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콘크리트 충전 반원기둥보강재가 적용된 플레이트 거더의 뒤틀림 강도 증가를 통한 횡비틀림 좌굴 강도의 검토 = Examination of Lateral Torsional Bucling Strength by Increasing the Warping Strength of I-Section Plate Girder with Concrete Filled Half Pipe Stiffener
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2023
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Korean
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KCI우수등재
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577-585(9쪽)
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횡비틀림 좌굴은 가설 중 붕괴 사고 등의 안전사고를 유발할 수 있기 때문에 설계단계에서 좌굴에 대한 정확한 안전성 검토가 이루어져야 한다. 횡비틀림 좌굴을 방지하기 위한 방안으로 단부 보강을 통해 거더의 뒤틀림 강도 증가시키거나 크로스 프레임 설치를 통해 비지지길이를 감소하는 방법 등이 있다. 크로스 프레임은 바닥판 합성 이후 구조적 역할이 적은 반면 재료비와 설치비에 따른 인건비 비중이 매우 크며, 용접부의 피로 균열로 인해 유지관리 성능을 감소시키는 요인으로 작용할 수 있다. 콘크리트 충전 반원기둥보강재를 통한 단부 보강 공법은 반원기둥 형태의 보강재를 통해 플레이트 거더의 단부를 보강하는 공법으로 거더 자체의 뒤틀림 강성을 증가시켜 횡비틀림 좌굴 강도를 증가시킨다. 이 연구에서는 콘크리트 충전 반원기둥보강재가 적용된 플레이트 거더의 뒤틀림 강도 증가로 인한 횡비틀림 좌굴 강도의 영향을 검토하기 위하여 설계식에 의한 결과와 유한요소해석의 결과를 비교하였고 실물재하실험을 통해 검증하였다. 설계식은 경계조건의 구속과 관련된 유효길이계수를 적용하고 있는 Eurocode의 설계식을 사용하였으며 결과를 검증하기 위하여 다양한 단면의 유한요소해석을 수행하였다. 이후 횡방향 하중을 통해 뒤틀림을 받는 거더의 실물재하실험을 수행하여 콘크리트 충전 반원기둥보강재의 성능을 확인하였다. 그 결과 CFHPS가 적용된 플레이트 거더는 기존 판형 보강재가 적용된 플레이트 거더와 비교하여 뒤틀림 강도가 증가하였으며 그로 인해 횡비틀림 좌굴 강도가 증가하는 것으로 확인되었다.
더보기Lateral torsional buckling causes safety accidents such as collapse accidents during erection. Therefore, an accurate safety design should be conducted. Lateral torsional buckling can be prevented by reinforcing the end or reducing the unbraced length. The method of reducing the unbraced length by installing a cross frame has high material and installation costs and low maintenance performance. In addition, structural safety may be deteriorated due to cracks. The end reinforcement method using Concrete Filled Half Pipe Stiffener is a method of reinforcing the end of a plate girder using a stiffener in the form of a semi-circular column. This method increases the warping strength of the girder and increases the lateral torsional buckling strength. In this study, the effect of increasing the warping strength of plate girders with concrete filled half pipe stiffeners was confirmed. To verify the effect, the results of the design equation and the finite element analysis were compared and verified through a experiment. As a result, the plate girder with CFHPS increased the warping strength and confirmed that the lateral torsional buckling strength was increased
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