Precast reinforced concrete bridge columns with hollow rectangular section were tested under cyclic lateral load with constant axial force to investigate its seismic performance. After all the precast column segments were erected, longitudinal reinforcement was inserted in the sheath prefabricated in the segments, which were then mortar grouted. Main variables of the test series were column aspect ratio, longitudinal reinforcement ratio, amount of lateral reinforcement, and location of segment joints. The aspect ratios were 4.5 and 2.5, and the longitudinal steel ratios were 1.15% and 3.07%. The amount of lateral reinforcement were 95%, 55%, 50%, and 27% of the minimum amount for full ductility design requirements in the Korean Bridge Design Code. The locations of segment joints in plastic hinge region were 0.5 and 1.0 times of the section depth from the bottom column end. The test results of cracking and failure mode, axial-flexural strength, lateral load-displacement relationship, and displacement ductility are presented. Then, safety of the ductility demand based seismic design in the Korean Bridge Design Code is discussed. The column specimens showed larger ductility than expected, because buckling of longitudinal reinforcing bar was prevented due to confinement developed not only by transverse steel but also by sheath and infilling mortar.
유체-고체 상호작용을 고려하여 다양한 복부대동맥류 모델에 대해서 맥동유동 및 구조를 동시에 해석하였다. 동맥류의 확장부 크기와 혈관벽 두께에 따라서 총 여덟 개의 축대칭 동맥류 모델을 선정하였다. 유한체적법 및 압력기반의 유한차분법을 이용하여 유동을 해석하였으며, 유한요소법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 동맥류의 확장부위가 클수록 최대응력은 최대확장부위와 변곡점에 해당하는 동맥류의 입구 및 출구 부분에 집중되었으며, Von Mises 응력은 최대확장부위 뿐만 아니라 동맥류의 근위부와 원위부($\pm$1D)에서도 현저하게 증가하였다. 또한 더욱 확장된 모델일수록 혈관벽은 직경방향의 변위보다 축방향의 변위가 지배적이었으며, 동맥류 원위부보다 근위부에서 큰 축방향 변위를 나타냈다. 동맥류 입구부의 미약한 와류는 한 주기동안 그 크기와 강도를 더해가며 동맥류 원외부로 이동하였고, 동맥류의 내부 유동은 압력차이가 감소하는 기간동안 더 큰 영향을 받았다. 확장정도가 심할수록 동맥류 내부에 더 크고 강한 와류가 관찰되었다. 압력차이가 최소가 된 직후 동맥류의 근위부와 원위부동맥 벽 근처에서의 역방향 유동이 관찰되었다. 대체로 혈관벽 두께가 감소한 모델과 더욱 확장된 모델일수록 벽전달률은 감소하였다. 혈관벽의 탄성에 의하여 압력차이와 벽전달률 사이에 위상차가 존재함이 확인되었다. 유체-고체의 상호작용을 고려한 연구는 다른 심혈관계를 이해하는데도 매우 유익할 것으로 생각된다.
In order to intuitively grasp the earth pressure direction acting on the structure and displacement state, displacement data in the horizontal and vertical directions were processed using the sigmoid function. A displacement coordinate system was set up for each axis. The system can intuitively check the current displacement and assess the management stage of each point. A displacement path can be compiled from continuously recorded points, allowing trends in the displacement's history and stress direction to be known. Analysis of data measured for excavated ground, found that displacement occurred in the direction of destressing at all points, and that the points' management state steady. Similar behavior trends were found among measurement points with high spatial correlation, whereas differing behavior trends occurred among measurement points with low spatial correlation. If the correlation analysis of the precursor and behavior area is performed using the continuously distributed surface settlement data and displacement coordinate system, it will be possible to predict the failure time and area.
응답변위법에서 이용되는 동지반강성계수의 적절한 평가법에 대한 제안을 하였다. 현재까지의 지진피해조사 및 장기간의 지진관측사례는 지반이 공진할 때의 변형모드가 지중구조물의 피해에 가장 직접적으로 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 지중구조물의 축방향의 지반의 변형모드와 그 타월 진동수를 특정하여 동지반강성계수를 평가했다. 동지반강성계수는 지반의 공진상태를 상정하고 있기 때문에 결과로써 지진파의 축방행 파장의 영향을 받지 않고, 관상구주물의 반경과 표층두께의 비, 표층두께에 대한 구조물의 매설위치, 표층지반과 기반의 임피단스비 라고 하는 3개의 무차원 변수에 의해 표현된다.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.13
no.6
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pp.87-98
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2009
It is well known that reinforcement details in the plastic hinge region of bridge piers give the most important effects on the seismic performance of bridges, from investigations of bridge failures in many earthquake events and in laboratory tests. Longitudinal reinforcement details give larger effects than lateral reinforcement details do. The lap-spliced longitudinal steel shows slip during earthquake events, which results in low ductility and inadequate seismic performance. However, before the issue of the earthquake design code, a considerable number of bridge piers were constructed with lap-spliced longitudinal steel in the plastic hinge region. Therefore, a large amount of research has been conducted on the seismic performance and retrofit of circular and rectangular shaped bridge columns with lap-spliced longitudinal steel. However, research on wall type piers is very limited. This paper investigates the seismic performance of a pier wall by a quasi-static test in the weak axis direction and proposes a retrofit method. From the test with variables being the longitudinal steel detail and the transverse steel amount, it is shown that the currently used definition of yield displacement is not adequate. Therefore a new definition of yield displacement for the ductility investigation for a pier wall is proposed. In addition, a retrofit method by steel plates and bolts is proposed to improve ductility, and test results show that slip of the longitudinal steel is prevented by up to a considerably large displacement.
The extended tangent stiffness matrices and force-deformation relations of the elastic catenary element were initially derived through the addition of the unstrained length of cables to unknown nodal displacements. A beam-column element was then introduced to model the deck and pylon of cable-stayed bridges. The conventional geometric nonlinear analysis, initial force method, and TCUD method were summarized, with an effective method combining two methods presented to determine the initial shapes of cable-stayed bridges with dead loads. In this combined method, TCUD method was applied to eliminate vertical and horizontal displacements at cable-supported points of decks and on top of pylons, respectively. The initial force method was also adopted to eliminate horizontal and vertical displacements of decks and pylons, Finally, the accuracy and validity of the proposed combined method were demonstrated through numerical examples.
In this study, comparison between Harris-theoretical values and experimental data of load-deflection characteristics in bearing was made. The experiments are conducted under the conditions of the various radial loads and speed of shaft. In the case of non-defective ball bearing, the experimental data agreed well with the Harris-theoretical values for the small steady radial load but not for the large steady radial load. For the radial load bearing, the experimental results show that the stiffness of bearing at the single and multiple defective bearing are bigger in the radial defectiion than in the axial deflection. Load-deflection characteristics for the bearing defect part make it possible to detect the presence of a defect in bearing.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2011.04a
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pp.71-74
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2011
최근 국제적으로 지진 발생 규모가 증대하고 있으며, 우리나라를 비롯한 많은 나라에서 구조물 및 주요 시설물에 대한 내진설계에 관심이 증대되고 있다. 지진방재는 건물자체의 안전성뿐만 아니라 내부설비 및 소장품에 대한 안전성까지 종합적으로 검토되어야 하며 이를 위한 대책이 필요한 실정이다. 본 연구의 주요목적은 예측 불가한 자연재해인 지진에 대해 일반적인 면진성능을 갖는 기초격리장치로서의 기능을 충실히 수행할 수 있는지를 확인하기 위하여 면진장치를 사용한 구조물의 면진효과를 검증하는 것이다. 또한 설계된 스프링의 탄성계수에 따른 실제 지진 시 응답의 차이를 알아보기 위하여 공진실험 및 진동대 실험을 실시하여 면진테이블 시스템의 면진성능을 평가하였다. 진동대 실험은 미국 "NEBS Requirements"에서 규정하는 요구응답스펙트럼에 상응하는 임의 지진파를 적용하였고 각각 x축과 z축 가진 후, x-y-z 축을 동시에 가진하여 수행하였다. 시험응답스펙트럼(Test Response Spectrum)은 요구응답스펙트럼(RRS)에 포락하도록 시험하여 최대가속도는 x축 방향 가진 시 90%의 감쇠효과가 나타났으며, 3축 방향 가진 시 x축 방향은 58%, y축 방향은 31%의 감쇠효과가 나타났다. 최대상대변위는 설계스트로크 140mm에 대하여 최대 85.54mm의 변위가 발생하여 안정적인 거동을 나타내었다. 본 연구에서 제안한 면진테이블 시스템은 중요 첨단장비 및 문화재 등의 전도 및 파괴를 방지하는 데 효과적일 것으로 판단된다.
The longitudinal steel connection of reinforced concrete bridge column is sometimes practically unavoidable, however the current Korean bridge design specifications have no special provisions about lap-splices of longitudinal steel. This paper reports experimental results of a research program investigating the seismic performance of circular RC bridge columns with respect to longitudinal steel connection detailing. Twenty-one circular column specimens were tested under quasi-static test. The columns with the entire longitudinal steel lap-spliced within plastic hinge region show relatively sudden strength degradation and low ductility than the columns with continuous longitudinal steel and the columns with half of longitudinal steel lap-spliced. However, the seismic performance of the column with mechanically connected longitudinal steel is similar to that of the column with continuous longitudinal steel. The final objectives of this study are to suggest appropriate longitudinal reinforcement connection details for the limited ductility design concept and to provide quantitative reference data and tendency for performance or damage assessment based on the performance levels such as cracking, yielding, collapse, etc. Ultimate displacement/drift ratio, displacement ductility, response modification factor, equivalent viscous damping ratio, residual deformation index, and effective stiffness are investigated and discussed in this paper.
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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1998.05b
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pp.297-302
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1998
유한요소법을 이용하여 스프링으로 연속 지지되고 축방향 하중이 작용하는 핵연료봉의 자유진동 해석올 수행하였다. 본 해석에는 지지격자 지지점에서 핵연료봉의 변위가 구속되지 않는 실제 경계조건을 반영하였다. 이러한 경계조건은 지지점 스프링 상수에 의하여 핵연료봉 해석모델의 탄성항이 약화되는 현상을 반영할 수 있어서 지지점이 구속된 기존의 모델보다 고유진동수를 작게 예측한다. 스프링 상수가 어떤 임계값 이하를 갖는 경우 고유진동수 뿐만 아니라 모드형상도 크게 변하기 때문에 지지점을 구속한 모델에 의한 해석은 실제 진동현상을 상당히 왜곡 할 수 있다. 핵연료봉에 작용하는 축방향력이 인장력에서 압축력으로 감소함에 따라 고유진동수도 감소하지만 핵연료봉의 고유형상은 변하지 않았다. 지지격자 스프링 상수의 점진적인 감소와 핵연료봉 축방향 압축력의 감소를 동시에 적용하는 경우 고유 진동수는 두 변수를 별도로 적용했을 때 얻은 최소값의 변화에 따르는 경향을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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