• Computers and Concrete
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• 제33권6호
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• pp.643-658
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• 2024

To date, shell-solid and fibre element model analysis are the most commonly used methods to investigate the seismic performance of concrete-filled steel tube (CFST) bridge piers. However, most existing research does not consider the loss of bearing capacity caused by the fracture of the outer steel tube. To fill this knowledge gap, a refined finite element (FE) model considering the ductile damage of steel tubes and the behaviour of infilled concrete with cracks is established and verified against experimental results of unidirectional, bidirectional cyclic loading tests and pseudo-dynamic loading tests. In addition, a parametric study is conducted to investigate the seismic performance of CFST bridge piers with different concrete strength, steel strength, axial compression ratio, slenderness ratio and infilled concrete height using the proposed model. The validation shows that the proposed refined FE model can effectively simulate the residual displacement of CFST bridge piers subjected to highintensity earthquakes. The parametric analysis indicates that CFST piers hold sufficient strength reserves and sound deformation capacity and, thus, possess excellent application prospects for bridge construction in high-intensity areas.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권5호
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• pp.53-58
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• 2002

최근, 콘크리트 충전 강교각은 신속한 시공과 뛰어난 연성능력으로 인해 도심지에서 철근 콘크리트 교각의 대안이 되고 있다. 이러한 콘크리트 충전 강교각은 내진 설계에서도 훌륭한 성능을 발휘할 수 있으나 내진 설계의 가이드가 없어 내진 설계시 그 성능을 모두 반영하지 못하고 있는 상황이다. 이에 실제 적용을 위해 콘크리트 충전 강교각 실험으로부터 얻어진 실험치로부터 내진 설계에 지침이 될 수 있는 가이드를 제시하고자 한다. 콘크리트 충전 강교각과 일반 강교각의 연성 능력을 평가하기 위해 준 정적 반복 재하 실험을 수행하고, 지진 거동을 검증하기 위해 고베 지진을 입력 데이타로 한 유사 동적 실험을 수행한다. 콘크리트 충전 강교각은 일반 강교각에 비해 만족할 만한 연성도와 강도를 보이고, 동적 거동은 상대적으로 큰 이력감쇠를 증명한다. 실험으로 얻어진 데이터를 근거로 하여 콘크리트 충전 강교각의 내진 성능을 정량화 하고, 탄성응답 스펙트럼에 의한 지진응답 수정계수법과 유효 점성 감쇠를 이용한 성능 곡선 및 요구 스펙트럼에 의한 성능기초 설계법의 비교를 통하여, 콘크리트 충전 강교각과 일반 강교각의 내진 성능을 평가한다. 이러한 내진 성능 평가를 기초로 하여, 일반 강교각과 더불어 내진 설계에 적용할 수 있는 콘크리트 충전 강교각의 지진응답 수정계수를 제시한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.155-168
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• 1998

본 연구에서는 국내기존 철근콘크리트(RC) 교각의 구조적 특성을 조사.분석하여 단면강도와 변형성능에 미치는 영향을 규명하였으며 이와같은 특성을 고려한 내진성평가절차를 제시하였다 기존 RC교각의 내진성평가를 위해서는 단면휨강도를 지배하는 구요소인 작용축력과 주철근비 및 주철근강도 주철근 항복후 부재변형성능과 전단강도를 지배하는 횡철근비 및 앵커상세 그리고 주철근 부착파괴를 결정하는 주철근의 이음부위치에 대한 상세조사가 요구된다. 국내기존 RC교각은 대부분 횡철근의 앵커가 부적절하고 주철근의 위치가 소성힌지부에 위치하고 있으므로 휨연성거동을 위한 변형성능이 충분히 확보되어있지 못하다 따라서 여기서 제시된 평가절차는 기존 연속교 고정단교각의 내진성평가를 수행하고 그에 따른 적절한 내진보강을 하여 지진에 대한 안전성확보 하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.207-212
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• 2015

사회기반시설물인 교량은 인적/물적 자원의 신속하고 원활한 이동을 위해 지장물을 극복하도록 설계/시공되는 구조물이다. 그러므로 교량의 교축방향으로 배열되는 교각의 형상과 규모는 지형의 제약을 받을 수밖에 없다. 이러한 교각의 형상과 규모는 지진하중의 전달경로를 결정하는 연결부분 배열과 함께 연결부분과 교각에 발생하는 작용력을 좌우하게 된다. 이 연구에서는 강재받침과 철근콘크리트 기둥을 연결부분과 교각으로 하는 일반교량을 대상으로 교각 및 강재받침 배열이 다른 해석모델을 설정하여 지진해석을 수행하였다. 해석결과로 구한 교각기둥과 강재받침의 강도/작용력 비로부터 각 해석모델의 연성파괴메카니즘을 구성하고 연결부분 및 교각 배열이 일반교량의 내진성능에 미치는 영향을 연성파괴메카니즘 구성 측면에서 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.697-707
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• 2004

내진설계편이 제정된 1992년 이전의 설계규정에 따라 설계$\cdot$시공된 교량은 내진상세가 적용되지 않아 지진에 취약할 것으로 예상된다. 특히, 주철근의 겹침이음은 교각의 상당한 내진성능저하를 야기하는 것으로 보고되고있다. 하지만, 이들 교량에 대한 내진성능평가 및 내진보강에 관한 연구는 아직 체계적으로 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서, 이에 대한 대책마련이 시급한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 이러한 비내진 교각의 내진성능을 평가하고자 형상비 4.0인 실물크기의 철근콘크리트 교각시험체를 제작하여 준정적실험을 수행하였다. 실험결과를 통하여 주철근 겹침이음된 비내진교각은 띠철근 형태와 상관없이 현행 도로교설계기준의 요구성능을 만족하지 못하는 것으로 조사되어 시급히 보강을 하여야 할 것으로 판단된다. 또한 주철근 겹침이음에 대한 내진규정의 보완이 요구된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.1-12
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• 2008

국내외의 실험을 통해 알려진 바와 같이 RC교각의 연성능력은 소성힌지구간에 위치한 주철근 겹침이음 비율 및 횡방향 구속철근이 보유한 횡구속력에 따라 차이를 보이고 있다. 내진설계가 반영되지 못한 기존 교각의 경우 소성힌지구간의 겹침이음 비율에 따라 강도 및 연성능력의 저하에 미치는 영향이 크다. 우리나라에서는1992년 내진설계가 도입된 이후 철근콘크리트 교각의 주철근 겹침 이음에 대한 규정은 없었으나, 2005년 도로교 설계기준에서 주철근 겹침이음을 50% 이내에서 허용하고 있다. 기존 교량의 내진성능 평가 요령에 있어서도 이를 반영하여 교각의 연성능력을 평가하고 있지만 주철근 겹침이음 비율을 단순 유 무에 따라서 구분하여 평가하고 있고 평가기법 또한 명확하게 정립되어 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 비내진 교각의 겹침이음 비율별 연성능력평가를 위하여 현재까지 국내에서 수행된 연구실험결과를 분석하고, 교각의 비선형성 및 주철근의 겹침이음을 고려하기 위하여 섬유요소를 이용한 단면해석으로 RC교각의 연성능력을 산정시 적절한 콘크리트의 극한변형률을 제시하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권2호
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• pp.89-97
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• 2023

In order to obtain the impact of socket connection interface forms and socket gap sizes on the seismic performance of reinforced concrete (RC) socket prefabricated bridge piers, quasi-static tests for three socket prefabricated piers with different column-foundation connection interface forms and reserved socket gap sizes, as well as to the corresponding cast-in-situ reinforced concrete piers, were carried out. The influence of socket connection structure on various seismic performance indexes of socket prefabricated piers was studied by comparing and analyzing the hysteresis curve and skeleton curve obtained through the experiment. Results showed that the ultimate failure mode of the socket prefabricated pier with circumferential corrugated treatment at the connection interface was the closest to that of the monolithic pier, the maximum bearing capacity was slightly less than that of the cast-in-situ pier but larger than that of the socket pier with roughened connection interface, and the displacement ductility and accumulated energy consumption capacity were smaller than those of socket piers with roughened connection interface. The connection interface treatment form had less influence on the residual deformation of socket prefabricated bridge piers. With the increase in the reserved socket gap size between the precast pier column and the precast foundation, the bearing capacity of the prefabricated socket bridge pier component, as well as the ductility and residual displacement of the component, would be reduced and had unfavorable effect on the energy dissipation property of the bridge pier component.

• Steel and Composite Structures
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• 제15권3호
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• pp.343-355
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• 2013

Shear failure and core concrete crushing at plastic hinge region are the two main failure modes of bridge piers, which can make repair impossible and cause the collapse of bridge. To avoid the two types of failure of pier, a composite pier was proposed, which was formed by embedding high strength concrete filled steel tubular (CFT) column in reinforced concrete (RC) pier. Through cyclic loading tests, the seismic performances of the composite pier were studied. The experimental results show that the CFT column embedded in composite pier can increase the flexural strength, displacement ductility and energy dissipation capacity, and decrease the residual displacement after undergoing large deformation. The analytical analysis is performed to simulate the hysteretic behavior of the composite pier subjected to cyclic loading, and the numerical results agree well with the experimental results. Using the analytical model and time-history analysis method, seismic responses of a continuous girder bridge using composite piers is investigated, and the results show that the bridge using composite piers can resist much stronger earthquake than the bridge using RC piers.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권2호
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• pp.211-234
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• 2016

A total of 99 full-scale field load tests at 22 sites were compiled for this study to elucidate several issues related to the load-displacement behaviour of belled piers under axial uplift loading, including (1) interpretation criteria to define various elastic, inelastic, and "failure" states for each load test from the load-displacement curve; (2) generalized correlations among these states and determinations to the predicted ultimate uplift resistances; (3) uncertainty in the resistance model factor statistics required for reliability-based ultimate limit state (ULS) design; (4) uncertainty associated with the normalized load-displacement curves and the resulting model factor statistics required for reliability-based serviceability limit state (SLS) design; and (5) variations of the combined ULS and SLS model factor statistics for reliability-based limit state designs. The approaches discussed in this study are practical and grounded realistically on the load tests of belled piers with minimal assumptions. The results on the characterization and uncertainty of uplift load-displacement behaviour of belled piers could be served as to extend the early contributions for reliability-based ULS and SLS designs.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.47-52
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• 2001

Short reinforced concrete bridge piers are particularly susceptible to shear failure as a consequence of the high shear/moment ratio and conservatism in the flexural strength design of existing RC bridge pier, which were constructed before 1992. In addition, shear failure is brittle and involves rapid strength degradation. Inelastic shear deformation is thus unsuitable fur ductile seismic response. It is, however, believed that there are not many experimental research works fur shear failure of the existing RC bridge pier in Korean peninsula subjected to earthquake motions. The object of this research is to evaluate the seismic performance of existing circular RC bridge piers by the quasi-static test. Existing RC bridge piers were moderate seismically designed in accordance with the conventional provisions of Korea Highway Design Specification. This study has been performed to verify the effect of aspect ratio (column height-diameter ratio). Quasi-static test has been done to investigate the physical seismic performance of RC bridge piers, such as lateral force-displacement hysteric curve, envelope curve etc.