• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.53-54
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• 2009

강재매입형 합성교각은 단면 자체의 설계 변수의 다양성을 통해 요구하는 성능을 만족하도록 할 수 있는 유연성을 갖고 있다. 급속시공을 위한 합성교각의 설계를 위해서 작은 규모에서는 볼트 연결을 통한 조립식 구조물이 가능하고 큰 규모에서는 세그먼트를 분리하여 시공하고 포스트 텐션을 도입하는 방식을 사용할 수 있다. 이 논문에서는 합성교각의 실험적 결과를 비교 분석하여 강재 매입형 조립식 합성교각의 설계 변수가 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해서 교각의 설계 여건에 따른 적합한 설계 단면 설정 및 일체화 방안을 제안하였다. 조립식 시공을 위해서는 적절한 중량 규모에 따른 단면 분할이 필요하고 제작 및 시공 오차 보정을 위한 별도의 상세가 요구된다. 또한, 코핑부를 포함한 경우에는 교각 세그먼트와 코핑부와의 연결 상세를 함께 고려해야 하기 때문에 이를 위한 연결상세를 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제15권3호
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• pp.343-355
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• 2013

Shear failure and core concrete crushing at plastic hinge region are the two main failure modes of bridge piers, which can make repair impossible and cause the collapse of bridge. To avoid the two types of failure of pier, a composite pier was proposed, which was formed by embedding high strength concrete filled steel tubular (CFT) column in reinforced concrete (RC) pier. Through cyclic loading tests, the seismic performances of the composite pier were studied. The experimental results show that the CFT column embedded in composite pier can increase the flexural strength, displacement ductility and energy dissipation capacity, and decrease the residual displacement after undergoing large deformation. The analytical analysis is performed to simulate the hysteretic behavior of the composite pier subjected to cyclic loading, and the numerical results agree well with the experimental results. Using the analytical model and time-history analysis method, seismic responses of a continuous girder bridge using composite piers is investigated, and the results show that the bridge using composite piers can resist much stronger earthquake than the bridge using RC piers.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2000
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• pp.151-158
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• 2000

In this paper, It is presented that concrete-filled composite piers have large energy-absorption capacity and high strength and stiffness on account of mutual confinement between the steel plate and filled-in concrete. Concrete-filled composite columns were tested to failure under axial compression and cyclic lateral loading. Displacement ductility index obtained by using the load-displacement relation has been increased with the increment of filled-in concrete length, while it has been decreased according to the incrementation of width-thickness ratio, slenderness ratio and the number of loading cycles. Structural behavior and ductility index estimated for the seismic design showed that composite piers could be used as a very efficient earthquake-resistant structural member. The response modification factor could be re-evaluated for concrete-filled composite piers.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.205-208
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• 2008

강재매입형 합성교각은 강재의 구속효과에 의하여 심부콘크리트의 내력상승을 유발하고, 또한 심부 콘크리트로 인한 강재의 좌굴 보강효과로 단면과 자중을 증가시키지 않고도 부재의 내력이 증가하게 만들 수 있어 내진 설계시 필요한 여러 조건들을 충족시키는 구조물이라 할 수 있다. 조립식 강재매입형 합성교각에서는 일체형으로 하는 경우에는 프리스트레스를 도입하지 않아도 되지만 세그먼트를 나눌 경우에는 이음부 균열제어를 위해 일정 수준의 프리스트레스를 도입해야 한다. 도입되는 프리스트레스에 의해 합성단면에 발생하는 초기 응력과 변형은 콘크리트의 장기거동에 의해서 변화하게 되고 설계시 이를 검토해야 한다. 이 논문에서는 세그먼트로 나누어진 프리캐스트 합성교각에 프리스트레스를 도입한 후 강연선에 부착된 로드셀과 철근, 콘크리트, 강관의 변형률 변화를 통해 프리스트레스 손실량을 검토하여 분석하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.269-275
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• 2006

In the design of bridge piers in seismic area, the ductility requirement is one of the most important design criteria. In order to enhance the seismic performance of RC columns, it is necessary to make the ductility of columns larger by covering RC columns with steel tubes or confining RC columns by arranging transverse reinforcement such as hoop ties closely. Concrete encased composite columns can be utilized for bridge piers especially in seismic area. In this paper, finite element analyses are performed to study the nonlinear behavior of concrete encased composite columns with single core steel or multiple steel elements under static and quasi-static loads. The cross-sections of these specimens ate composed of concrete-encased H-shaped structural steel columns and a concrete-encased circular tube with partial in-filled concrete. Test parameters were the amount of the transverse reinforcement, encased steel member, and loading axis. Through the comparison between FE analyses and test results, adequate material models for confined concrete and unconfined concrete ate investigated. After getting the proper analysis models for composite columns, several parameters are considered to suggest design considerations on the details of composite piers.

• Steel and Composite Structures
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• 제12권3호
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• pp.261-273
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• 2012

This study proposes and examines a circular composite bridge pier for seismic resistance. The axial and flexural strengths of the proposed bridge pier are provided by the longitudinal reinforcing bars and the concrete, while the transverse reinforcements used in the conventional reinforced concrete pier are replaced by the steel tube. The shear strength of this composite pier relies on the steel tube and the concrete. This system is similar to the steel jacketing method which strengthens the existing reinforced concrete bridge piers. However, no transverse shear reinforcing bar is used in the proposed composite bridge pier. A series of experimental studies is conducted to investigate the seismic resistant characteristics of the proposed circular composite pier. The effects of the longitudinal reinforcing bars, the shear span-to-diameter ratio, and the thickness of the steel tube on the performance of strength, ductility, and energy dissipation of the proposed pier are discussed. The experimental results show that the strength of the proposed circular composite bridge pier can be predicted accurately by the similar method used in the reinforced concrete piers with minor modification. From these experimental studies, it is found that the proposed circular composite bridge pier not only simplifies the construction work greatly but also provides excellent ductility and energy dissipation capacity under seismic lateral force.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.221-224
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• 2008

조립식 교각을 교량의 하부구조에 적용하는 다양한 기술들이 최근에 활발히 개발되고 있다. 이 논문에서는 프리스트레스를 필요로 하지 않는 형태의 프리캐스트 합성교각을 제안하였다. 낮은 강재비를 갖는 합성교각의 정적 및 내진성능 평가에 기반하여 교각 단면을 설계하고 기초부와의 연결상세는 교각 단면이 기초부로 일부 매입된 상태에서 볼트 연결로 설계하여 설계의 단순화를 도모하였다. 새롭게 제안된 프리캐스트 합성교각에 대한 구조적 성능을 검증하기 위해 준정적실험을 수행하였다. 실험을 통하여 정적 성능과 내진성능을 함께 평가하고 기존의 현장타설 합성교각의 거동과 비교를 수행하였다. 프리캐스트로 제작할 경우에 기초와 만나는 교각 끝단의 보강 상세가 요구되고 이와 관련한 상세 제안사항을 도출하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권3호
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• pp.661-677
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• 2016

The quasi static test of the steel reinforced concrete (SRC) bridge piers and rigid frame arch bridge structure with SRC piers was conducted in the laboratory, and the seismic performance of SRC piers was compared with that of reinforced concrete (RC) bridge piers. In the test, the failure process, the failure mechanism, hysteretic curves, skeleton curves, ductility coefficient, stiffness degradation curves and the energy dissipation curves were analyzed. According to the $M-{\Phi}$ relationship of fiber section, the three-wire type theoretical skeleton curve of the lateral force and the pier top displacement was proposed, and the theoretical skeleton curves are well consistent with the experimental curves. Based on the theoretical model, the effects of the concrete strength, axial compression ratio, slenderness ratio, reinforcement ratio, and the stiffness ratio of arch to pier on the skeleton curve were analyzed.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.71-81
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• 2007

합성 교각의 설계에서 요구 내진성능을 만족하기 위한 철근상세 규정이 명확하지 않은 측면이 있다. 합성 교각은 단면치수를 감소시키고 지진하중하에서 기둥의 연성을 개선하기 위해 제안되었다. 이 논문에서는 400mm 직경을 가진 단일 강재를 콘크리트에 매입한 합성기둥 부재를 5기 제작하여 합성기둥의 내진성능을 연구하였다. 진동대 실험과 유사동적 실험이 수행되었는데 근단층지반운동을 고려한 축소모형의 구조적 거동이 평가되었다. 실험 변수는 횡철근의 간격, 주철근의 겹침이음, 매입 강재 단면으로 설정하였다. 진동대 실험에 의해 평가된 변위연성도가 유사동적 실험에 비해 적게 나타났고 한정연성설계, 주철근의 겹침 이음 50%를 가진 부재가 기준 부재에 비해서 낮은 연성도를 보였다. 강재비는 극한강도에 영향을 미치고 겹침이음과 횡철근 비의 감소는 변위능력을 감소시켰다. 합성 교각의 상세에 따른 에너지 소산능력의 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권5호
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• pp.583-594
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• 2018

Although a lot of experimental and analytical investigations have been carried out for steel bridge piers made of SS400 and SM490, the formulas available for SS400 and SM490 are not suitable for evaluating ultimate load and deformation capacities of steel bridge piers made of high strength steel (HSS) SM570. The effect of various parameters is investigated in this paper, including plate width-to-thickness ratio, column slenderness ratio and axial compression force ratio, on the ultimate load and deformation capacities of steel bridge box piers made of SM570 steel subjected to cyclic loading. The elasto-plastic behavior of the steel bridge piers under cyclic loads is simulated through plastic large deformation finite element analysis, in which a modified two-surface model (M2SM) including cyclic hardening is employed to trace the material nonlinearity. An extensive parametric study is conducted to study the influences of structural parameters on the ultimate load and deformation capacities. Based on these analytical investigations, new formulas for predicting ultimate load and deformation capacities of steel bridge piers made of SM570 are proposed. This study extends the ultimate load and deformation capacities evaluation of steel bridge piers from SS400, SM490 steels to SM570 steel, and provides some useful suggestions.