초록 ▼

본 연구에서는 국내 타 연구기관에서 수행된 실험연구 자료와 기존 국내 교량의 설계, 시공상의 특성을 함께 분석하였다. 이를 바탕으로 국내 교량의 전반적인 내진특성 파악을 위해 추가적인 실험연구가 필요한 대상 교량을 선정하였다. 그리고 선정된 대상교량에 대해서 국내 기존교각의 철근 배근 특성을 반영하여 교각모형을 설계, 제작하고 준정적 실험을 실시하였다. 실험결과를 분석하여 기존 비내진 교량의 연성도와내진성능을 평가하였다또한 내진성능 평가를 위한 추가적인 수단으로서, 교량의 비선형 거동을 고려하여 내진해석을 수행할 수 있는 프로그램을

본 연구에서는 국내 타 연구기관에서 수행된 실험연구 자료와 기존 국내 교량의 설계, 시공상의 특성을 함께 분석하였다. 이를 바탕으로 국내 교량의 전반적인 내진특성 파악을 위해 추가적인 실험연구가 필요한 대상 교량을 선정하였다. 그리고 선정된 대상교량에 대해서 국내 기존교각의 철근 배근 특성을 반영하여 교각모형을 설계, 제작하고 준정적 실험을 실시하였다. 실험결과를 분석하여 기존 비내진 교량의 연성도와내진성능을 평가하였다또한 내진성능 평가를 위한 추가적인 수단으로서, 교량의 비선형 거동을 고려하여 내진해석을 수행할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 이와 관련한 1차년도의 주요 연구내용은 다음과 같다

○ 교량의 비선형성을 고려하기 위한 기존 연구자료 수집, 분석
○ 프로그램의 선형 및 비선형 모델 정립- 선형 뼈대요소, 선형 판요소- 비선형 fiber 보-기둥 요소, 비선형 연결요
소- 비선형 신축이음요소, 낙교방지장치 요소- 지진력 전달장치 요소, 감쇠기 요소
○ 정립된 비선형 모델을 고려한 비선형 내진해석 프로그램 개발- 선형 뼈대요소- 비선형 fiber 보-기둥 요소- 비선
형 연결요소

Abstract ▼

In this study, the seismic characteristics of the existing bridges in Korea are analyzed. Model test results previously obtained by other research groups in Korea are considered. After these works, model piers is selected, designed and tested. The specimens are provided considering the characteristi

In this study, the seismic characteristics of the existing bridges in Korea are analyzed. Model test results previously obtained by other research groups in Korea are considered. After these works, model piers is selected, designed and tested. The specimens are provided considering the characteristics of reinforcement details of the existing bridges in Korea, and scale effect between full scale and small scale test. Quasi-static test is used. The results are analyzed to evaluate the ductility and the seismic performance of the existent non-seismically designed bridges A seismic analysis program is developed as alternative tool for the seismic performance evaluation of bridges. In the present design concept, the nonlinear behaviour of bridges is allowed under large earthquake. The nonlinearity is, however, localized like pier, bearing, etc. Various linear/nonlinear models like nonlinear beam-column, nonlinear spring, expansion joint, shocktransmit unit and damper are established. Some modeling techniques like nonlinear static analysis, nonlinear time history analysis considering multiple support excitation, step-by-step analysis, kinematic constraint are implemented. various linearelements and some nonlinear elements are developed. Nonlinear elements are focused on nonlinear beam-column element for pier and nonlinear link element for bridge devices like bearings

목차 Contents

• 1. 서론...33
• 1.1. 연구개발의 필요성...33
• 1.2. 국내외 기술개발의 개략적 현황...35
• 1.3. 연구 내용 및 범위...42
• 2. 교각의 내진성능 평가 실험연구 현황...44
• 2.1. 교각 내진성능 평가실험에 관한 국내 현황...44
• 2.1.1. 교각 내진성능 평가 실험 (2000년 이전)...47
• 2.1.2. 교각 내진성능 평가실험 (2000년 이후)...56
• 2.2. 교각 내진성능 평가실험에 관한 국외 현황...64
• 2.3. 교각 내진성능 평가 실험기법에 관한 연구...68
• 2.3.1. 준정적 실험 (Quasi Static Test)...70
• 2.3.2. 실험결과...72
• 2.3.3. 유사동적 실험 (Pseudo-Dynamic Test)...80
• 3. 국내 교량의 내진특성 분석...85
• 3.1. 국내 기존 RC교각 철근 배근상세의 고찰...85
• 3.1.1. 주철근 배근 현황...85
• 3.1.2. 횡철근 배근 현황...87
• 3.1.3. 철근 배근 개선 관련 연구동향...88
• 3.2. 국내 기존 RC교각의 형상비 분포 분석...90
• 3.3. 국내 교각의 내진특성...94
• 3.4. 선형지진해석에 의한 휨-전단 교각의 내진성능 평가...98
• 3.4.1. 사전 해석 개요...98
• 3.4.2. 단일모드스펙트럼 해석...100
• 3.4.3. 다중모드스펙트럼 해석...104
• 3.4.4. 해석 결과 분석...114
• 3.5. 준정적 실험에 의한 휨-전단 교각의 내진성능 평가...116
• 3.5.1. 교각시험체 설계 및 준정적 실험...116
• 3.5.2. 실험결과...118
• 4. 콘크리트 교각 모형 설계 및 제작...127
• 4.1. 콘크리트 교각모형 실험변수 설계 - (2001년도)...127
• 4.2. 콘크리트 교각 실험모형 설계...129
• 4.2.1. 축척계수 (Scale Factor)...129
• 4.2.2. 시험체 제원...131
• 4.2.3. 철근배근...135
• 4.3. 콘크리트 교각 실험모형 제작...138
• 4.3.1. 콘크리트...138
• 4.3.2. 철근...139
• 4.3.3. 시공과정...142
• 4.4. 콘크리트 교각 시험체 설치...144
• 4.4.1. 시험체 고정 (휨-전단, 전단, 축소)...144
• 4.4.2. 실험 부수장치의 설계 및 제작...146
• 4.4.3. 가력위치...148
• 4.4.4. 계측...149
• 5. 준정적 실험을 통한 교각의 내진성능 평가...152
• 5.1. 콘크리트 교각 재하방법...152
• 5.1.1. 축하중 재하...152
• 5.1.2. 횡하중 재하...153
• 5.1.3. 항복 변위와 극한 변위의 결정...159
• 5.2. 실험결과...162
• 5.2.1. 실물 휨-전단 교각 (FS-H-LS000, 주철근 겹이음 0%)...162
• 5.2.2. 실물 휨-전단 교각 (FS-H-LSCR, 주철근 커플러 이음)...165
• 5.2.3. 실물 휨-전단 교각 (FS-H-LS050, 주철근 겹이음 50%)...168
• 5.2.4. 실물 휨-전단 교각 (FS-H-LS100, 주철근 겹이음 100%)...171
• 5.2.5. 실물 전단 교각 (FS-L-LS000, 주철근 겹이음 0%)...174
• 5.2.6. 실물 전단 교각 (FS-L-LSCR, 주철근 커플러 이음)...177
• 5.2.7. 실물 전단 교각 (FS-L-LS050, 주철근 겹이음 50%)...180
• 5.2.8. 실물 전단 교각 (FS-L-LS100, 주철근 겹이음 100%)...183
• 5.2.9. 축소 휨-전단 교각 (M-H-LS000)...186
• 5.2.10. 축소 휨-전단 교각 (M-H-LS050)...189
• 5.2.11. 축소 휨-전단 교각 (M-H-LS100)...192
• 5.3. 실험결과 분석...195
• 5.3.1. 겹이음 영향 분석...195
• 5.3.2. 교각 형상비의 영향 분석...203
• 5.3.3. 교각 모형의 크기효과 영향 분석...211
• 5.3.4. 역량 스펙트럼 분석...217
• 6. 교량 비선형 내진 해석프로그램 개발...220
• 6.1. 개요...220
• 6.2. 개발 프로그램의 수치 해석 기법...222
• 6.2.1. 개요...222
• 6.2.2. 운동방정식...223
• 6.2.3. 정해석 기법...229
• 6.2.4. 시간이력해석 기법...233
• 6.2.5. 감쇠 행렬의 모델링...239
• 6.2.6. 구속조건의 처리...240
• 6.3. 유한요소...247
• 6.3.1. 개요...247
• 6.3.2. 비선형 bar 요소(BAR2D, BAR3D)...248
• 6.3.3. 선형 뼈대 요소(FRAME2D, FRAME3D)...252
• 6.3.4. 비선형 뼈대 요소(섬유요소, FIBER2D, FIBER3D)...259
• 6.3.5. 비선형 연결 요소(LINK2D, LINK3D)...281
• 6.3.6. 선형 C0 유한요소(PSTRESS, PSTRAIN, ASOLID, SOLID)...289
• 6.3.7. 구성 방정식...292
• 6.4. 사용자 매뉴얼...305
• 6.4.1. 개요...305
• 6.4.2. 입력파일 문법...305
• 6.5. 해석 예제 및 Case study...326
• 7. 결론...360
• 참고문헌...364