내진설계가 도입되지 않은 1992년 이전에 설계 시공된 교량 교각의 경우 소성힌지구간에 충분한 횡구속이 되지 않은 상태에서 주철근 겹침 이음을 가지고 있는 것이 대부분이다. 이 연구는 주철근 겹침이음 교량 교각의 소성힌지구간을 형상기억합금 (SMA) 와이어로 보강하여 내진 성능 향상을 조사하였다. 준정적 (Quasi-Static) 실험 방법에 의하여 철근콘크리트 교각의 내진 성능을 평가하였다.
The objective of this experimental study is to investigate the hysteretic behavior of reinforced concrete piers subjected to quasi-static cyclic loads, which have been used in large numbers for railway and urban transportation facilities. Important test parameters are hoop ratio, axial load, loading type, and the behaviors f members have been evaluated through limit states of crack occurrence, yielding and ultimate state of member, ductility and load-deflection loop can be secured by considering the influence of hoop reinforcement ratio and axial load, and that plastic hinge length and ductility ar determined by the combination of the quantities of hoop reinforcement and axial load.
한국지진공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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pp.247-255
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1999
Because of relatively heavy dead weight of concrete itself and unavoidable heat of massive concrete in bridge piers circular hollow columns are widely used in Korean highway bridges Since the occurrence of 1995 Kobe earthquake there have been much concern about seismic design for various infrastructures inclusive of bridge structures. It is however understood that there are not much research works for nonlinear behavior circular hollow columns subjected to earthquake motions. The ultimate of this experimental research is to investigate nonlinear behavior of hollow reinforced concrete bridge piers under the quasi-static cyclic load test and than to enhance their ductility by strengthening the plastic hinge region with glassfiber sheets. It can be concluded from Quasi-static test for 7 bridge piers that approximate 4-5 ductility factor can be experimentally obtained for bridge piers nonseismically designed in conventional way which approximate 5-6 ductility factor for those seismically designed.
본 논문에서는 평면 계에서의 전기전하 입자의 기본적인 동특성을 간단한 모델을 이용하여 실험적으로 살펴보았다. 실험에서는 전기전하입자 모델로 4개의 소형구(전도체로 표면을 잘 도포한 탁구공)를 사용하였으며, 측정시 중력효과를 배제하기 위하여 잘 절연된 줄에 매달린 형태를 적용하였다. 실험으로 측정한 평형위치(각도)와 전하입자의 고유동수는 계산된 값과 상당히 근접함을 보인다.
댐 안전성 평가를 위한 내진성능평가는 지속적으로 실시하였으나, 댐에서 취약부로 알려진 여수로 피어부에 대한 거동 분석에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 실제 지진발생시 여수로 피어가 국부 손상을 받기에 취약한 부분으로 추정되어 본 연구에서 댐의 내진성능 평가를 위한 기초 실험으로서 정적 시험을 수행하였다. 본 연구에서는 댐의 여수로 피어부에 대한 축소된 철근콘크리트 모형을 통한 강도모델을 구성하여 정적 모형 시험을 실시하고, 시험 결과의 분석, 구조해석을 통한 실제 구조물의 거동 및 균열하중, 극한하중에 대한 분석을 실시하였다. 대상 시험체에 대한 모형 시험 결과와 수치해석 결과는 서로 다른 파괴 거동을 나타내어 파괴하중이 서로 다르게 추정되었으나, 모형 시험체의 파괴 거동을 고려하는 경우에는 정적 시험과 해석을 통하여 실제 구조물의 균열 발생 하중과 극한하중을 추정할 수 있는 것으로 사료된다.
정적 휴리스틱 분석은 알려지지 않은 악성 코드를 감지하는데 널리 사용되는 기법으로, 악성 코드에 보편적으로 존재하는 코드 조각들을 탐색하여 대상 코드의 악성 여부를 판단한다. 그러나, 스크립트로 작성된 악성 코드에서는 정형화된 코드 조각들을 찾아내기 어려우므로, 특정한 메소드 호출들의 존재만을 검사하는 것이 보편적이다. 이러한 감지 방식은 높은 감지 오류율을 보이게 되는데, 이는 많은 메소드들이 일반 스크립트에서도 빈번하게 사용될 수 있는 것들임에 기인한다. 따라서, 현재 정적 휴리스틱 분석은 일반 스크립트에서 거의 사용되지 않는 특별한 메소드 호출들로 이루어진 악성 행위만을 감지하는데 제한적으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 메소드 호출 뿐 아니라 이에 관련된 파라미터와 리턴 값까지 고려하여 악성 행위 패턴을 정확하게 감지함으로써 이러한 단점을 극복할 수 있는 정적 분석 기법을 제안하고 그 구현을 제시한다. 또한, 구현된 시스템 상에서의 실험을 통해, 높은 긍정 오류 때문에 기존 기법의 적용이 어려웠던 악성 행위가 제안된 기법으로 감지될 수 있음을 보인다.
형상비(M/VD, shear span-depth ratio)가 4.5인 축소모형의 원형기둥 실험체 3개를 제작하였다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면은 원형이고 중공단면으로 제작되었다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면 지름은 400 mm, 중공 지름은 200 mm이다. 일정한 축력 하에서 반복하중을 가력하는 준정적 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.302~0.604%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 45.9~91.8%에 해당하며, 이는 내진설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열, 철근의 항복, 파단 등 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 교각의 파괴거동, 강도저감거동, 변위연성도에 대해 중점적으로 기술하였다.
교량 하부의 급속시공 기술은 교량 설계의 새로운 경향이다. 부착 강봉으로 프리스트레스를 도입하는 프리캐스트 교각 시스템을 제안한다. 이 논문에서는 부착 강봉으로 프리스트레스가 도입된 프리캐스트 원형 교각의 준정적 실험을 통해 내진 성능 평가를 하였다. 기둥의 세그먼트 연결부의 전단강도 보강을 위해 모르터로 충전된 원형강관을 사용하였다. 프리캐스트 교각의 변위연성도와 에너지 소산능력을 평가하였다. 제안된 프리캐스트 교각 시스템은 요구연성도보다 더 좋은 내진성능을 보였다. 실험적 연구를 바탕으로 경전철 교량의 하부구조를 설계하고, 설계 고려사항에 대해 검토하였다.
최근, 콘크리트 충전 강교각은 신속한 시공과 뛰어난 연성능력으로 인해 도심지에서 철근 콘크리트 교각의 대안이 되고 있다. 이러한 콘크리트 충전 강교각은 내진 설계에서도 훌륭한 성능을 발휘할 수 있으나 내진 설계의 가이드가 없어 내진 설계시 그 성능을 모두 반영하지 못하고 있는 상황이다. 이에 실제 적용을 위해 콘크리트 충전 강교각 실험으로부터 얻어진 실험치로부터 내진 설계에 지침이 될 수 있는 가이드를 제시하고자 한다. 콘크리트 충전 강교각과 일반 강교각의 연성 능력을 평가하기 위해 준 정적 반복 재하 실험을 수행하고, 지진 거동을 검증하기 위해 고베 지진을 입력 데이타로 한 유사 동적 실험을 수행한다. 콘크리트 충전 강교각은 일반 강교각에 비해 만족할 만한 연성도와 강도를 보이고, 동적 거동은 상대적으로 큰 이력감쇠를 증명한다. 실험으로 얻어진 데이터를 근거로 하여 콘크리트 충전 강교각의 내진 성능을 정량화 하고, 탄성응답 스펙트럼에 의한 지진응답 수정계수법과 유효 점성 감쇠를 이용한 성능 곡선 및 요구 스펙트럼에 의한 성능기초 설계법의 비교를 통하여, 콘크리트 충전 강교각과 일반 강교각의 내진 성능을 평가한다. 이러한 내진 성능 평가를 기초로 하여, 일반 강교각과 더불어 내진 설계에 적용할 수 있는 콘크리트 충전 강교각의 지진응답 수정계수를 제시한다.
교량의 하부구조에 프리캐스트 공법을 적용하기 위해 제안된 조립식 교각은 강관과 강봉을 연결구조로 활용하였으며, 강봉에 긴장력을 도입하여 교각의 일체화를 도모하였다. 제안된 조립식 교각 시스템을 적용하여 교각 실험체를 제작하였으며, 준정적 실험을 수행하였다. 실험결과, 교각 실험체의 파괴모드는 휨파괴로 나타났으며, 이음부에서의 손상은 발생하지 않았다. 또한 강봉에 도입된 긴장력으로 변형에 대한 복원능력이 우수하며, 교각의 연성능력이 내진설계기준을 만족하는 것을 확인하였다. 실험체를 대상으로 비선형 유한요소해석을 수행하였으며, 해석기법의 타당성을 검증하였다. 조립식 교각의 하중-변위 관계와 균열발생 위치에 대한 해석결과가 실험결과와 일치함을 확인함으로서 해석방법의 타당성을 확인하였다. 조립식 교각의 강재비, 강봉에 도입되는 긴장력, 콘크리트의 강도를 변수로 하여 비선형유한요소해석을 수행하였다. 해석결과를 통하여 제안된 조립식 교각 시스템의 적절한 수준의 강재비와 강봉에 도입되는 긴장력 등을 정성적으로 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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