KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

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

DOI QR Code

An Analytical Study for Structural Behaviors of Unbonded Precast Rectangular Hollow Section Concrete Piers

비부착 프리캐스트 중공 사각 단면 교각의 구조거동에 관한 해석적 연구

  • 최승원 ((사)한국콘크리트학회 콘크리트공학연구소) ;
  • 김익현 (울산대학교 건설환경공학부) ;
  • 조재열 (서울대학교 건설환경공학부) ;
  • 장승필 (서울대한교 건설환경공학부, 성균관대학교 초고층 장대교량학과)
  • Received : 2009.07.31
  • Accepted : 2010.01.12
  • Published : 2010.02.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Unbonded precast concrete piers have better seismic performances than conventional reinforced concrete piers. In this research, seismic performances of unbonded precast prestressed concrete piers are analyzed using OpenSEES. Main parameters of analysis are concrete strength, jacking force ratio, ratio of tendon, and size of precast segment. In results, as the ratio of tendon and jacking force ratio increase, the flexural strength increases at softening state and ultimate state. Concrete strength and size of precast segment are negligible. But initial jacking force ratio leads to early yielding of prestressing tendon. Since compressive strain in core concrete is much less than ultimate strain, it can be expected that the amount of transverse steel reinforcement is to be reduced in comparison with conventional reinforced concrete column.

일반적으로 비부착 프리캐스트 콘크리트 교각은 철근콘크리트 교각에 비하여 내진성능과 지진 후의 공용성능이 우수하다. 본 연구에서는 OpenSEES 프로그램을 사용하여 비부착 프리캐스트 교각의 내진거동을 분석하였다. 특히, 콘크리트 강도, 긴장재의 초기 긴장비, 긴장재 비, 교각 세그먼트의 크기의 변화에 대한 비부착 프리캐스트 콘크리트 교각의 내진거동에 대하여 해석적으로 연구하였다. 해석결과 긴장재 비 및 초기 긴장비가 증가함에 따라 연화상태 및 극한상태시의 휨강도도 증가하였다. 콘크리트 강도 및 세그먼트 크기에 따른 교각의 휨강도 차이는 거의 무시할 만 하였으나, 초기 긴장비의 증가는 긴장재의 항복 시점을 앞당기는 결과를 나타냈다. 또한, 심부콘크리트의 압축 변형률이 극한변형률에 미치지 않으므로, 일반 콘크리트교각에 비하여 심부구속 철근량을 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 건설교통부(2005) 도로교설계기준.
  2. 김태훈, 김영진, 김성운, 신현목(2008) 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 성능평가, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제28권, 제4A호, pp. 591-601.
  3. 김태훈, 박세진, 김영진(2009) 조립식 기초부를 갖는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각: I. 시스템 개발 및 검증, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제29권, 제4A호, pp. 395-405.
  4. 김현호, 심창수, 정철헌, 김철환(2007) 중실원형단면 조립식 교각의 내진성능 평가, 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제11권, 제3호, pp. 23-31.
  5. 이한선, 고동우(2005) 비틀림비정형을 갖는 건물의 비선형 시간 이력해석, 2005년도 봄 학술발표회 논문집, 한국콘크리트학회, pp. 219-222.
  6. (사)프리스트레스트 콘크리트 기술협회(일본), 프리스트레스 콘크리트 교각의 내진설계 가이드라인.
  7. Hieber, D.G., Wacker, J.M., Eberhard, M.O., and Stanton, J.F. (2005) Precast concrete systems for rapid construction of bridge in seismic regions, Final Research Report, Agreement T2695, T53, Washington Transportation Commissions.
  8. Hewes, J.T. (2002) Seismic design and performance of precast concrete segmental bridge columns, Ph. D. Thesis, University of California, San Diego.
  9. Hewes, J.T. and Priestley, M.N.J. (2002) Seismic design and performance of precast concrete segmental bridge columns, Final Report No. SSRP-2001/25, University of California, San Diego.
  10. Karsan, I.D. and Jirsa, J.O. (1969) Behavior of concrete under compressive loading, ASCE Journal of the Structural Division, Vol. 95, No. ST12, December, pp. 2543-2563.
  11. Mander, J.B., Preistley, M.N.J., and Park, R. (1988), Theoretical stress-strain model for confinedconcrete, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 8, August, pp. 1804- 1826. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)
  12. Ou, Y.C. (2007) Precast segmental post-tensioned concrete bridge columns for seismic regions, Ph.D. Thesis, Dept of Civil, Structural, and Environmental Engineering, State University of New York at Buffalo.
  13. Pacific Earthquake Engineering (NISEE). University of California, Berkeley, CA, (2005) Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSees), http://opensees.berkeley.edu/
  14. Wacker, J.M., Hieber, D.G., Star, J.M., Hiand Eberhard, M.OHieber, D. Design of precast concrete pierberhard, M.Obridge coeber, D.Descast concrete pierberhard, M. Obridge coeber, D.Descast concreask 53. pierberhard, State M. Obridge coeber, D.Desns.