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An Experimental Study on the Seismic Behavior of Solid RC Piers Using High Strength Concrete and High Strength Rebars

고강도 콘크리트 및 고강도 철근을 사용한 중실교각의 내진거동에 관한 실험적 연구

  • Oh Byung-Hwan (Dept. of Civil Engineering, Seoul National University) ;
  • Cho Keun-Ho (Dept. of Civil Engineering, Seoul National University) ;
  • Park Dae-Kyun (Dept. of Civil Engineering, Seoul National University)
  • Published : 2005.02.01

Abstract

The purpose of this study is to investigate the structural behavior of RC Piers using high strength concrete and high strength rebars. The high strength concrete offers many advantages such as enhanced mechanical performance and durability, in addition to member size reduction. The high strength rebars are used here to reduce the amount of rebars, which facilitates the placement of concrete and labor works. Five RC piers were tested under a constant axial load and a cyclically reversed horizontal load. The seismic design of piers were implemented, according to the current Korean Bridge Design Code. The test variables include concrete compressive strength, steel strength, and steel ratio. The test results indicate that RC piers using the high strength concrete and high strength rebars exhibit ductile behavior and appropriate seismic performance, in compliance with the design code. The present study allows more realistic application of high strength rebars and concrete to RC piers, which will provide enhanced durability as well as more economy.

본 연구의 목적은 고강도 콘크리트와 고강도 철근을 사용한 중실교각의 거동을 평가하기 위한 것이다. 고강도 콘크리트와 고강도 철근을 사용한 콘크리트 교각의 장점으로는 교각의 단면적 및 철근의 물량을 감소시킴으로서 얻을 수 있는 경제적 효과와 콘크리트의 강도 증가로 인한 중성화 및 염해에 대한 저항성의 증가 즉, 내구성 증진효과가 있다. 특히 고강도 철근을 사용한 콘크리트 교각의 내진성능에 관한 연구는 아직 거의 없는 실정이다. 따라서, 교각의 내진성능을 평가하기 위해서 5개의 중실단면 시험체를 제작하여, 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 실험을 수행하였다. 모든 교각의 내진설계는 도로교설계기준을 따랐고, 시험변수는 콘크리트의 강도, 철근의 강도, 주철근 비로 하였다. 고강도 재료의 사용에 따른 내진성능(변위연성도, 극한변위, 고강도 재료의 적용성, 고강도 철근 적용에 따라 감소된 철근비에 따른 내진성능 등)을 분석하였으며, 실험결과 고강도 콘크리트와 고강도 철근을 사용한 콘크리트 교각에서도 충분한 연성적인 거동과 내진성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 건설교통부, '도로교표준시방서', 건설교통부, 2000
  2. AASHTO, 'LRFD, Bridge Design Specifications,' American Association of State Highway and Transportation Officials, 2nd edition, Washington, D.C., USA, 1998
  3. Frederic Legeron, Patrick Paultre, 'Behavior of High-Strength Concrete Columns under Cyclic Flexure and Constant Axial Load,' ACI Structural Journal, Vol.97, No.4, Jul.-Aug. 2000, pp.591-601
  4. K. Mizuguchi, I. Ota, K. Otsuka, and R. Amano, 'Design and Construction of High Piers of Washimi-Gawa Bridge Using High Strength Concrete and Steel,' Conference Internationale sur les Materiaux Pour genie, Ottawa, Canada, Jun. 8-11 1997, pp.39-51
  5. Atorod Azizinamini, Sharon S. Baum Kuska, Paul Brungardt, and Erleen Hatfield, 'Seismic Behavior of Square High-Strength Concrete Columns,' ACI Structural Journal, Vol.91, No.4, May-June 1994, pp. 336-345
  6. 김재관, 김익현, 임현우, 전귀현, '수평 반복하중을 받는 비내진상세 RC 중실원형교각의 거동특성', 한국지진공학회 논문집, Vol.5, No.4 Aug. 2001, pp.83-95
  7. Park R., 'State-of-the Art Report on Ductility Evaluation from Laboratory and Analytical Testing,' Proceedings of 9th World Conference on Eartquake Engineering, Tokyo-Kyoto, Japan, Vol.8, Aug. 1988, pp.605-616
  8. Oguzhan Bayrak and Shamim A Sheikh, 'Confinement Reinforcement Design Considerations for Ductile HSC Columns,' ASCE, Journal of Structural Engineering, Sep. 1998, pp.999-1010
  9. Frederic Legeron, Patrick Paultre and Daniel Mongeau, 'Influence of Concrete Strength and Transverse Reinforcement Yield Strength on Behavior of High-Strength Concrete Columns,' ACI Structural Journal, Vol.98, No.4, Jul.-Aug. 2001, pp. 490-501
  10. Murat Saatcioglu and Salim R. Razvi, 'Displacement- Based Design of Reinforcement Concrete Columns for Confinement,' ACI Structural Journal, Vol.99, No.1, Jan.-Feb. 2002, pp.3-11
  11. 김태훈, 신현목, '반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동에 미치는 크기효과에 관한 해석적 연구,' 한국지진공학회 2001 추계 학술발표회 논문집, 5권, 2호, 2001, pp.131-138