• 제목/요약/키워드: elastomeric rubber bearings

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교량용 탄성받침의 설계압축응력에 대한 고찰 (The Design Criteria of Elastomeric Bearing for Highway Bridges)

  • 전규식
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring 1998
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    • pp.136-143
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    • 1998
  • Elastomeric bearing is used as one of the most useful way for isolation structures, because the horizontal stiffness is much lower than the vertical stiffness. The quality of Elastomeric bearing depends on the vulcanization procedure to manufacture, which produces the elasticity of the rubber from the compound of rubber and sulphur. The durability of Elastomeric bearing is affected by the deterioration due to ozone and ultra-violet attack. but the durability during the design life of bridges can be assured by the sufficient size of the bearing in spite of the deterioration in surface. In the design criteria of Elastomeric bearing, the stability of the bearings is evaluated by shear strain due to compression, lateral displacement, and rotation. The question how soft rubber can sustain heavy structure is now able to be solved by Ultimate capacity test of Laminated elastomeric Bearings, which results 1,200kg/$\textrm{cm}^2$ of the max. compressive stress and this shows what a sufficient safety factor Elastomeric bearing has!

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Behaviour of laminated elastomeric bearings

  • Mori, A.;Moss, P.J.;Carr, A.J.;Cooke, N.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제5권4호
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    • pp.451-469
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    • 1997
  • Experimental work undertaken to investigate the behaviour of laminated elastomeric bridge bearings under compression and a combination of compression and shear or rotation has been reported on elsewhere. However, it is difficult to determine the state of stress within the bearings in terms of the applied forces or the interaction between the steel shims and the rubber layers in the bearings. In order to supply some of the missing information about the stress-strain state within the bearings, an analytical study using the finite element method was carried out. The available experimental results were used to validate the model after which the analyses were used to provide further information about the state of stress within the bearing.

고무의 겹침제작 여부에 따른 탄성받침의 전단피로특성 연구 (A Study on the Shear Fatigue Performance of Elastomeric Bearings of a Doublefold Elastomeric Layer)

  • 윤혜진;곽임종;김영진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.69-72
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    • 2008
  • 교량받침은 상부구조물의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 교량 받침으로 일반적인 탄성받침은 고무 자체의 전단변형 특성으로 상부구조물의 변위를 흡수한다. 공용 수명동안 받침 자체의 파괴 또는 받침의 기능 저하로 인하여 교량의 내구성을 저해하지 않기 위해서는 탄성받침의 피로내구성이 확보되어야 한다. 이에 이 논문에서는 온도변화에 의해 발생되는 상부구조물의 변위를 수용하는 탄성받침의 전단성능 내구성을 확인하기 위하여 전단피로실험을 실시하였다. 또한 탄성받침을 구성하는 한 층의 내부 고무층을 여러 겹의 고무로 겹쳐서 제작하는 제작 관행이 탄성받침의 전단성능에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다. 전단피로실험 결과 전단피로반복 회수에 따라 강성변화에 대한 특정한 경향을 찾아보기 어려웠다. 하지만 두꺼운 내무 고무층을 갖는 받침을 제작하는 경우 일부 업체에서는 관행적으로 여러 층의 고무를 겹쳐서 한 층의 내부고무층이 되도록 제작하는데 이 경우에는 받침의 전단성능이 현저하게 저하되거나 받침이 조기에 파괴되는 결과를 가져왔다.

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적층고무베어링과 납-고무베어링의 내진 성능에 관한 실험적 평가 (Experimental Evaluation of Seismic Performance of Laminated Elastomeric Bearing and Lead-Rubber Bearing)

  • 김대곤;이상훈;김대영;박칠림
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.53-62
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    • 1998
  • 구조물의 내진 성능 향상을 위해 현재 종종 사용되어지고 있는 기초분리장치인 적층고베어링과 납-고무 베어링의 내진성능을 실험적으로 파악하였다 베어링의 전단 변형률 또는 가해진 수직 하중이 클수록 베어링의 전단 강성은 감소하며 가력 속도에 대한 영향을 무시할 만하다. 베어링은 순수압축력에는 강하며 인장력에는 그 반대이다.

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교량용 탄성받침의 설계압축응력에 대한 고찰 (The Design Criteria of elastomeric Bearing for Highway Bridges)

  • 전규식;이병진;조해진;정명호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1998년도 가을 학술발표논문집(II)
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    • pp.481-488
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    • 1998
  • Elastomeric bearing is used as one of the most useful way for isolation structures, because the horizontal stiffness is much lower than the vertical stiffness. In the design criteria of Elastomeric bearing, the stability of the bearings is evaluated by shear strain due to compression, lateral displacement, and rotation. The question how soft rubber can sustain heavy structure is now able to be solved by Ultimate capacity test of Laminated Elastomeric Bearings, which results 1,200kg/$\textrm{cm}^2$ of the max. compressive stress and this shows what a sufficient safety factor Elastomeric bearing has !

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미 중부 및 동남부 지역의 다경간 교량의 지진응답 (Seismic Response of Multiple Span Steel Bridges in the Central and Southeastern United States)

  • Choi, Eunsoo
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.427-439
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    • 2003
  • A previous study evaluated the seismic response of typical multi-span simply supported (MSSS) and multi-span continuous (MSC) steel-girder bridges in the central and southeastern United States. The results showed that the bridges were vulnerable to damage resulting from impact between decks, and large ductility demands on nonductile columns. Furthermore, fixed and expansion bearings were likely to fail during strong ground motion. In this paper, several retrofit measures to improve the seismic performance of typical multi-span simply supported and multi-span continuous steel girder bridges are evaluated, including the use of elastomeric bearings, lead-rubber bearings, and restrainer cables. It is determined that lead-rubber bearings are the most effective retrofit measure for reducing the seismic vulnerability of typical bridges. While isolation provided by elastomeric bearings limits the forces into the columns, the added flexibility results in pounding between decks in the MSSS steel-girder bridge. Restrainer cables, which are becoming a common retrofit measure, are only moderately effective in reducing the seismic vulnerability of MSSS and MSC steel girder bridges.

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탄성받침의 극한전단성능 (A Ultimate Shear Performance of Elastomeric Bearings)

  • 윤혜진;곽임종;김영진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.117-120
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    • 2008
  • 교량받침은 활하중, 크리프, 온도변화, 건조수축 등에 의한 상부구조의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 국내 탄성받침 설계기준인 KS F 4420은 전단변형을 탄성받침 총 고무 높이의 70% 이내로 제한하고 있는데, KS F 4420에 의해 설계된 탄성받침이 요구되는 전단성능을 발휘하기 위해서는 허용 전단변형률이 전단파괴에 대하여 충분한 안전성을 보유해야 한다. 더욱이 탄성받침이 지진격리장치와 함께 내진설계에 사용될 수 있는 상황을 고려할 경우, 탄성받침은 KS F 4420의 허용전단변형률보다 높은 수준의 전단성능을 확보해야 한다. 이 논문에서는 국내 탄성받침의 전단성능을 확인하기 위하여 극한전단실험을 실시하였다. 실험 결과 탄성받침은 200% 이상의 전단변형률에서 파괴가 발생하여 KSF 4420의 허용전단변형률 규정이 안전 측이라는 사실을 알 수 있었다. 하지만 일체화된 거동을 할 것이라 기대 되었던 탄성받침이 200% 전단변형률 내외에서 받침 분리현상을 보였다. 관측된 받침분리 현상은 탄성받침의 내진설계 적용성을 고려할 경우 교량 시스템에 예기치 못한 충격 또는 집중 응력을 발생 시킬 수 있기 때문에 이러한 현상이 방지될 수 있도록 관련 규정이 필요하다고 판단된다.

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Seismic behavior of structures isolated with a hybrid system of rubber bearings

  • Chen, Bo-Jen;Tsai, C.S.;Chung, L.L.;Chiang, Tsu-Cheng
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제22권6호
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    • pp.761-783
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    • 2006
  • The enlargement of interest in base isolators as an earthquake-proof design strategy has dramatically accelerated experimental studies of elastomeric bearings worldwide. In this paper, a new base isolator concept that is a hybrid system of rubber bearings is proposed. Uniaxial, biaxial, and triaxial shaking table tests are also performed to study the seismic behavior of a 0.4-scale three-story isolated steel structure in the National Center for Research on Earthquake Engineering in Taiwan. Experimental results demonstrate that structures with a hybrid system of rubber bearings composed of stirruped rubber bearings and laminated rubber bearings can actually decrease the seismic responses of the superstructure. It has been proved through the shaking table tests that the proposed hybrid system of rubber bearings is a very promising tool to enhance the seismic resistance of structures. Moreover, it is demonstrated that the proposed analytical model in this paper can predict the mechanical behavior of the hybrid system of rubber bearings and seismic responses of the base-isolated structures.

저감장치에 의해 개선된 고속도로 다경간 강교량의 지진응답 (Seismic Responses of Highway Multiple Span Steel Bridges Retrofitted by Protective Devices)

  • 최은수;김주우
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.49-59
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    • 2004
  • 이전 논문에서 미 중부 및 동남부 지역의 전형적인 다경간 단순효와 다경간 강거더 연속교의 지진 응답을 연구하였으며, 이런 교량에서 덱 사이의 충돌과 큰 연성이 요구되는 기둥은 취약하여 손상을 입을 수 있다는 것을 보여주었다. 더구나, 고정 및 가동 교조장치는 강한 지진운동에 쉽게 피해를 입을 수 있다. 이 논문에서는 몇 개의 개선된 고무 베어링, 납-고무 베어링 그리고 제지선을 사용하여 전형적인 다경간 단순교와 다경간 강거더 연속교의 지진 응답을 평가하였다. 납-고무 베어링은 지진에 취약한 전형적인 교량의 응답을 개선하는데 효과적인 방법으로 평가되었다. 고무 베어링은 기둥의 요구량을 줄이지만, 다경간 단순교 강거더 교량에서 덱 사이의 강한 충돌을 유발시킨다. 제지선은 일반적으로 사용되지만 다경간 단순교와 다경간 연속교의 지진에 대한 손상을 절감하는데 중간정도의 효과를 보여주었다.

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Compression of hollow-circular fiber-reinforced rubber bearings

  • Pinarbasi, Seval;Okay, Fuad
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제38권3호
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    • pp.361-384
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    • 2011
  • Earlier studies on hollow-circular rubber bearings, all of which are conducted for steel-reinforced bearings, indicate that the hole presence not only decreases the compression modulus of the bearing but also increases the maximum shear strain developing in the bearing due to compression, both of which are basic design parameters also for fiber-reinforced rubber bearings. This paper presents analytical solutions to the compression problem of hollow-circular fiber-reinforced rubber bearings. The problem is handled using the most-recent formulation of the "pressure method". The analytical solutions are, then, used to investigate the effects of reinforcement flexibility and hole presence on bearing's compression modulus and maximum shear strain in the bearing in view of four key parameters: (i) reinforcement extensibility, (ii) hole size, (iii) bearing's shape factor and (iv) rubber compressibility. It is shown that the compression stiffness of a hollow-circular fiber-reinforced bearing may decrease considerably as reinforcement flexibility and/or hole size increases particularly if the shape factor of the bearing is high and rubber compressibility is not negligible. Numerical studies also show that the existence of even a very small hole can increase the maximum shear strain in the bearing significantly, which has to be considered in the design of such annular bearings.