• Title/Summary/Keyword: 경간비

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A Study on Dynamic Behaviour of Cable-Stayed Bridge by Vehicle Load (차량하중에 의한 사장교의 동적거동에 관한 연구)

  • Park, Cheun Hyek;Han, Jai Ik
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.6
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    • pp.1299-1308
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    • 1994
  • This paper is considered on the dynamic behavior and the dynamic impact coefficient on the cable-stayed bridge under the vehicle load. The method of static analysis, that is, the transfer matrix method is used to get influence values about displacements, section forces of girder and cable forces. Gotten influence values were used as basic data to analyse dynamic behavior. This paper used the transfer matrix method because it is relatively simpler than the finite element method, and calculating speed of computer is very fast and the precision of computation is high. In the process of dynamic analysis, the uncoupled equation of motion is derived from simultaneous equation of the motion of cable-stayed bridge and vehicle travelling by using mode shape, which was borne from system of undamped free vibration. The solution of the uncoupled equation of motion, that is, time history of response of deflections, velocity and acceleration on reference coordinate system, is found by Newmark-${\beta}$ method, a kind of direct integral method. After the time history of dynamic response was gotten, and it was transfered to the time history of dynamic response of cable-stayed bridge by linear transformation of coordinates. As a result of this numerical analysis, effect of dynamic behavior for cable-stayed bridge under the vehicle load has varied depending on parameter of design, that is, the ratio of span, the ratio of main span length, tower height, the flexural rigidity of longitudinal girder, the flexural rigidity of tower, and the cable stiffness, investigated. Very good agreements with the existing solution in the literature are shown for the uncracked plate as well as the cracked plate.

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A Numerical Study on Nonprismatic Flexural Member for Evaluating Structural Capacity (구조물 사용성 증진을 위한 변단면 휨부재에 대한 해석적 연구)

  • Son, Ji-Min;Kim, Jae-Heung;Park, Jong-Sup;Gwak, Sung-Min
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.101-104
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    • 2008
  • 일반적으로 연속경간을 가지는 강합성 I-형강 교량에 있어서 내부 지점 부근에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하므로, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 변단면을 적용하여 휨강도를 증가시킨다. 본 연구에서는 기존 강도계산식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 변단면 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 유한요소해석프로그램 ABAQUS(2007)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 지간 한쪽 끝에 계단식 단면변화를 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 단면매개변수는 36가지 조합이며, 비탄성 횡-비틀림 거동을 고려하기위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 해석모델의 양쪽 끝단에는 모멘트하중을 재하하였다. 개발 제한된 식은 선형 모멘트 하중이 작용할 때 적용가능한 식으로 경제적이고 합리적인 설계에 적극 활용될 수 있을 것이다.

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Indeterminate Strut-Tie Model and Load Distribution Ratio of Continuous RC Deep Beams (I) Proposal of Model & Load Distribution Ratio (연속지지 RC 깊은 보의 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율 (I) 모델 및 하중분배율의 제안)

  • Kim, Byung-Hun;Chae, Hyun-Soo;Yun, Young-Mook
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.23 no.1
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    • pp.3-12
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    • 2011
  • The structural behavior of continuous reinforced concrete deep beams is mainly controlled by the mechanical relationships associated with the shear span-to-effective depth ratio, flexural reinforcement ratio, load and support conditions, and material properties. In this study, a simple indeterminate strut-tie model which reflects characteristics of the complicated structural behavior of the continuous deep beams is presented. In addition, the reaction and load distribution ratios defined as the fraction of load carried by an exterior support of continuous deep beam and the fraction of load transferred by a vertical truss mechanism, respectively, are proposed to help structural designers for the analysis and design of continuous reinforced concrete deep beams by using the strut-tie model approaches of current design codes. In the determination of the load distribution ratio, a concept of balanced shear reinforcement ratio requiring a simultaneous failure of inclined concrete strut and vertical steel tie is introduced to ensure a ductile shear failure of reinforced concrete deep beams, and the primary design variables including the shear span-to-effective depth ratio, flexural reinforcement ratio, and concrete compressive strength are implemented after thorough parametric numerical analyses. In the companion paper, the validity of the presented model and load distribution ratio was examined by applying them in the evaluation of the ultimate strength of multiple continuous reinforced concrete deep beams, which were tested to failure.

Optimal Design of I-type Girders in 2-Span Continuous Steel Bridges by LRFD (LRFD에 의한 연속보 주부재의 조밀 및 비조밀 단면 최적화 설계)

  • Gook, Joong-Sik;Shin, Yung-Seok
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.12 no.3 s.46
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    • pp.329-337
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    • 2000
  • The Load and Resistance Factor Design(LRFD) Specification defines two sets of limiting width-to-thickness ratios. On the basis of these limiting values, steel sections are subdivided into three categories: compact, noncompact, and slender sections. In this paper, I-Type girders of a 2 span continuous steel bridge are divided into compact and non-compact sections and analyzed. In the design process, an optimization formulation was adopted and ADS, a Fortran program for Automated Design Synthesis, was used. In this study, we studied about change of the section between compact and non-compact using optimization formulation.

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Experimental Study on Shear Strength of AFRP-Reinforced Concrete Deep Beam (AFRP 보강근 콘크리트 깊은보의 전단강도에 대한 실험적 연구)

  • Cho, Jang-Se;Lee, Young-Hak;Kim, Hee-Cheul
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.445-448
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    • 2010
  • 본 연구는 섬유 보강 폴리머(Fiber Reinforced Polymers, 이하 FRP) bar로 보강된 콘크리트 깊은 보의 전단강도를 평가하기 위하여 전단경간비, 보강비, 주근의 종류를 변수로 총 6개의 실험체에 대한 전단 실험을 수행하였다. 전단실험을 토대로 FRP bar로 보강된 콘크리트 깊은보의 균열 및 처짐에 대한 거동 조사를 수행하였으며, ACI 318-08의 스트럿-타이 모델을 이용한 전단강도와 아치작용을 고려한 기존 제안식에 의한 전단강도를 비교 평가하였다. 그 결과, FRP bar로 보강한 실험체와 철근으로 보강한 실험체는 상이한 전단거동을 보였으며, FRP bar로 보강한 경우의 전단강도가 철근으로 보강한 경우보다 증가하는 것으로 나타났다. 전단강도 산정에 있어서는 ACI 318-08의 스트럿-타이 모델을 이용한 방법이 기존 제안식에 의한 방법보다 상대적으로 정확했다.

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Correlation between Analysis and Experiment on Inelastic Behavior of Reinforced Concrete Frame (철근콘크리트 골조의 비탄성 거동에 관한 실험 및 해석의 상관성)

  • 이한선;김상대;박철용
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.9 no.6
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    • pp.255-266
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    • 1997
  • 본 논문의 목적은 내진상세를 가진 철근콘크리트 골조의 비탄성 거동 예측에서 현재 사용되고 있는 해석적 방법이 가지는 신뢰성을 검토하고 실험에서 실측할 수 없었던 내부 힘의 분포 및 변화과정을 관찰하는 것이다. 이를 위하여 이미 실험이 수행된 2경간 2층 내진상세 모멘트-저항 철근콘크리트 평면골조(1)를 대상으로 ICARC 2D 프로그램(3)을 사용하여비탄성해석을 수행하였다. 해석결과가 실험결과에 최대한 일치하도록 관련 모델 변수들을 조절하였다. 이러한 해석결과가 실험결과와 어느 정도 일치하는 지 비교하였으며, 해석결과 얻어진 내부 힘의 발전과정을 관찰한결과 다음과 같은 결론에 도달하였다. (1)전체 횡력-횡변위 관계는 실험결과에 매우 유사하게 해석결과를 얻을 수 있다. (2)구조물의 힘의 분포 및 재분재 과정에 관련하여 해석은 구체적인 정보를 제사하였으며 실험결과 나타난 균열 및 변형결과와 대체로 일치한 소성힌지 발생과 파괴메카니즘을 나타내어 그 유용성을 입증하고 있다. (3)해석결과가 대체로 실험결가아 일치하나 국부거동과 관련하여 일부분 실제거동과 상당한 차이를 나타내어, 보다 정확한 모델을 개발할 필요성을 느낀다.

A Study on the Unstable behavior according to Lode and boundary condition of shelled space frame structure (쉘형 스페이스 프레임 구조물의 하중 및 경계조건에 따른 불안정 거동에 관한 연구)

  • Kim, Nam-Seok;Shon, Su-Deog;Kim, Seung-Deog
    • Proceeding of KASS Symposium
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    • 2008.05a
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    • pp.80-85
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    • 2008
  • This paper investigate the structure instability properties of the shelled space frame structure. The large structure must have thin thickness for build the large space structure there fore structure instability review is important when we do structural design. The structure instability of the shelled structure accept it sensitively by varied conditions. This come to a nonlinear problem with be concomitant large deformation. In this study, it is compared unstable behavior according to lode and boundary condition of the shelled space frame structure through numerical method which considered geometrical nonlinear and grasped influence for the instability phenomenon and investigated the fundamental collapse mechanism.

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Ultimate Strength Testing of 3-D Steel Frame Subjected to Non-Proportional Loads (순차하중을 재하한 3차원 강뼈대 구조물의 극한강도 실험)

  • Kim, Seung Eock;Kang, Kyung Won
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.14 no.1
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    • pp.59-67
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    • 2002
  • The ultimate strength testing of a two-story, single-bay, and sway allowed space steel frame was performed. Considering a majority of large-scale frame tests in the past, only two-dimensional frames were experimentally studied. Therefore, three-dimensional experiment is needed to extend the knowledge of this field. The steel frame subjected to non-proportional vertical and horizontal load was tested. The load-displacement curve of the test frame is provided. The experiment results are useful for verification of the three-dimensional numerical analysis. The results obtained from 3D non-linear analysis using ABAQUS were compared with experimental data.

활동형 지진격리 시스템을 적용한 지진격리 교량의 비선형 유한요소해석(S/W:ABAQUS, H/W:CrayC94)

  • 음성우
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.38-45
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    • 1998
  • 최근 국내외에서 활발히 개발되고 있는 지진격리 시스템은 원자력 발전소, 교량, 중요한 공공건물 등의 지진피해를 최소화하기 이하여 널리 적용되고 있다. 그리고 다른 방법에 비하여 경제성 및 효율성이 우수하기 때문에 관련 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 국내외에서 격리시스템의 비선형성과 구조물의 불연속성을 고려한 지진격리 구조물의 해석을 통한 거동을 규명하는 연구가 과거 수년간 활발히 진행되어 왔다. 당사(금호건설)는 상부하중 지지능력과 감쇠능력이 우수한 지진격리장치를 개발하였으며 지진격리장치를 설치한 교량의 지진해석을 수행하여 본 지진격리 시스템의 이론적 성능을 파악하였다. 본 수치해석은 CrayC94에 탑재된 비선형 해석에 뛰어난 것으로 알려진 ABAQU를 이용하였다. 본 지진격리 시스템은 적층고무받침(Laminated Rubber Bearing)과 PTFE 미끄럼받침으로 구성되어 있으며, 적층고무받침은 주로 복원력을 제공하며 PTFE 미끄럼받침은 상부하중을 지지하며 마찰감쇠를 제공하여 에너지를 소산하는 역할을 한다. 본 수치해석에서는 선형스프링과 마찰요소를 이용하여 각각을 모형화하였다. 개발된 지진격리 시스템이 주로 사용될 상판자중이 무거운 다경간 연속 PC Box Girder교를 모델교량으로 선택하여 해석을 수행하였으며 수치해석에 사용된 격리시스템의 사전에 수행된 동특성 실험결과를 활용하였다. 이러한 해석을 통하여 이론적 효율성을 파악할 수 있었다.

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A Study on the Shear Behavior of Recycled Aggregate Reinforced Concrete Beams without Stirrups (전단보강이 없는 순환골재 철근콘크리트 보의 전단거동에 관한 연구)

  • Lee, Jung-Hoon;Kim, Woo-Suk;Baek, Seung-Min;Kang, Thomas H.K.;Kwak, Yoon-Keun
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.25 no.4
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    • pp.389-400
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    • 2013
  • Little investigations have been carried out to study the shear behaviors of RC beams with recycled aggregates. So, this experiment investigates the shear performance and suggests the possible application of Recycled Concrete Aggregate (RCA) for building structures. In general, shear strength of reinforced concrete beam without stirrups is dependent on the compressive strength of concrete, the longitudinal steel ratio, and the shear span-to-depth ratio. In this study, total 28 recycled aggregate concrete beams without shear reinforcement were tested by two-point load and all beams were singly reinforced. The variables studied in this investigation are shear span-to-depth ratios (a/d=2, 3 and 4), RCA replacement ratios (0, 15, 30 and 50%) and longitudinal steel ratios (0.80, 1.27 and 1.84%). The designed concrete compressive strength with a 30 MPa is used. This research will play an important role toward the establishment of the structural design standard for RCA concrete.