Journal of the Korean Wood Science and Technology

The Korean Society of Wood Science & Technology (한국목재공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Structural Performance Evaluation on Stress-Laminated Timber Bridge Deck Using Finite Element Analysis

유한요소해석을 이용한 응력적층 바닥판의 구조성능평가

  • Shin, Yukyung (Division of Wood Engineering, Department of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Eom, Chang-Deuk (Division of Wood Engineering, Department of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Lee, Sang-Joon (Division of Wood Engineering, Department of Forest Products, Korea Forest Research Institute)
  • 신유경 (국립산림과학원 임산공학부 재료공학과) ;
  • 엄창득 (국립산림과학원 임산공학부 재료공학과) ;
  • 이상준 (국립산림과학원 임산공학부 재료공학과)
  • Received : 2013.09.27
  • Accepted : 2013.12.23
  • Published : 2014.01.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This paper represented the finite element analysis to estimate structural performance of stress-laminated deck, which is determined by deflection, stress, and aging characteristics of tensioning. After loading, the deflected shape showed plate behavior because pre-stressing make frictional force between each member. Compared between initial post-tension and the results, pre-stressing forces were decreased with deck deflection. This is because deflection occurred in the deck so that pre-stressing decreased due to load reduction. However, material plasticity was not considered so that advanced researches should be performed.

본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 응력적층 바닥판의 구조성능을 평가하였다. 바닥판의 구조성능은 처짐과 응력, 압체력의 변화로 평가할 수 있다. 하중 재하 후 바닥판의 처짐 형상을 확인한 결과 하나의 판처럼 거동하는 것을 확인하였다. 이는 압체력에 의해 각 부재 사이에 마찰력이 작용했기 때문이다. 또한 초기 압체력과 산출된 압체력을 비교한 결과 바닥판의 처짐과 함께 압체력이 감소했다. 이는 하중에 의해 바닥판의 변형이 발생하면서 작용하는 힘이 줄어듦에 따라 압체력이 감소한 것으로 판단된다. 그러나 재료의 소성 특성이 제대로 반영되지 않았기 때문에 잔류응력과 잔류변형이 고려되지 않았으므로 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

Keywords

References

  1. 강수창, 김광모, 심상로, 고현무, 김현중. 2009. 응력적층보 거동에 대한 실험적 연구. 대한토목학회 정기학술대회 요지집. pp. 146-149.
  2. 국토해양부. 2010. 도로교 설계기준. 한국도로교통협회.
  3. 김광모. 2012. 교량 구조재로 활용하기 위한 목재의 이해. 대한토목학회지. 60(9): 10-20.
  4. 김광모, 심국보, 김병남. 2010. 방부처리 리기다소나무 응력적층재의 휨거동 특성. 목재공학. 38(4): 306-315. https://doi.org/10.5658/WOOD.2010.38.4.306
  5. 엄창득, 이상준, 김광모. 2011. 응력적층재의 볼트 압체력 경시변화. 목재공학. 39(6): 505-511. https://doi.org/10.5658/WOOD.2011.39.6.505
  6. 서석구, 오명석, 정준. 2012. 리기다 소나무 방부집성재를 활용한 차량용 목조교량 실대시험체 설계. 대한토목학회지. 60(9): 45-55.
  7. 이한식, 이경호. 2012. 차량용 목구조 교량에 사용된 구조용 집성재의 재료특성. 대한토목학회학회지. 60(9): 21-44.
  8. AASHTO. 2008. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 4th edition, 2008 Interim Revisions, Section 9: Decks and Deck System. Washington, D.C. American Association of State Highway and Transportation Official.
  9. ANSYS. 2009. ANSYS element reference release 12.1. ANSYS Inc.
  10. Chun-Young Park, Chul-Ki Kim, Hyung-Kun Kim, Jun-Jae Lee. 2011. Evaluation of friction properties according to normal force and direction of wood grain in real contact area. Journal of Korean Wood Sci & Tech. 39(5): 437-443. https://doi.org/10.5658/WOOD.2011.39.5.437
  11. Dyken T. and H. Kepp. 2010. Monitoring the moisture content of timber bridges. Proceeding of international conference on timber bridges: pp. 223-235.
  12. Kainz. J. A., J. P. Wacke, and M. A. Ritter. 1998. Insitu performance of stress-laminated timber bridge decks. Proceedings of SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. pp. 265-267.
  13. Pousette. A., P. Jacobsson. M. Gustafsson. J. Horttanainen, and K. Dahl. 2002. Stress laminated bridge decks, part II. Nordic timber bridge project report, Nordic wood. ISBN 82-7120-034-8.
  14. Ritter. M. A. 1990. Timber bridges: Design, construction, inspection, and maintenance. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Engineering Staff, EM 7700-8.