Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
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Prediction of Failure Mode Under Static Loading in Long Span Bridge Deck Slabs by FEM

유한요소해석에 의한 장지간 바닥판의 정적파괴형태 예측

  • 박우진 (서일대학교 토목과) ;
  • 황훈희 (서일대학교 토목과(한국도로교통협회))
  • Received : 2012.02.29
  • Accepted : 2012.05.22
  • Published : 2012.07.30
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Abstract

An analytical model is presented to predict the static behavior of the long-span prestressed concrete bridge deck(the long-span PSC deck). The finite element analysis is performed and the results are compared with that of the previous experimental test. The load-deflection relationship curves by FEM are in good agreement with the results reported in the previous study. The failure mode of all test specimens is predicted by the punching shear in this study. It is also observed in the previous experimental test. The main objective of this paper is presenting supportive method to predict static behavior of the long-span PSC deck slab. It is not simulating the punching shear behavior graphically.

횡방향으로 프리스트레스가 도입된 장지간 PSC 바닥판의 정적 거동을 예측하기 위한 유한요소해석 모델을 구성하고, 해석결과를 선행연구에 의한 실험결과와 비교하였다. 유한요소해석에 의하여 서로 다른 콘크리트 강도와 프리스트레스 크기를 변수로 갖는 각각의 실험체에 대한 하중-처짐 관계 곡선을 비교적 근접하게 추정할 수 있었다. 또한, 변형률 분포와 변수에 따른 극한강도 변화로부터 펀칭전단에 의한 파괴형태와 손상범위 등을 간접적으로 예측할 수 있었다. 이 연구에서 활용된 유한요소해석 모델은 펀칭전단파괴에 의한 펀칭콘의 분리를 사실적으로 재현하기 위한 목적이 아니며, 실험연구를 위한 보조적 수단으로서 정적거동예측과 실험결과의 보완 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 김영진, 주봉철, 이정우, 김병석, 박성용, "강합성 2거더교 PSC 바닥판의 정적 거동", 콘크리트학회논문집, 제14권 4호, 2002, pp.503-512. https://doi.org/10.4334/JKCI.2002.14.4.503
  2. 대한토목학회, 교량설계핵심기술연구단, 도로교설계기준해설, 2008.
  3. 박성용, 김병석, 조근희, 조정래, 김성태, 황훈희, 이영호, 최은석, 진원종, 조창빈, 곽종원, 고상규, 강세훈, 장수명 합리화 바닥판 개발(무강재바닥판), 연구보고서, 건기연 2006-067, 한국건설기술연구원, 2006.
  4. 신현섭, 이진형, 박기태, "격자형 강합성 바닥판의 휨거동에 대한 실험적 연구", 구조물진단학회지, 제15권 4호, 2011, pp.175-184.
  5. 정연주, 김형렬, 김정호, 구현본, 장수명 합리화 바닥판 개발(강-콘크리트 합성바닥판), 연구보고서, 건기연 2006-058, 한국건설기술연구원, 2006.
  6. 정철헌, 이한주, "프리캐스트 장지간 바닥판의 정적 및 피로거동", 대한토목학회논문집, 제23권 4A호, 2003, pp.721-731.
  7. 정철헌, 이한주, 이용우, "장지간 바닥판의 파괴모드에 관한 연구", 대한토목학회논문집, 제24권 1A호, 2004, pp.101-106.
  8. 조창빈, 윤혜진, 김병석, "2거더 강합성교를 위한 장지간 바닥판 설계 휨모멘트", 대한토목학회논문집, 제27권 1A호, 2007, pp.35-43.
  9. 한국도로교통협회, 도로교설계기준, 2010.
  10. 황윤국, 박기태, 이영호, 정진우, 장수명 합리화 바닥판 개발(복합재료 바닥판), 연구보고서, 건기연 2006-086, 한국건설기술연구원, 2006.
  11. 황훈희, 조창빈, 김병석, 이용우, "강합성 2거더교 현장타설 PSC 바닥판의 정적거동", 대한토목학회논문집, 제27권 3A호, 2007, pp.291-301.
  12. ABAQUS Theory Manual, v6.11, Dassault Systemes S.A.
  13. Chen, W. F., Plasticity in reinforced concrete, McGraw-Hill, 1982.
  14. Lee, J. H. and Gregory, L. F., "Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structures", Journal of Engineering Mechanics, ASCE, vol. 124, No. 8, 1998, pp.892-900. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1998)124:8(892)
  15. Park, R. and Paulay T., Reinforced Concrete Structures. John Wiley & Sons, 1975, pp.11-30.
  16. Petrou, M. F. and Perdikaris, P. C., "Punching shear failure in concrete decks as snap-through instability", Journal of Structural Engineering, ASCE vol. 122, No. 9, 1996, pp.998-1005. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1996)122:9(998)

Cited by

  1. Minimum Thickness of Long Span RC Deck Slabs for Composite 2-girder Bridges Designed by KL-510 Load Model vol.29, pp.3, 2014, https://doi.org/10.14346/JKOSOS.2014.29.3.072