본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

유연도법 섬유요소모델에 의한 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 연성능력 평가
Evaluation of Ductility Capacity of Reinforced Concrete Bridge Columns Subject to Cyclic Loading Using Flexibility-Based Fiber Element Method

고현무   (서울대학교 지구환경시스템 공학부UU0000691  ); 조근희   (유니슨기술연구소  ); 조호현   (서울대학교 지구환경시스템 공학부UU0000691  );
  • 초록

    유연도법 섬유요소모델을 통하여 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 이력 거동을 추적하고 직접적인 방법에 의해 변위연성도 평가를 수행하였다. 철근 콘크리트 교각의 극한상태까지의 비탄성 거동을 합리적으로 추적하기 위해 인장강성거동, 기둥-기초면의 불연속 변위 등을 고려하여 철근과 콘크리트의 평균응력-평균변형률 관계, 접촉면요소 등을 실험과 잘 일치하는 기존의 해석 모델을 수정, 적용하였다. 또한 수치해석시 간편하게 적용할 수 있는 직접적인 방법에 의하여 교각의 연성능력을 평가하였으며, 항복변위 및 극한변위의 산출에 영향을 미치는 적분점의 위치, 콘크리트 압쇄 후 강루 철근의 low-cycle fatigue에 의한 파단 시점 등에 대하여 유연도법 섬유요소모델에 적용할 수 있는 값들을 제시하였다. 해석에 의한 변위연성도는 10%이내의 오차를 보이므로, 적용한 해석기법 및 모델에 의한 항복변위 및 극한변위의 평가는 타당하다고 할 수 있다.


    The evaluation of displacement ductility is performed by direct method through tracking the inelastic hysteretic behavior of RC bridge columns subject to cyclic loading using a flexibility-based fiber element mode. To reasonably track the inelastic behavior until the RC bridge column reaches its ultimate state, the average stress-average strain relations and joint elements, which agree well with experiments, are modified and applied considering the tension stiffening behavior and discontinuous displacement between the column and its base. In addition the evaluation of displacement ductility is performed by a direct method easily applicable to numerical analysis. Locations for the integration points, values for the post-crushing concrete strength and low-cycle fatigue failure of longitudinal reinforcement that affect the calculation of yielding and ultimate displacements are proposed for the application to flexibility-based fiber element model. Since less than 10% of error occurs during the displacement ductility analysis, the yielding and ultimate displacements evaluated by the applied analysis method and model appear to be valid.


  • 주제어

    유연도법 섬유요소모델 .   철근콘크리트 교각 .   반복하중 .   변위연성능력.  

  • 참고문헌 (16)

    1. Filippou, F. C., Popov, E. P., and Bertero, V. V., “Effects of bond deterioration on hysteretic behavior of reinforced concrete joints,” Report No. UCB/EERC-83/19, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 1983, p. 191. 
    2. 이재훈, 배성용, 손혁수, 이형준, “나선철근 원형교각의 연성 및 내진성능”, 2000년도 추계학술발표회 논문집, 한국지진공학회, 제4권, 제2호, 2000, pp. 356-363. 
    3. 김태훈, 유영화, 신현목, “지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동 및 연성능력에 관한 해석적 연구”, 한국지진공학회 논문집, 제4권, 제4호, 2000, pp. 37-51. 
    4. 조근희, “유연도법 섬유요소모델에 의한 철근콘크리트 교각의 연성능력 평가”, 박사학위논문, 서울대학교, 2001, p. 128. 
    5. 도로교의 내진설계, 한국지진공학회, 지진공학연구센터, 2000, p. 372. 
    6. Kawashima, K., Hasegawa, K., Nagashima, H., Koyama, T., and Yoshida, T., “Seismic design method of reinforced concrete bridge piers based on dynamic strength and ductility,” Report of Public Works Research Institute, Ministry of Construction, Vol. 190, 1993. 
    7. 장승필, 김재관, “우리나라 내진설계의 현재와 미래”, 1998년도 학술발표회 논문집, 대한토목학회, 1998, pp. 5-8. 
    8. 김태훈, 유영화, 신현목, “지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동 및 연성능력에 관한 해석적 연구”, 한국지진공학회 논문집, 제4권, 제4호, 2000, pp. 37-51. 
    9. Spacone, E., Filippou, F. C., and Taucer, F. F., “Fibre beam-column model for nonlinear analysis of R/C frames : Part I. formulation”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 25, 1996, pp. 711-725. 
    10. Ishibashi, T. and Yoshino, S., “Study on deformation capacity of reinforced concrete bridge piers under earthquake,” Journal of JSCE, Vol. 8, No. 390, 1988, pp. 57-66. 
    11. Maekawa, K. and An, X., “Shear failure and ductility of RC columns after yielding of main reinforcement”, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 65, 2000, pp. 335-368. 
    12. Mander, J. B., Priestley, M. J. N., and Park, R., “Theoretical stress-strain model for confined concrete”, Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 8, 1988, pp. 1804-1826. 
    13. Stevens, N. J., Uzumeri, S. M., Collins, M. P., and Will, G. T., “Constitutive model for reinforced concrete finite element analysis”, ACI Structural Journal, Vol. 88, No. 1, 1991, pp. 49-59. 
    14. Priestley, M. J. N., Seible, F., and Calvi, G. M., Seismic Design and Retrofit of Bridges, John Wiley & Sons., New York, 1996, p. 686. 
    15. Ozcebe, G. and Saatcioglu, M., “Confinement of concrete columns for seismic loading,” ACI Structural Journal, Vol. 84, No. 4, 1987, pp. 308-315. 
    16. 김태훈, 신현목, “지진시 철근콘크리트 기둥-기초 접합부의 불연속 변위에 관한 해석적 연구”, 콘크리트학회 논문집, 제12권, 제6호, 2000, pp. 83-89. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kook, Seung-Kyu ; Lee, Dong-Uk 2009. "Seismic Design of Bridges in Moderate Seismic Region and Response Modification Factors" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, 22(1): 65~72     

 저자의 다른 논문

  • 고현무 (63)

    1. 1987 "유한요소망의 자동생성" 大韓機械學會誌 = Journal of the Korean society of mechanical engineers 27 (6): 496~503    
    2. 1989 "동적(動的)에너지 방출율(放出率)의 수치해석(數値解析)을 위한 체적적분식(體積積分式)" 대한토목학회논문집 9 (3): 65~73    
    3. 1990 "3차원(次元) 구조물(構造物)의 복합곡면(複合曲面)모델링-이론(理論) 및 알고리즘" 대한토목학회논문집 10 (4): 43~52    
    4. 1990 "초유한사상(超有限寫像)과 스위핑을 이용(利用)한 공간(空間)뼈대 구조물(構造物)의 형상(形象) 모델링" 韓國鋼構造學會誌 = Magazine and journal of Korean Society of Steel Construction 2 (1): 83~92    
    5. 1994 "경계요소-유한요소 연계법에 의한 구형 수조구조물의 동적거동 특성해석" 대한토목학회논문집 14 (5): 1033~1042    
    6. 1994 "점진원모델을 사용한 층상지반에서의 깊이에 따른 지반운동 특성 변화연구" 대한토목학회논문집 14 (3): 453~462    
    7. 1994 "유체-구조물 상호작용을 고려한 면진구조물의 추계학적 응답해석" 대한토목학회논문집 14 (3): 463~472    
    8. 1995 "Vortex Shedding에 의한 토목 구조물의 공탄성학적 거동에 대한 수치해석적 연구" 韓國鋼構造學會誌 = Magazine and journal of Korean Society of Steel Construction 7 (2): 237~246    
    9. 1997 "구속적 비선형 최적화에 의한 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 10 (2): 225~232    
    10. 1999 "교량의 진동제어" 소음진동 = Journal of KSNVE 9 (2): 225~234    

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기