Evaluation of Damage Indices for RC Bridge Piers with Premature Termination of Main Reinforcement Using Inelastic FE Analysis

비탄성 유한요소해석을 이용한 주철근 단락을 갖는 철근콘크리트 교각의 손상지수 평가

  • 김태훈 (성균관대학교 토목환경공학과 박사과정 수료) ;
  • 신현목 (성균관대학교 토목환경공학과)
  • Published : 2001.08.01

Abstract

In this paper, inelastic analysis procedures are presented for the seismic performance evaluation of RC bridge piers with premature termination of main reinforcement. The mechanical characteristic of cracked concrete and reinforcing bar in concrete has been modeled, considering the bond effect between reinforcing bars and concrete, the effect of aggregate interlocking at crack surface and the stiffness degradation after the crack. The smeared crack approach is incorporated. In boundary plane at which each member with different thickness is connected, local discontinuous deformation due to the abrupt change in their stiffness can be taken into account by introducing interface element. The increase of concrete strength due to the lateral confining reinforcement has been also taken into account to model the confined concrete. The proposed numerical method for seismic performance evaluation of RC bridge piers with premature termination of main reinforcement will be verified by comparison with reliable experimental results.

이 논문에서는 주철근 단락을 갖는 철근콘크리트 교각의 내진성능평가를 위한 비탄성 해석 기법을 제시하였다. 하중의 단계에 따라 수반하게 되는 콘크리트의 균열 및 철근의 항복, 이로 인한 부착효과와 골재의 맞물림 현상 및 강도의 감소 등과 같은 재료적 비선형성을 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열 모델을 사용하였다. 두께가 서로 다른 부재간의 접합부에서 단면강성이 급변하기 때문에 생기는 국소적인 불연속변형을 고려하기 위한 경계면 요소를 도입하였다. 또한, 횡방향 구속철근으로 인한 강도의 증가 효과를 고려하였다. 이 연구에서는 주철근 단락을 갖는 철근콘크리트 교각의 내진성능평가를 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

Keywords

References

  1. Seismic Design and Retrofit of Bridges Priestley, M.J.N.;Seible, F.;Calvi, G.M.
  2. 도로교 설계기준 한국도로교통협회
  3. 한국지진공학회 논문집 v.4 no.1 반복하중을 받는 철근콘크리트 쉘구조의 비선형 해석 김태훈;유영화;신현목
  4. 한국지진공학회 논문집 v.4 no.4 지진하중을 받는 철근콘크리트교각의 비탄성 거동 및 연성능력에 관한 해석적 연구 김태훈;유영화;신현목
  5. 한국콘크리트학회 논문집 v.12 no.6 지진시 철근컨크리트 기둥-기초 접합부의 불연속 변위에 관한 해석적 연구 김태훈;신현목
  6. The Response of Reinforced Concrete to In-Plane Shear and Normal Stresses Collins, M.P.;Vecchio, F.J.
  7. Journal of Structural Engineering v.114 no.8 Theoretical stress-strain model for confined concrete Mander, J.B.;Priestley, M.J.N;Park, R
  8. Journal of Structural Division v.106 no.5 Strength and ductility of tied concrete columns Sheikh, S.A.;Uzumeri, S.M.
  9. 대한토목학회 논문집 v.20 no.5-A 등가환산단면을 이용한 원형 철근콘크리트 교각의 비탄성 해석 김태훈;유영화;신현목
  10. Journal of Strctural Engineering v.97 no.7 Flexural members with confined concrete Kent, D.C.;Park, R.
  11. Report No.NCEER 90-0022 Evaluation of seismec damage indices for reinforced concrete structures Rodriguez-Gomez, S.;Cakmak, A.S.
  12. Journal of Structural Engineering v.113 no.3 Analytical modeling of hysteretic behaviour of R/C frames Roufaiel, M.S.L.;Meyer, C.
  13. ACI Structural Journal v.86 no.3 Modeling of concrete damage Chung, Y.S.;Meyer, C.;Shinozuka, M.
  14. Proceedings of 5th International Conference on Structural Safety and Reliabililty v.Ⅱ Damage evolution in reinforced concrete members under cyclic loading Kratzig, W.B.;Meyer, I.F.;Meskouris, K.
  15. Earthquake Spectra v.3 no.1 Damage-limiting aseismic design of buildings Park, Y.J.;Ang, A.H.S.;Wen, Y,K,
  16. NIST Building Science Series 170 Seismic Performance of Circular Bridge Column Designed in Accordancd with AASHTO/CALTRANS Standards Stone, W.C.;Talyor, A.W.
  17. ACI Structural Journal v.94 no.3 Evaluation of seismic damage indices for concrete elements loaded in combined shear and flexure Williams, M.S.;Villemure, I.;Sexsmith, R.G.
  18. 2000년도 학술발표회논문집(Ⅰ) 비탄성 손상 해석을 이용한 철근콘크리트 교각의 내진성능평가 김태훈;문정곤;신현목
  19. 대한토목학회 논문집 v.21 no.3-A 비탄성 손상 해석을 이용한 철근콘크리트 교각의 내진성능평가 김태훈;이상철;신현목
  20. Journal of JSCE no.525;1-33 A seismic evaluation method for reinforced concrete bridge piers with inadequate anchoring length at termination of main reinforcements Kawashima, K.;Hoshikumam, J.;Unjoh, S.
  21. 한국지진공학회 논문집 v.5 no.2 Analytical approach to evaluate the inelastic behaviors of reinforced concrete structures under seismic loads 김태훈;신현목