Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Advaced analysis and optimal design of steel arch bridges

강아치교의 고등해석과 최적설계

  • 최세휴 (경북대학교 토목공학과)
  • Received : 2004.10.15
  • Accepted : 2005.02.04
  • Published : 2005.02.27
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Abstract

Advanced analysis and optimal design of steel arch bridges is presented. In the design method using an advanced analysis, separate member capacity checks after analysis are not required because the stability and strength of the structural system and its component members can be rigorously treated in the analysis. The geometric nonlinearity is considered by using the stability function. The Column Research Council tangent modulus is used to account for gradual yielding due to residual stresses. A parabolic function is used to represent the transition from elastic to zero stiffness associated with a developing hinge. An optimization technique used is a modified section increment method. The member with the largest unit value evaluated by AASHTO-LRFD interaction equation is replaced one by one with an adjacent larger member selected in the database. The objective function is taken as the weight of the steel arch bridge and the constraint functions account for load-carrying capacities and deflection requirements. Member sizes determined by the proposed method are compared with those given by other approaches.

본 논문에서는 강아치교의 고등해석과 최적설계를 수행하였다. 고등해석은 해석시에 구조계와 그에 속한 부재의 강도와 안정을 직접 고려함으로서, 해석후 개별부재의 강도검토가 필요없는 설계방법을 지칭한다. 기하학적 비선형 효과를 고려하기 위하여 안정함수를 사용하였다. 잔류응력으로 인한 점진적인 소성화를 고려하기 위하여 CRC 접선 탄성계수를 사용하였다. 탄성강성에서 완전소성강성까지 점진적인 소성화를 나타내기 위하여 포물선 함수를 사용하였다. 최적화 기법으로는 수정된 단면점증법을 사용하였다. 수정된 단면점증법은 AASHTO-LRFD의 상관방정식으로 계산된 값중에서 최대값을 가지는 부재의 크기를 단계별로 증가시키는 방법이다. 목적함수는 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력 및 처짐 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 설계결과를 기존의 연구결과와 비교하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국학술진흥재단

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