교량구조설계

내진설계해석방법은 다음과 같이 등가정적하중법, 응답스펙트럼해석법 및 시간이력해석법의 3가지로 구분할 수 있으며, 이 중 응답스펙트럼 해석법은 단일모드 해석법과 다중 모드 해석법으로 나눌수 있다. 가장 먼저 등가정적하중법, 응답스펙트럼 해석법 및 시간이력해석방법이 무엇인지 정리를 해보고, 그 다음으로 응답스펙트럼 해석법을 이해하기 위해, Eigen 해석 및 Mode Shape 등에 대해서 정리를 해보고자 한다. (1) 등가정적하중법 시간에 따라 크기가 변하는 지진에 의해 구조물에 가해지는 동적지진력을 등가의 정적지진력으로 환산하여 간단한 선형정적해석으로 접근하는 방법. 지진의 가속도에 의해 발생하는 관성력 중량 W(지진 발생 시 지지해야 하는 상부구조물 의 중량과 지진거동에 영향을 주는 하부구조물의 중량의..

사장교 현수선 공식 (Catenary equation) 위 그림에서, T0, T1 Lower and upper cable tensions, respectively (kN, kips) H Horizontal component of the cable tension (kN, kips) m Cable mass per unit length (kg/m, kips/ft) A Total cross-sectional area of cable strands (mm2, inch2) E Cable modulus of elasticity (MPa, ksi) σUTS Cable yield stress–ultimate tensile stress (MPa, ksi) h Cable rise (m, ft) L Cable run (m, ..

혼동될 수 있는 도심(Centroid), 무게중심, 중립축(Neutral Axis)의 개념을 정리해보고 차이점을 파악해보았다. 도심 (Centroid) 도심(centroid)이란 어떤 임의 단면에서 직교 좌표축에 대한 단면 1차 모멘트가 0이 되는 점을 말한다. 직교 좌표축에서 도심까지의 거리를 구하는 방법은 단면 1차 모멘트를 도형의 면적으로 나누면 된다. 무게중심(Center of Gravity) 무게중심이란 중력에 의한 단면 1차모멘트(알짜 토크)가 0인 점이다. 즉 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력의 작용점을 말한다. 물체의 종류에 관계없이 그 부분에 실을 매달았을 때, 물체가 균형을 이루는 내부의 한 점이라고 말할 수도 있다. 물체가 균일한 물질로 이루어져 있다면, 단면의 도심과 무게중심은..

일반적으로 콘크리트 구성물질 중에서 골재는 콘크리트의 60~75% 정도로서 가장 많은 부분을 차지하고 있는 물질로서, 압축강도에 미치는 영향이 매우 크다. 특히 골재의 생성기원에 따라 골재의 강도가 차이가 나며, 골재에 부착되어 있는 점토 성분, 미립분 및 연질골재에 의해서 압축강도는 영향을 크게 받는다. 또한 골재의 형상 및 입도에 따라 동일한 작업성을 얻기 위한 물의 양이 다르기 때문에 그 영향성이 크게 나타난다 골재의 분류 잔골재와 굵은 골재 5mm체에 중량 비율로 85% 이상 통과하는 골재를 잔골재, 85% 이상 잔류하는 골재를 굵은 골재라 한다. 천연골재 강모래, 강자갈, 부순자갈 인공 경량골재 플라이애쉬, 점토 등을 소성․팽창시킨 것 굵은 골재 최대치수 아래 값을 넘어서는 안된다. 굵은골재의 ..

좌굴현상과 P-Delta 효과가 유사한 듯 닮은 거 같아 며칠동안 자료를 찾아서 검토해 본 결과 내린 결론은 다음과 같다. 좌굴현상과 P-Delta 효과는 근본적으로 같은 현상을 말하고 있다. 좌굴은 부재의 파괴강도에 초점을 맞추고 있고, P-Delta 효과는 부재력이 증가되는 것을 말하고 있다. 그럼 각각의 현상의 이론적인 배경을 살펴보고, 다시 의미를 생각해보자 좌굴(Buckling) 좌굴이란 축방향 압축력 P에의해 기둥이 안정을 잃고 커다란 굽힘변형이 생기는 현상을 말함 좌굴 해석은 좌굴을 일으키는 최소의 압축력, 즉 임게하중을 구하는 것. 좌굴이 횡변위를 유발하면서 발생하는 것이지만, 발생된 횡변위의 크기는 중요하지 않음. P-Delta 효과 P-Delta 효과는 축력을 받는 기둥에서 횡변위로 인..

구조물 시공을 위한 임시 가설장비 설계시에, 지진하중을 고려한 내진설계가 필요할까? 성과품을 제출하고 나면 자주 등장하는 검토의견인 듯 하다. 임시 가설장비 설계할 때, 지진하중을 고려할 수 있겠지만, 그렇게되면 엄청나게 비용이 증가할 것이 뻔하다. 따라서, 통상적으로 지진을 고려하지 않고 설계 제작하는 임시가설장비 업체에서는 이러한 커멘트를 반영해야하는 경우에 손실이 커진다. 예전에도 이런 질문에 대해서, 누가 지진을 고려하느냐고 푸념식의 답변만하고 논리적인 대답을 하지 않았었는데, AASHTO 시방서 첫부분에 정리된 한계상태를 보다 보니, 임시 가설장비와 영구 구조물에 대한 설계 방향을 다시 정리할 수 있을 듯 하다. 한계상태 설계법으로 이루어진 AASHTO 시방서의 첫부분에 보면, 한계상태에 대해서..

강구조 연결시, 볼트 연결과 용접 연결을 동시에 적용하는 경우 시방규정을 정리하였다. 설계 개념을 살펴보면, 모재와 밀착이 이루어지지 않은, 지압이음볼트는 용접과 같이 하중을 분담할 수 없다. 즉, 하중이 재하되면 지압이음볼트는 모재와 밀착이 되어있다고 보기 어렵기 때문에, 용접부위만 힘을 받는다고 간주. 마찰이음볼트를 사용한 경우만 용접 부위와 하중을 분담할 수 있다고 간주한다. 이 경우에도 충분한 검토가 이루어져야한다고 했으므로, 마찰이음볼트의 하중분담을 적게 이루어진다고 충분한 안전율을 적용해서 설계하는게 좋을듯 하다. 연결부위에 전단이 아닌 인장이 함께 작용하는 경우는 보수적으로 볼트와 용접을 혼용하면 안된다. 볼트 용접 병용 예 강구조설계기준, 2003 강구조설계기준, 2016 도로교 설계기준,..

아래 내용은 도로교 설계기준, 2010 "6.2 내진설계의 기본방침"을 참고하였다. 내진설계기준 기본 개념 ● 인명피해를 최소화한다. ● 지진시 교량 부재들의 부분적인 피해는 허용하나, 전체적인 붕괴는 방지한다. ● 지진시 가능한 한 교량의 기본 기능은 발휘할 수 있게 한다. ● 교량의 정상수명 기간 내에 설계 지진력이 발생할 가능성은 희박하다. ● 설계기준은 남한 전역에 적용될 수 있다. ● 이 규정을 따르지 않더라도, 창의력을 발휘하여 보다 발전된 설계를 할 경우에는 이를 인정한다. ● 위 기본 개념을 구현하기 위해, 낙교방지가 확보되어야 한다. - 낙교방지는 가능하면 교각의 연성거동에 의한 연성파괴메커니즘으로 유도하여 확보하거나 - 낙교방지 대책 (전단키, 변위구속장치 등) 을 설치하여 확보한다. ..

"도로교 설계기준 2010" 과 "도로교 설계기준 2016"에 규정된 가동받침 이동량 산정을 정리하였다. 도로교 설계기준 2010 (강도설계법) 2.1.12 온도변화 2.4.1.3 가동받침의 이동량 ● 상부구조의 온도변화, 처짐, 콘크리트의 크리프 및 건조수축, 프리스트레스에 의한 탄성변형을 고려 ● 온도변화와 선팽창계수는 2.1.12의 규정을 따른다. ● 설치 오차와 하부구조의 예상 밖 변위 등에 대처할 수 있도록 여유량 고려 : 여유량 (±10mm) = 설치여유량 ±10mm + 부가여유량 ±20mm ● 콘크리트교의 건조수축과 크리프 영향에 의한 이동량 ● 추가적으로 활하중에 의한 거더 처짐으로 발생하는 이동량은 도로교 설계기준 2003을 참고 도로교 설계기준 2016 (한계상태설계법) 3.14 온도변..

아래와 같이 인장철근의 면적이 일정하다고 하면, 압축철근을 사용하면 콘크리트가 받는 압축력이 줄어들 뿐, 전체적인 단면의 강도는 증가하지 않는다. 즉, 단면의 저항강도는 인장측 철근이 받는 힘과 팔거리에 의한 우력(모멘트)으로 결정된다. 따라서, 압축철근에 의한 단면 강도 증가효과는 없다고 볼 수 있다. 그러나, 압축철근 사용시 콘크리트가 받는 압축응력이 감소되는 효과가 있으므로, 크리프에 의한 장기거동(처짐)이 감소하는 효과가 있다. 또한, 추가적으로 연성 증가와 철근 조립의 편의성 증가에 따른 시공성 증진효과가 있다. 장기처짐 = 지속하중에 의한 탄서처짐 × λ 0.85fck × a × b = As × fy 0.85fck × a × b + As' × fy= As × fy “파트너스 활동을 통해 일정액..