In this paper, the prestressing order of tendons is studied to minimize a bursting force of an anchorage. The bursting forces is a primary factor of anchorage failures. The forces of the anchorage depend on the prestressing order and size of the tendons, if a lot of tendons are introduced to the anchorage. Many studies have been made to analyze the bursting force of the anchorage. However, the studies have been limited to the bursting forces of the anchorage having one or two tendons. PSC box girder bridges usually have a lot of tendons. And the difference of the bursting forces lies in the prestressing order of the tendons. As a result of the lack of studies on the prestressing order for the bridges, the order depends on the designer's intuition and experiences. It may be stated that this study should be useful for determining the reasonable prestressing order of tendons for the PSC box girder bridges.
For evaluating equations of bursting force in different codes, comparative study of the formulas was conducted. Because the equations does not consider variables such as shape of anchorages, angle of tendons, and eccentricity, a relation between the bursting forces and the variables has to be analyzed. In this paper, therefore, a comparative analysis of bursting forces computed by equations in the codes and finite element analysis was performed. As a result, it could be figured out that bursting force equations in the local zone were determined by coefficient k.
For evaluating equations of bursting force in different codes, comparative study of the formulas was conducted. Because the equations does not consider variables such as shape of anchorages and duct, a relation between the bursting forces and the variables has to be analyzed. In this paper, the bursting forces equation was proposed by finite element analysis. As evaluation through comparison of the proposed equation with the previous ones and an experiment, it was figured out that bursting force computed by the proposed equation could be used for design of reinforcement in the anchorage zone.
이 논문에서는 경간장이 30 m인 표준 PSC I 거더의 정착부 거동을 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 현재 사용되고 있는 표준 PSC I 거더의 정착부 파열보강철근은 텐던 긴장으로 인한 단부 콘크리트의 응력흐름을 정확히 반영하지 못 한 채 설계되었고, 과대보강으로 인해 콘크리트 타설 시 작업성이 크게 떨어지고 있는 실정이다. 따라서 이 논문에서는 표준 PSC I 거더와 동일한 단면을 갖는 실험체 3개를 제작하여 인장실험을 수행하였다. 각 실험체의 파열보강철근은 100 mm, 200 mm, 300 mm 간격의 격자형으로 배근되었다. 실험결과, 파열균열 긴장력은 모든 실험체에서 설계 긴장력의 1.6배 내외로 나타났고, 파열균열은 정착단부 내부에서 수직방향으로 발생하였다. 또한 설계 긴장력의 2.7배까지 긴장력을 도입한 결과, 파열보강철근 간격이 300 mm인 실험체의 일부 수평방향 파열보강철근만 항복되었다. 따라서 표준 PSC I 거더의 정착부 파열보강철근은 도로교설계기준에서 제한하고 있는 최대 간격 300 mm를 만족시키는 것만으로도 파열력에 대한 안전성을 충분히 확보할 수 있음을 확인하였다.
Design equations to evaluate the bursting force in a post-tensioned anchorage zone have been introduced in many design codes, and one equation in AASHTO LRFD is widely used. However, this equation may not determine the bursting force exactly because it was designed on the basis of two-dimensional numerical analyses without considering various design parameters such as the duct hole and shape of the bearing plate. To improve the design equation, modification of the AASHTO LRFD design equation was considered. The behavior of the anchorage zone was investigated using three-dimensional linear elastic finite element analysis with design parameters such as bearing plate size and diameter of sheath hole. Upon the suggestion of a modified design equation for evaluating the bursting force in an anchorage block with a rectangular anchorage plate (Kim and Kwak 2018), additional influences of design parameters that could affect the evaluation of bursting force were investigated. An improved equation was introduced for determining the bursting force in an anchorage block with a circular anchorage plate, using the same procedure introduced in the design equation for an anchorage block with a rectangular anchorage plate. The validity of the introduced design equation was confirmed by comparison with AASHTO LRFD.
To improve the design equation for the evaluation of the bursting force in the post-tensioned anchorage zone, this paper presents the analyses and design of the post-tensioned (PT) anchorage zone on the basis of three dimensional (3D) finite element (FE) analyses. The structural behavior was investigated through linear elastic finite element analyses upon consideration of the change in design parameters such as the bearing plate size, the eccentricity, and the tendon inclination. Moreover, consideration of the duct hole, which causes an increase of the bursting stress with a change in its distribution along the anchorage zone as well, is emphasized. Since that an exact prediction of the bursting force is the primary interest in design practice, additional parametric analyses are carried out to evaluate the relative contribution of all design parameters in determining the bursting force, and a comparison with the design guidelines mentioned in AASHTO-LRFD has been provided. Finally, an improved design guideline that takes into account the influence by the duct hole is suggested.
It is well understood that concentrated forces applied in the plane of a beam or panel (such as a wall or slab) lead to splitting forces developing within a disturbed region forming beyond the bearing zone. In a linearly elastic material the length of the disturbed region is approximately equal to the depth of the member. In concrete structures, however, the length of the disturbed region is a function of the orthotropic properties of the concrete-steel composite. In the detailing of steel reinforcement within the disturbed regions two limit states must be satisfied; strength and serviceability (in this case the serviceability requirement being acceptable crack widths). If the design requires large redistribution of stresses, the member may perform poorly at service and/or overload. In this paper the results of a plane stress finite element investigation of concentrated loads on reinforced concrete panels are presented. Two cases are examined (i) panels loaded concentrically, and (ii) panels loaded eccentrically. The numerical investigation suggests that the bursting force distribution is substantially different from that calculated using elastic design methods currently used in some codes of practice. The optimum solution for a uniformly reinforced bursting region was found to be with the reinforcement distributed from approximately 0.2 times the effective depth of the member ($0.2D_e$) to between $1.2D_e$ and $1.6D_e$. Strut and tie models based on the finite element analyses are proposed herein.
Work-related falls are a major problem in the construction and roofing industries. To avoid serious injury to the worker caused by high decelerations or forces, different systems to absorb the energy of a fall are implemented in personal protective equipment. In this study, shock energy absorber lanyard protection tube was prepared using high tenacity PET fiber, P-aramid fiber, and UHMWPE fiber, respectively. Dynamic load test and static load test, bursting strength test based on the Korea fall protection equipment standard(Korea Occupational Safety & Health Agency standard 2013-13) or conformity European safety test(CE : EN355) were conducted. Especially maximum arrest force by dynamic load test of energy absorber showed below 6,000N.
일반적으로 PSC 교량은 여러개의 강선을 포함하며, 이러한 강선들의 긴장순서에 따라 정착부의 파열력의 크기는 좌우된다. 그럼에도 불구하고 강선긴장순서에 대한 연구부족으로 강선긴장시 긴장순서를 설계자의 경험이나 직관에 의하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 정착부의 파열력을 산정하는 여러 방법에 대하여 고찰한 후, 가장 합리적인 해석방법을 선택하여 PSC 교량중에서 가장 대표적인 PSC빔교와 PSC박스거더교에 대하여 해석을 통한 합리적인 긴장순서를 결정하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 PSC교량 정착부의 파열력을 최소화하는 강선긴장순서 결정에 유용한 방법이 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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