• 제목/요약/키워드: Elastomeric bearings

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고무의 겹침제작 여부에 따른 탄성받침의 전단피로특성 연구 (A Study on the Shear Fatigue Performance of Elastomeric Bearings of a Doublefold Elastomeric Layer)

  • 윤혜진;곽임종;김영진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.69-72
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    • 2008
  • 교량받침은 상부구조물의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 교량 받침으로 일반적인 탄성받침은 고무 자체의 전단변형 특성으로 상부구조물의 변위를 흡수한다. 공용 수명동안 받침 자체의 파괴 또는 받침의 기능 저하로 인하여 교량의 내구성을 저해하지 않기 위해서는 탄성받침의 피로내구성이 확보되어야 한다. 이에 이 논문에서는 온도변화에 의해 발생되는 상부구조물의 변위를 수용하는 탄성받침의 전단성능 내구성을 확인하기 위하여 전단피로실험을 실시하였다. 또한 탄성받침을 구성하는 한 층의 내부 고무층을 여러 겹의 고무로 겹쳐서 제작하는 제작 관행이 탄성받침의 전단성능에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다. 전단피로실험 결과 전단피로반복 회수에 따라 강성변화에 대한 특정한 경향을 찾아보기 어려웠다. 하지만 두꺼운 내무 고무층을 갖는 받침을 제작하는 경우 일부 업체에서는 관행적으로 여러 층의 고무를 겹쳐서 한 층의 내부고무층이 되도록 제작하는데 이 경우에는 받침의 전단성능이 현저하게 저하되거나 받침이 조기에 파괴되는 결과를 가져왔다.

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탄성받침의 극한전단성능 (A Ultimate Shear Performance of Elastomeric Bearings)

  • 윤혜진;곽임종;김영진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.117-120
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    • 2008
  • 교량받침은 활하중, 크리프, 온도변화, 건조수축 등에 의한 상부구조의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 국내 탄성받침 설계기준인 KS F 4420은 전단변형을 탄성받침 총 고무 높이의 70% 이내로 제한하고 있는데, KS F 4420에 의해 설계된 탄성받침이 요구되는 전단성능을 발휘하기 위해서는 허용 전단변형률이 전단파괴에 대하여 충분한 안전성을 보유해야 한다. 더욱이 탄성받침이 지진격리장치와 함께 내진설계에 사용될 수 있는 상황을 고려할 경우, 탄성받침은 KS F 4420의 허용전단변형률보다 높은 수준의 전단성능을 확보해야 한다. 이 논문에서는 국내 탄성받침의 전단성능을 확인하기 위하여 극한전단실험을 실시하였다. 실험 결과 탄성받침은 200% 이상의 전단변형률에서 파괴가 발생하여 KSF 4420의 허용전단변형률 규정이 안전 측이라는 사실을 알 수 있었다. 하지만 일체화된 거동을 할 것이라 기대 되었던 탄성받침이 200% 전단변형률 내외에서 받침 분리현상을 보였다. 관측된 받침분리 현상은 탄성받침의 내진설계 적용성을 고려할 경우 교량 시스템에 예기치 못한 충격 또는 집중 응력을 발생 시킬 수 있기 때문에 이러한 현상이 방지될 수 있도록 관련 규정이 필요하다고 판단된다.

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교량용 탄성받침의 설계압축응력에 대한 고찰 (The Design Criteria of elastomeric Bearing for Highway Bridges)

  • 전규식;이병진;조해진;정명호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1998년도 가을 학술발표논문집(II)
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    • pp.481-488
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    • 1998
  • Elastomeric bearing is used as one of the most useful way for isolation structures, because the horizontal stiffness is much lower than the vertical stiffness. In the design criteria of Elastomeric bearing, the stability of the bearings is evaluated by shear strain due to compression, lateral displacement, and rotation. The question how soft rubber can sustain heavy structure is now able to be solved by Ultimate capacity test of Laminated Elastomeric Bearings, which results 1,200kg/$\textrm{cm}^2$ of the max. compressive stress and this shows what a sufficient safety factor Elastomeric bearing has !

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Behaviour of laminated elastomeric bearings

  • Mori, A.;Moss, P.J.;Carr, A.J.;Cooke, N.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제5권4호
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    • pp.451-469
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    • 1997
  • Experimental work undertaken to investigate the behaviour of laminated elastomeric bridge bearings under compression and a combination of compression and shear or rotation has been reported on elsewhere. However, it is difficult to determine the state of stress within the bearings in terms of the applied forces or the interaction between the steel shims and the rubber layers in the bearings. In order to supply some of the missing information about the stress-strain state within the bearings, an analytical study using the finite element method was carried out. The available experimental results were used to validate the model after which the analyses were used to provide further information about the state of stress within the bearing.

Horizontal stiffness solutions for unbonded fiber reinforced elastomeric bearings

  • Toopchi-Nezhad, H.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제49권3호
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    • pp.395-410
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    • 2014
  • Fiber Reinforced Elastomeric Bearings (FREBs) are a relatively new type of laminated bearings that can be used as seismic/vibration isolators or bridge bearings. In an unbonded (U)-FREB, the bearing is placed between the top and bottom supports with no bonding or fastening provided at its contact surfaces. Under shear loads the top and bottom faces of a U-FREB roll off the contact supports and the bearing exhibits rollover deformation. As a result of rollover deformation, the horizontal response characteristics of U-FREBs are significantly different than conventional elastomeric bearings that are employed in bonded application. Current literature lacks an efficient analytical horizontal stiffness solution for this type of bearings. This paper presents two simplified analytical models for horizontal stiffness evaluation of U-FREBs. Both models assume that the resistance to shear loads is only provided by an effective region of the bearing that sustains significant shear strains. The presented models are different in the way they relate this effective region to the horizontal bearing displacements. In comparison with experimental results and finite element analyses, the analytical models that are presented in this paper are found to be sufficiently accurate to be used in the preliminary design of U-FREBs.

교량용 탄성받침의 설계압축응력에 대한 고찰 (The Design Criteria of Elastomeric Bearing for Highway Bridges)

  • 전규식
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring 1998
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    • pp.136-143
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    • 1998
  • Elastomeric bearing is used as one of the most useful way for isolation structures, because the horizontal stiffness is much lower than the vertical stiffness. The quality of Elastomeric bearing depends on the vulcanization procedure to manufacture, which produces the elasticity of the rubber from the compound of rubber and sulphur. The durability of Elastomeric bearing is affected by the deterioration due to ozone and ultra-violet attack. but the durability during the design life of bridges can be assured by the sufficient size of the bearing in spite of the deterioration in surface. In the design criteria of Elastomeric bearing, the stability of the bearings is evaluated by shear strain due to compression, lateral displacement, and rotation. The question how soft rubber can sustain heavy structure is now able to be solved by Ultimate capacity test of Laminated elastomeric Bearings, which results 1,200kg/$\textrm{cm}^2$ of the max. compressive stress and this shows what a sufficient safety factor Elastomeric bearing has!

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Design of Elastomeric Bearing System and Analysis of it Mechanical Properties

  • Moon, Byung-Young;Kang, Gyung-Ju;Kang, Beom-Soo;Cho, Dae-Seung
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권1호
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    • pp.20-29
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    • 2004
  • This paper proposes a new type of bearing system. In this study, a method for design of on elastomeric bearing system and its mechanical property analysis are carried. Experimental and theoretical studies of the elastomeric bearings with fiber reinforcement were proved effective new lightweight bearing system. The fibers in the bearings for isolation are assumed to be flexible in extension, in contrast to the steel plates in the conventional bearing system. Several kinds of bearing systems in the form of long strips are designed, fabricated and tested. The results suggest that it is possible to produce the economical and effective fiber-reinforced elastomeric bearing that matches the behavior of a steel-reinforced bearing. Feasibility and advantages of the proposed bearings are illustrated by the application of the analytic procedure to the structure system. Results obtained here are reported to be an efficient approach with respect to bearing system and design of bearing against shock absorbing system when compared with other conventional one.

탄성받침의 강성특성에 대한 실험연구 (A Experimental Study on the Stiffness Characteristics of Elastomeric Bearings)

  • 윤혜진;조창백;김영진;곽임종
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권4A호
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    • pp.475-485
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    • 2008
  • 이 논문은 국내 탄성받침의 성능과 신뢰성 향상을 위한 일환으로, 탄성받침의 설계/제작/품질평가 기준인 KS F 4420의 강성 관련 개선방향을 제안하였다. 이를 위하여 KS F 4420의 압축탄성계수, 강성측정방법, 성능평가방법을 Eurocode, 일본 도로교지승편람, ISO 기준과 비교 분석하였으며, KS F 4420의 강성 제안식과 실측치와의 차이를 알아보기 위하여 국내 일반적인 탄성받침을 대상으로 수직강성과 전단강성 측정 실험을 실시하였다. 실측된 수직강성은 강성정의 방법에 따라 20%정도 차이를 나타냈으며, 전단강성은 13%정도 차이를 나타냈다. 또한 실측된 강성은 KS F 4420의 제안식과의 편차도 큰 것으로 나타났다. 교량받침이 요구되는 수직강성을 가지지 못하는 경우 교량 상부 구조물의 부등침하 및 응력집중 현상을 야기할 수 있다. 따라서 국내 받침이 설계에서 요구되는 성능을 갖기 위해서는 다양한 형상, 형상계수를 갖는 받침의 성능평가를 통하여 국내 실정에 맞는 압축탄성계수식과 성능평가기준의 마련이 필요하다고 판단된다.

Effect of a two bearing lines deck on the bridge substructure

  • Shaker, Fatemeh;Rahai, Alireza
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제81권2호
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    • pp.117-129
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    • 2022
  • This research evaluated the different types of deck to pier connections effects (one or two elastomeric bearing lines and rigid) on a concrete bridges. Three-dimensional bridge models behavior with different deck to pier connections and different distances of two bearing lines were studied under the service load. Also, the detailed connection system with two elastomeric bearing lines was modeled to evaluate the effect of changing distance between two-lines. Results indicated that the proper location of elastomeric bearings has a major impact on the transferring forces to the substructure. Double elastomeric bearing lines have a behavior between one line and rigid connections. Transferring bending moment to the substructure in two-lines is more than the corresponding value of the one line. Moreover, an increase in the distance of two-lines lead to a significant increase in the rotational stiffness of the connection, and an analytical solution was investigated for their relation. In fact, the semi-rigidity effect of this connection and its change due to the distance of bearings should be considered in the design process.

적층고무베어링과 납-고무베어링의 내진 성능에 관한 실험적 평가 (Experimental Evaluation of Seismic Performance of Laminated Elastomeric Bearing and Lead-Rubber Bearing)

  • 김대곤;이상훈;김대영;박칠림
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.53-62
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    • 1998
  • 구조물의 내진 성능 향상을 위해 현재 종종 사용되어지고 있는 기초분리장치인 적층고베어링과 납-고무 베어링의 내진성능을 실험적으로 파악하였다 베어링의 전단 변형률 또는 가해진 수직 하중이 클수록 베어링의 전단 강성은 감소하며 가력 속도에 대한 영향을 무시할 만하다. 베어링은 순수압축력에는 강하며 인장력에는 그 반대이다.

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