Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea (한국지진공학회논문집)

Earthquake Engineering Society of Korea (한국지진공학회)
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Seismic Performance Evaluation of Reinforced Concrete Bridge Columns under Varying Axial Force

변동 축하중을 받는 철근콘크리트 교각의 내진성능평가

  • 김태훈 (성균관대학교 건축ㆍ조경 및 토목공학 연구소) ;
  • 김운학 (국립한경대학교 토목공학과) ;
  • 신현목 (성균관대학교 토목환경공학과)
  • Published : 2003.04.01
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Abstract

The purpose of this study is to evaluate seismic performance of reinforced concrete bridge columns under varying axial force. A computer program, named RCAHEST(reinforced concrete analysis in higher evaluation system technology), for the analysis for reinforced concrete structures was used. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. The smeared crack approach is incorporated. In boundary plane at which each member with different thickness is connected, local discontinuity in deformation due to the abrupt change in their stiffness can be taken into account by introducing interface element. The effect of number of load reversals with the same displacement amplitude has been also taken into account to model the reinforcing steel and concrete. The proposed numerical method for seismic performance evaluation of reinforced concrete bridge columns under varying axial force is verified by comparison with reliable experimental results.

이 연구는 변동 축하중을 받는 철근콘크리트 교각의 내진성능평가를 하는데 그 목적이 있다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 두께가 서로 다른 부재간의 접합부에서 단면강성이 급변하기 때문에 생기는 국소적인 불연속변형을 고려하기 위한 경계면요소를 도입하였다. 또한, 같은 변위진폭에 있어서의 하중재하 회수에 의한 효과를 고려하였다. 이 연구에서는 변동 축하중을 받는 철근콘트리트 교각의 내진성능평가를 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

Keywords

References

  1. 정영수, 이강균, 한기훈, 박종협, “단일주 원형 철근콘크리트 교각의 내진거동에 관한 준정적 실험”, 한국지진공학회 논문집, 제3권, 제2호, 1999, pp. 55-65.
  2. 이재훈, 배성용, 윤석구, “나선철근교각의 내진성능실험”, 대한토목학회 논문집, 제21권, 제1-A호, 2001, pp. 109-121.
  3. 김태훈, “비선형 유한요소해석을 이용한 철근콘크리트 교각의 내진성능평가”, 박사학위논문, 성균관대학교, 2003.
  4. 김태훈, 김운학, 신현목, “철근콘크리트 교각의 지진손상 평가 I: 이론 및 정식화”, 한국지진공학회 논문집, 제6권, 제3호, 2002, pp. 31-40. https://doi.org/10.5000/EESK.2002.6.3.031
  5. 김태훈, 김운학, 신현목, “철근콘크리트 교각의 지진손상 평가 II: 수치해석 예”, 한국지진공학회 논문집, 제6권, 제3호, 2002, pp. 41-52. https://doi.org/10.5000/EESK.2002.6.3.041
  6. Kent, D. C. and Park, R., “Flexural members with confined concrete,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 97, No. 7, 1971, pp. 1969-1990.
  7. Mander, J. B., Panthaki, F. D., and Kasalanati, K., “Low-cycle fatigue behavior of reinforcing steel,” Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE, Vol. 6, No. 4, 1994, pp. 453-468. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1994)6:4(453)
  8. Kakuta, Y., Okamura, H., and Kohno, M., “New concepts for concrete fatigue design procedures in Japan,” IABSE Colloquium on Fatigue of Steel and Concrete Structures, Lausanne, 1982, pp. 51-58.
  9. Taylor, R. L., FEAP - A Finite Element Analysis Program, Version 7.2, Users Manual, Vol. 1 and Vol. 2, 2000.
  10. 김태훈, 신현목, “Analytical approach to evaluate the inelastic behaviors of reinforced concrete structures under seismic loads,” 한국지진공학회 논문집, 제5권, 제2호, 2001, pp. 113-124.
  11. Rodriguez-Gomez, S. and Cakmak, A. S., “Evaluation of seismic damage indices for reinforced concrete structures,” Report No. NCEER 90-0022, National Center for Earthquake Engineering Research, State University of New York at Buffalo, 1990.
  12. Roufaiel, M. S. L. and Meyer, C., “Analytical modeling of hysteretic behaviour of R/C frames,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 113, No. 3, 1987, pp. 429-444. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1987)113:3(429)
  13. Chung, Y. S., Meyer, C., and Shinozuka, M., “Modeling of concrete damage,” ACI Structural Journal, Vol. 86, No. 3, 1989, pp. 259-271.
  14. Kratzig, W. B., Meyer, I. F., and Meskouris, K., “Damage evolution in reinforced concrete members under cyclic loading,” Proceedings of 5th International Conference on Structural Safety and Reliabililty, San Francisco, Vol. 2, 1989, pp. 795-802.
  15. Sakai, J. and Kawashima, K., “Effect of varying axial loads including a constant tension on seismic performance of reinforced concrete bridge piers,” Journal of Structural Engineering, JSCE, 48A, 2002, pp. 735-746.