OpenSEES를 이용한 모듈러 CFT 교각의 내진성능에 대한 변수해석
저자
발행사항
서울 : 中央大學校 大學院, 2016
학위논문사항
학위논문(석사)-- 중앙대학교 대학원 : 토목공학과 구조공학전공 2016. 2
발행연도
2016
작성언어
한국어
발행국(도시)
서울
기타서명
Parametric analysis on seismic performance of modular CFT bridge pier using OpenSEES
형태사항
vi, 111 p. : 삽화 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 심창수
참고문헌수록
DOI식별코드
소장기관
모듈러 CFT 교각은 근래의 건설시장에서 그 필요성이 대두되고 있는 급속 시공 공법의 한 대안으로 제안되었다. 상업적으로 규격화된 CFT 강관을 사용하기 때문에 설계에 필요한 시간을 단축시킬 수 있으며 하부구조 전체가 모듈화된 구조로 미리 제작된 모듈이 현장에서 조립식으로 시공되기 때문에 시공에 필요한 시간 또한 단축시킬 수 있다. 그러나 이 교각은 4개의 CFT 기둥이 하나의 교각을 이루어지고 다수의 브레이싱으로 연결된 복잡한 구조이므로 기존 RC교량과는 다른 고려사항이 발생하게 된다. 또한 이를 설계하는데 필요한 기준이 없기 때문에 설계자의 입장에서는 기둥과 브레이싱의 구조 형상에 따라 어떤 거동 차이를 나타내는 지에 대한 이해가 필요하다. 이 논문에서는 OpenSEES 해석 프로그램을 이용하여 모듈러 CFT 교각에 대한 변수해석을 진행하였고 이를 통해 내진 성능 향상에 대한 방안을 제시하였다. 변수로는 기둥 간의 이격 거리, 브레이싱, X-브레이싱, 그리고 하중의 방향이 고려되었다. 기둥 간의 이격 거리는 멀어질수록 교각의 강도가 증가하지만 일정 거리 이상으로는 더 이상 증가하지 않는 경향을 보이며 설계 시 최적의 거리를 찾는 과정이 필요하다. 교각의 강도를 증진하기 위해서는 단면이 큰 브레이싱을 사용하는 것이 좋지만, 너무 큰 단면은 교각의 연성능력을 저하시킨다. X-브레이싱은 수직 X-브레이싱이 효과적이며 단면이 커질수록 강도가 증가할 뿐만 아니라 연성 능력 증진에 효과적이다. 대각 하중은 기둥 전체의 거동은 교축 하중과 크게 다르지 않지만 기둥 하나가 받는 하중이 다른 기둥에 비해 커지기 때문에 기초부에 손상을 줄 수 있다. 실험 부재에 대한 지진 거동에 대한 평가를 통해 모듈러 CFT 교각이 내진 성능이 매우 뛰어난 모습을 보이는 것을 밝혔다.
더보기Modular CFT bridge pier has been suggested as a alternative of typical accelerated bridge construction method. This pier consists of 4 CFT columns, which makes minimum design effort due to utilization of commercial standardized steel tubes. More over, designers can save construction time because each modules are prefabricated off-site and constructed by assembly in-site. However, the modular pier needs more detailed considerations unlike typical RC columns because of the connection between multiple CFT columns and braces. Design parameters may change the behavior of the pier unexpectedly, and designers should understand influence of each parameters. In this thesis, parametric analysis was conducted on modular CFT bridge piers to investigate the effect of each design parameters, and methods to enhance seismic performance were suggested. The considered design parameters were distance between the columns, dimensions and location of braces and X-brace, and direction of seismic movement. For more strength capacity, larger distance between columns is better, however there is limit of strength increment which is 3,000 mm in experimental specimen. Larger dimension of braces showed higher strength, but lower ductile behavior. The existence of vertical X-brace is effective in this structure, and larger dimension increased not only strength, but also ductility. Diagonal load made one CFT column carry more load than others resulting in additional design consideration for a foundation.
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