Stress History Evaluation for Truss Bridge with Local Damages by Using Global-Local Model Combination

전체해석과 국부해석 조합법을 이용한 국부결함이 있는 트러스교 응력이력해석

This study predicts the stress history for truss bridge with local damages by using global-local model combination method. For this end, the global structure is modeled by 3D frame elements and the selected local details are modeled by shell elements. Then superposition principle enable the global-local model to be combined interactively. Because the frame model cannot consider the rigidity of gusset plate and the interation of structural members due to the complexity of stress distribution in truss connection. The section modification factors are proposed to calibrate the stiffness of global frame element. The global-local model combination is verified by comparing the numerical results with experimental data obtained from the proof loading test to the operating truss bridge. Furthermore, stress histrories of the truss bridge are generated in the consideration of the rigidity of truss connection with local damage by using the combination method.

본 논문에서는 전체해석과 국부해석 조합방법을 이용하여 국부손상 또는 균열의 영향을 반영한 트러스교의 전체지간에서의 응력거동을 예측하였다. 이를 위해서 전체 구조체는 프레임요소에 의한 해석을 수행하고 국부 상세부분은 쉘요소에 의한 해석을 수행하여 두 결과를 조합함으로써 교량의 연결부처럼 응력분포가 복잡한 부분에서 이동하중에 따른 응력이력을 손쉽게 산정하게 된다. 트러스 연결부의 실제 기하학적 형상 및 강성을 전체 프레임해석에 고려하기 위해 국부 쉘모델과 프레임모델의 변위 비교를 통해 프레임 모델의 단면수정계수를 산정하였으며, 실제 공용중인 트러스교의 실험값과 해석값을 비교하여 전체해석-국부해석 조합방법을 검증하였으며, 더 나아가 국부손상의 영향이 반영된 국부 쉘모델 해석결과를 전체해석에 반영시켰다.