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철근콘크리트 교각의 비탄성 거동에 미치는 크기효과에 관한 해석적 연구
Analytical Study on the Size Effect Influencing Inelastic Behavior of Reinforced Concrete Bridge Piers

김태훈   (성균관대학교 토목환경공학과, 박사과정 수료UU0000759  ); 김운학   (국립한경대학교 토목공학과UU0001369  ); 신현목   (성균관대학교 토목환경공학과UU0000759  );
  • 초록

    이 연구는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동에 미치는 크기효과를 파악하는데 그 목적이 있다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 두께가 서로 다른 부재간의 접합부에서 단면강성이 급변하기 때문에 생기는 국소적인 불연속변형을 고려하기 위한 경계면요소를 도입하였다. 또한, 같은 변위진폭에 있어서의 하중재하 회수에 의한 효과를 고려하였다. 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동에 미치는 크기효과를 규명하기 위해서 실제 규모의 교각과 1/4 축소모델의 거동을 비교, 분석하였다.


    The purpose of this study is to investigate the size effect on inelastic behavior of reinforced concrete bridge piers. A computer program, named RCAHEST(reinforced concrete analysis in higher evaluation system technology), for the analysis for reinforced concrete structures was used. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. The smeared crack approach is incorporated. In boundary plane at which each member with different thickness is connected, local discontinuous deformation due to the abrupt change in their stiffness can be taken into account by introducing interface element. The effect of number of load reversals with the same displacement amplitude has been also taken into account to model the reinforcing steel. To determine the size effect on bridge pier inelastic behavior, a 1/4-scale replicate model was also loaded for comparison with the full-scale bridge pier behavior.


  • 주제어

    철근콘크리트 교각 .   비탄성 거동 .   크기효과 .   재료적 비선형성.  

  • 참고문헌 (17)

    1. Shima, H., Chou, L., and Okamura, H., “Micro and macro models for bond behavior in reinforced concrete,” Journal of the Faculty of Engineering, University of Tokyo (B), Vol. 39, No. 2, 1987, pp. 133-194. 
    2. 김태훈, 이상철, 신현목, “비탄성 손상 해석을 이용한 철근콘크리트 교각의 내진성능평가,” 대한토목학회 논문집, 제21권, 3-A호, 2001, pp. 361-372. 
    3. 김태훈, 이상철, 신현목, “지진시 철근콘크리트 교각의 피로거동에 관한 해석적 연구,” 한국콘크리트학회 논문집, 제13권, 제4호, 2001, pp. 389-396. 
    4. Hosikuma, J., Unjoh, S., and Nagaya, K., “Size effect on inelastic behavior of reinforced concrete columns subjected to cyclic loading,” Journal of JSCE, Vol. 50, No. 669, 2001, pp. 215-232. 
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    8. 김태훈, 신현목, “비탄성 유한요소해석을 이용한 주철근 단락을 갖는 철근콘크리트 교각의 손상지수 평가,” 한국지진공학회 논문집, 제5권, 제4호, 2001, pp. 39-49. 
    9. Taylor, R. L., FEAP - A Finite Element Analysis Program, Version 7.2, Users Manual, Vol. 1 and Vol. 2, 2000. 
    10. 김병석, 김영진, 곽임종, 조창백, 조정래, “휨-전단 복합 거동을 보이는 RC 원형교각의 내진성능 평가”, 한국지진공학회논문집, 제5권, 제3호, 2001, pp. 29-36. 
    11. Perera, R., Carnicero, A., Alarcon, E., and Gomez, S., “A fatigue damage model for seismic response of RC structures,” Computers and Structures, Vol. 78, 2000, pp. 293-302. 
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 저자의 다른 논문

  • 김운학 (15)

    1. 1999 "반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥부재의 재료 및 기하적인 비선형 해석" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 3 (1): 55~66    
    2. 2001 "개구부가 있는 철근콘크리트 전단벽의 극한해석" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 5 (1): 195~205    
    3. 2002 "철근콘크리트 교각의 지진손상 평가 I : 이론 및 정식화" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 6 (3): 31~40    
    4. 2002 "철근콘크리트 교각의 지진손상 평가 II : 수치해석 예" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 6 (3): 41~52    
    5. 2002 "반복 휭하중을 받는 철근콘크리트 골조의 비탄성 거동 및 연성능력" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute 14 (4): 467~473    
    6. 2002 "프리스트레스트 콘크리트 구조물의 장기거동 해석" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 6 (2): 113~119    
    7. 2002 "교량의 경험적 손상도 곡선" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 6 (1): 255~262    
    8. 2003 "변동 축하중을 받는 철근콘크리트 교각의 내진성능평가" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (2): 67~73    
    9. 2003 "구조물의 동적해석을 위한 효율적인 벡터중첩법" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (3): 39~45    
    10. 2003 "철근의 항복후 압축강성을 고려한 철근콘크리트 교각의 비탄성 반복거동" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute 15 (1): 125~133    
  • 신현목 (90)

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