A Ultimate Shear Performance of Elastomeric Bearings

탄성받침의 극한전단성능

The bridge bearings are devices absorbing the displacements of the superstructure. KS F 4420 relative to the design of elastomeric bearings in Korea allows shear deformation up to 70% of total rubber height. For the elastomeric bearings to fulfill their shear function required in the design, the stability of allowable shear strain of elastomeric bearings relative to the shear failure should be guaranteed. Moreover considering the possibility that elastomeric bearings are applied to the seismic design together with isolation devices, elastomeric bearings is supposed to display higher shear performance. In this paper ultimate shear performance tests were performed. The measured ultimate shear strains were over 200%. Therefore an allowable shear strain provision becomes safe. But elastomeric bearings expected to show their performance in one united body reveled the separation of components near 200% shear strain. These separation in elastomeric bearing can cause unexpected impact or concentrated stress to bridge system considering to application of seismic design. Therefore provision relevant to separation problem is necessary.

교량받침은 활하중, 크리프, 온도변화, 건조수축 등에 의한 상부구조의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 국내 탄성받침 설계기준인 KS F 4420은 전단변형을 탄성받침 총 고무 높이의 70% 이내로 제한하고 있는데, KS F 4420에 의해 설계된 탄성받침이 요구되는 전단성능을 발휘하기 위해서는 허용 전단변형률이 전단파괴에 대하여 충분한 안전성을 보유해야 한다. 더욱이 탄성받침이 지진격리장치와 함께 내진설계에 사용될 수 있는 상황을 고려할 경우, 탄성받침은 KS F 4420의 허용전단변형률보다 높은 수준의 전단성능을 확보해야 한다. 이 논문에서는 국내 탄성받침의 전단성능을 확인하기 위하여 극한전단실험을 실시하였다. 실험 결과 탄성받침은 200% 이상의 전단변형률에서 파괴가 발생하여 KSF 4420의 허용전단변형률 규정이 안전 측이라는 사실을 알 수 있었다. 하지만 일체화된 거동을 할 것이라 기대 되었던 탄성받침이 200% 전단변형률 내외에서 받침 분리현상을 보였다. 관측된 받침분리 현상은 탄성받침의 내진설계 적용성을 고려할 경우 교량 시스템에 예기치 못한 충격 또는 집중 응력을 발생 시킬 수 있기 때문에 이러한 현상이 방지될 수 있도록 관련 규정이 필요하다고 판단된다.