Seismic Characteristics of Hollow Rectangular Sectional Piers with Reduced Lateral Reinforcements

횡방향철근이 감소된 중공사각단면 교각의 내진거동 특성

The seismic design concept of RC bridges is to attain the proper ductility of piers, yielding a ductile failure mechanism. Therefore, seismic design force for moment is determined by introducing a response modification factor (R), and lateral reinforcements to confine core concrete are specified in the current design code. However, these design provisions have irrationality, which results in excessive amounts of lateral reinforcements for columns in Korea, which are generally designed with large sections. To improve on these provisions, a new design method based on seismic performance has been proposed. To apply this to hollow sectional columns, however, further investigations and improvements must be performed, due to the different seismic behaviors and confinement effects. In this study, hollow sectional columns with different lap-splice of longitudinal bars and lateral reinforcements have been tested. Seismic characteristics and performance were investigated quantitatively. These research results can be used to derive a performance-based design for hollow sectional columns.

콘크리트 교량의 합리적인 내진설계는 지진이 발생할 때 연성파괴메커니즘이 유도될 수 있도록 적절하게 교각 연성도를 확보하는 것이다. 현행 기준에서는 이를 위해 휨모멘트의 설계지진력을 산정할 때 응답수정계수를 도입하고 있으며, 연성도 확보를 위한 횡방향철근량을 규정하고 있다. 그러나, 이러한 내진규정은 일반적으로 단면이 크게 설계되는 우리나라에서는 횡방향철근이 과다하게 산정되는 비합리적이었다. 이를 개선하기 위해 소요연성도에 기반한 새로운 내진설계법이 제안되었으나 거동특성과 횡방향철근의 유효구속력이 다른 중공단면에 적용하기 위해서는 향후 많은 검증과 보완이 필요하다. 이에 본 연구에서는 축방향철근의 겹침이음과 횡방향철근량을 변수로 한 중공단면기둥을 제작하여 준정적 재하실험을 수행하였으며 다양하게 내진거동특성을 분석하고 내진성능을 확인하였다. 본 연구 결과는 향후 중공단면교각의 연성도(성능)기반 내진설계를 위한 기초자료로 제공될 수 있다.