KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

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Effects of Geometric Characteristics on the Ultimate Behavior of Steel Cable-stayed Bridges

기하학적 특성이 강사장교의 극한 거동에 미치는 영향

  • 김승준 (Texas A&M Univ. Texas Transportation Institute.고려대학교 건축사회환경공학과) ;
  • 신도형 (인하대학교 사회기반시스템공학부) ;
  • 최병호 (국립한밭대학교 건설환경공학과) ;
  • 강영종 (고려대학교 건축사회환경공학과)
  • Received : 2011.12.06
  • Accepted : 2012.10.11
  • Published : 2012.11.15
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Abstract

This study presents the effects of various geometric properties on the ultimate behavior of steel cable-stayed bridges. In general, cable-stayed bridges are well known as a very efficient structural system, because of those geometric characteristics, but at the same time, the structure also shows complex structural behavior including various nonlinearities which significantly affect to the ultimate behavior of the structure. In this study, the effects of various geometric properties of main members on the ultimate behavior under specific live load cases, which had been studied in previous studies, were investigated using a rational analytical method. In this parametric study, sectional dimensions of main members were considered as main geometric parameters. For the rational ultimate analysis under specific live load cases, the 2-step analysis method, which contains initial shape analysis and live load analysis, was used. As the analysis model, 920.0 m long steel cable-stayed bridges were used and two different types of cable arrangement were considered to study the effect of the cable arrangement types. Through this study, the effects of various geometric properties on the characteristics of the ultimate behavior of steel cable-stayed bridges were intensively investigated.

본 논문은 완성계 강사장교의 기하학적 특성이 극한 거동에 미치는 영향을 분석한다. 사장교는 구조형식의 특성에 따라 매우 효율적인 구조체로 알려져 있지만, 이러한 구조 특성에 따라 구조물의 극한 거동에 영향을 미치는 다양한 비선형성과 함께 복잡한 구조거동을 보인다. 본 연구에서는 거더 및 주탑의 단면 크기, 케이블 배치 형식 및 케이블 단면적 변화에 따른 완성계 강사장교의 극한 거동에 대해 다룬다. 선행연구를 통해 도출된 극한거동에 지배적인 활하중에 대해 각 인자의 변화에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 활하중에 대한 완성계 사장교의 합리적인 해석을 위해 초기형상해석-활하중해석을 거치는 2단계 해석법을 통해 극한 해석을 수행하였다. 해석에 고려된 사장교 모델은 총 920.0 m의 지간장을 갖는 강사장교이고 케이블 배치각도에 따른 거동분석을 위해 방사형 사장교와 팬 형 사장교 모델을 이용하였다. 본 해석 연구를 통해 각 기하학적 특성 인자 변화에 따른 완성계 강사장교의 극한거동 변화 특성을 도출하였다.

Keywords

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