KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Performance Assessment of Precast Concrete Segmental Bridge Columns with Shear Resistance Connecting Structure

전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 성능평가

  • 김태훈 ((주)대우건설 기술연구원) ;
  • 김영진 ((주)대우건설 기술연구원) ;
  • 김성운 ((주)대우건설 기술연구원) ;
  • 신현목 (성균관대학교 사회환경시스템공학과)
  • Received : 2008.03.17
  • Accepted : 2008.06.11
  • Published : 2008.07.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The purpose of this study was to investigate the performance of precast concrete segmental bridge columns with shear resistance connecting structure. The system can reduce work at a construction site and makes construction periods shorter. A model of precast concrete segmental bridge columns with shear resistance connecting structure was tested under a constant axial load and a cyclically reversed horizontal load. A computer program, RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. An bonded or unbonded tendon element based on the finite element method, that can represent the interaction between tendon and concrete of prestressed concrete member, is used. A joint element is newly modified to predict the inelastic behaviors of segmental joints. The proposed numerical method gives a realistic prediction of performance throughout the loading cycles for several test specimens investigated.

이 연구의 목적은 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 성능을 파악하는데 있다. 프리캐스트 교각 시스템은 현장에서의 작업을 줄이고 공사기간의 단축을 가져올 수 있다. 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 새롭게 수정된 접합요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 예측할 수 있다. 제안된 해석기법은 조사된 실험체에 대하여 하중단계에 따라 성능을 비교적 정확하게 예측하였다.

Keywords

References

  1. 김태훈(2003) 비선형 유한요소해석을 이용한 철근콘크리트 교각의 내진성능평가, 박사학위논문, 성균관대학교
  2. 김태훈, 김영진, 진병무, 신현목(2007a) Numerical Study on the Joints between Precast Post-Tensioned Segments. 한국콘크리트학회논문집, 한국콘크리트학회, 제19권, 제1E호, pp. 3-9 https://doi.org/10.4334/IJCSM.2007.19.1E.003
  3. 김태훈, 박재근, 진병무, 신현목(2005a) 비부착 텐던을 갖는 철근 콘크리트 교각의 비탄성 거동에 관한 해석적 연구. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제25권, 제5A호, pp. 813-821
  4. 김태훈, 진병무, 김영진, 김성운(2007b) 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 구조물의 강재덕트 조립구조. 한국콘크리트학회 가을학술발표회 논문집, 한국콘크리트학회, 제19권, 제2호, pp. 293-296
  5. 김태훈, 진병무, 김영진, 김성운(2008) 프리캐스트 부재의 새로운 전단저항 연결체의 성능에 관한 연구. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제28권, 제1A호, pp. 813-821
  6. 김태훈, 진병무, 김영진, 신현목(2005b) 조립식 프리스트레스트 콘크리트 교각의 비탄성 거동에 관한 해석적 연구. 한국지진공학회논문집, 한국지진공학회, 제9권, 제5호, pp. 29-40
  7. 김태훈, 신현목(2001) Analytical Approach to Evaluate the Inelastic Behaviors of Reinforced Concrete Structures under Seismic Loads. 한국지진공학회논문집, 한국지진공학회, 제5권, 제2호, pp. 113-124
  8. 이재훈, 양종호(2004) 콘크리트 교각의 새로운 형식. 한국콘크리트학회지, 한국콘크리트학회, 제16권, 제2호, pp. 24-30
  9. 新井崇裕, 日紫喜剛啓, 須田久美子, 山本徹, 一, 尾鍋卓巳 (2000) 新しいプレキャストPC橋脚の開. 年報 48, 鹿島技術硏究所
  10. Billington, S.L., Barnes, R.W., and Breen, J.E. (2001) Alternative substructure systems for standard highway bridges. Journal of Bridge Engineering, ASCE, Vol. 6, No. 2, pp. 87-94 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0702(2001)6:2(87)
  11. Billington, S.L. and Yoon, J.K. (2004) Cyclic response of unbonded posttensioned precast columns with ductile fiber-reinforced concrete. Journal of Bridge Engineering, ASCE, Vol. 9, No. 4, pp. 353-363 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0702(2004)9:4(353)
  12. Chou, C.C. and Chen, Y.C. (2006) Cyclic tests of post-tensioned precast CFT segmental bridge columns with unbonded strands. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 35, pp. 159-175 https://doi.org/10.1002/eqe.512
  13. Ito, T., Yamaguchi, T., and Ikeda, S. (1997) Seismic performance of concrete piers prestressed in vertical direction. Proc. Japan Concrete Institute, Vol. 19, No. 2, pp. 1197-1202. (in Japanese)
  14. Kim, T.H., Kim, B.S., Chung, Y.S., and Shin, H.M. (2006) Seismic performance assessment of reinforced concrete bridge piers with lap splices. Engineering Structures, Vol. 28, No. 6, pp. 935-945 https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.10.020
  15. Kim, T.H., Kim, Y.J., and Shin, H.M. (2007) Seismic performance assessment of reinforced concrete bridge columns under variable axial load. Magazine of Concrete Research, Vol. 59, No. 2, pp. 87-96 https://doi.org/10.1680/macr.2007.59.2.87
  16. Kim, T.H., Lee, K.M., Chung, Y.S., and Shin, H.M. (2005) Seismic damage assessment of reinforced concrete bridge columns. Engineering Structures, Vol. 27, No. 4, pp. 576-592 https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2004.11.016
  17. Kim, T.H., Lee, K.M., Yoon, C.Y., and Shin, H.M. (2003) Inelastic behavior and ductility capacity of reinforced concrete bridge piers under earthquake. I: theory and formulation. Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 129, No. 9, pp. 1199-1207 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:9(1199)
  18. Li, B., Maekawa, K., and Okamura, H. (1989) Contact density model for stress transfer across cracks in concrete. Journal of the Faculty of Engineering, University of Tokyo (B), Vol. 40, No. 1, pp. 9-52
  19. Mori, T., Park, D.-K., Ikeda, S., and Yoshioka, T. (2002) Seismic performance of prestressed piers. The First fib Congress, CD
  20. Nasir, S., Gupta, S., Umehara, H., and Hirasawa, I. (2001) An efficient method for the construction of bridge piers. Engineering Structures, Vol. 23, No. 9, pp. 1142-1151 https://doi.org/10.1016/S0141-0296(01)00003-7
  21. Park, R. (1998) Ductility Evaluation from Laboratory and Analytical Testing. Proc. of the Ninth World Conference on Earthquake Engineering, Tokyo-Kyoto, Japan, Vol. VII, Balkema, Rotterdam, pp. 605-616
  22. Taylor, R.L. (2000) FEAP - A Finite Element Analysis Program, Version 7.2 Users Manual, Volume 1 and Volume 2.