 움직이면서 마찰 효과를 최소화할 수 있도록 고려하였고 이를 검증하였다. 지반운동은 국내에서 중규모지진에 의한 근단층지반운동 모델을 수행하여 얻어진 결과를 이용하였다.
- 25로 설정하여 설계하였고. 축력을 압축강도의 10%선에서 도입하기 위해서 교각을 제작할 때 단면의 중심에 쉬스관을 배치하여 실험 직전에 포스트텐션을 통해서 압축력을 도입하고 이를 로드셀로 확인하였다. 주된 변수는 실험 방법이고 그에 대한 지진 거동을 연구하였다.
대상 데이터
- RC 교각의 실험체의 직경과 순수 교각 높이는 각각 400 mm 및 1400 mm로서 형상비 2.5인 휨전단 파괴모드로 설계되었다. 시험체의 축소계수는 4.
- 진동대를 이용한 RC교각 실험은 여러 가지 제약사항을 갖게 되어 이에 대한 고려가 중요하다. 국내에서 사용할 수 있는 진동대중에서 일축진동대로 Table의 크기가 5m x 3m이고 최대 시편 중량이 294KN인 것을 이 연구에서 사용하였다. 우선, 최대 시편 중량의 제한으로 인해서 교각의 축소모형의 크기에 제한이 있고 또한 최대 허용 모멘트의 크기는 491KN·m, 최대 변위는 ±100mm, 최대가속도는 1.
- 주철근의 직경은 13 mm, 띠철근은 열가공을 통해 제작된 직경 6 mm 이형철근을 사용하였다. 사용된 콘크리트의 굵은골재의 최대 직경은 9mm로 제한하였고 별도로 배합설계 된 콘크리트의 28일 설계강도는 24 MPa이고, 3개의 공시체에서 평균 27MPa 압축강도를 얻었다.
- 실험체수는 비내진 3개, 한정연성 2개의 총 5개이다. 실험변수는 진동대 실험체 2개, 준정적 실험체 1개, 유사동적 실험체 2개이다. 5개 실험체 모두 겹침 이음이 없는 실험체이다.
- 실험체수는 비내진 3개, 한정연성 2개의 총 5개이다. 실험변수는 진동대 실험체 2개, 준정적 실험체 1개, 유사동적 실험체 2개이다.
- 사용된 주철근과 띠철근의 설계강도는 300 MPa, 인장실험에 의한 항복강도는 320 MPa의 값을 얻었다. 주철근의 직경은 13 mm, 띠철근은 열가공을 통해 제작된 직경 6 mm 이형철근을 사용하였다. 사용된 콘크리트의 굵은골재의 최대 직경은 9mm로 제한하였고 별도로 배합설계 된 콘크리트의 28일 설계강도는 24 MPa이고, 3개의 공시체에서 평균 27MPa 압축강도를 얻었다.
- 준정적 실험 및 유사동적 실험은 최대변위 ±25mm, 최대하중 ±980KN의 ACTUATOR를 사용하였다.
이론/모형
- 최대반가속도 크기에 따른 12 종의 근단층 지반운동하의 실험체의 손상도에 따른 실험체의 고유진동수 및 감쇠비는 각각 하중-변위 이력곡선에 대한 FFT(Fast Fourier Transform)분석 그리고 Half-Power Bandwidth Method의 이론에 근거하여 산출하였다. 표 1 및 그림 6에서 보여주는 바와 같이 PGA가 커질수록 즉, 실험체가 손상도가 커짐에 따라서 실험체의 고유진동수(Natural Frequency)는 작아지고 감쇠비(Damping)값은 대체적으로 커진다는 것을 확인하였다.
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