케이블 파단이 콘크리트 사장교 동적거동에 미치는 영향 분석

Title
케이블 파단이 콘크리트 사장교 동적거동에 미치는 영향 분석
Authors
고형규
Keywords
케이블파단이콘크리트사장교동적거동에미치는영향분석
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
사장교는 주행 중 운전자에게 개방감을 주는 외관이 수려한 교량이다. 그러나 상부구조를 지지하고 있는 케이블이 외부로 노출되어 있는 특성 때문에 극한적 사고로 인한 케이블 파단의 가능성이 농후하다. 주요 설계 지침서들에서는 케이블 파단에 의한 동적효과로 등가 정적 하중을 사용한 하중조합에 대한 동적확대계수(Dynamic Amplification Factor, DAF)가 2.0이 넘지 않도록 제시하고 있다. 현재 강합성 사장교에 대한 이러한 설계기준의 검토는 수행되고 있으나 콘크리트 사장교에 대한 검토는 미흡한 상태이다. 사장교의 형식은 케이블의 배치형태에 따라 방사형(Radiating), 하프(Harp)형, 부채형(Fan) 및 스타형(Star)으로 그리고 사장재 면수에 따라 중앙 1면배치, 양 측면 사장재배치 그리고 3면 사장재 배치로 분류된다. 본 연구서는 양 측면 사장재배치의 대표적인 강합성 사장교인 서해대교 모델을 대상으로 시간이력 함수를 이용한 합리적인 파단모사 방법을 검증하고 동적확대계수를 이용한 설계기준을 평가한다. 또한 중앙 1면 사장재배치의 콘크리트 사장교인 화명대교 모델에 파단 해석을 적용하여 콘크리트 사장교의 동적 응답에 대한 영향을 분석하고, 그 결과를 비교하였다.
Description
제 1 장 서 론 1 1.1. 연구배경 1 1.2. 연구목적 2 1.3. 연구내용 3 제 2 장 사장교 케이블 파단 해석기법 및 설계기준 4 2.1. 사장교의 종류 4 2.1.1. 재료에 의한 분류 4 2.1.2. 케이블 배치에 의한 분류 5 2.2. 사장교 케이블 파단 해석기법 7 2.2.1. 케이블 파단의 모사방법 7 2.2.2. 시간함수 정의 8 2.2.2.1. 질량 강성 비례 감쇠행렬 8 2.2.2.2. Rayleigh Damping 11 2.2.2.3. Newmarks β Method 12 2.2.3. 케이블의 구조적 거동 19 2.2.4. 케이블 파단에 의한 검토 변수 22 2.3. 케이블 파단에 대한 시방규정 23 2.3.1. 동적확대계수(DAF : Dynamic Amplification Factor) 23 2.3.2. 설계기준 24 제 3 장 강합성 사장교 케이블 파단해석 27 3.1. 대상 강합성 사장교 제원 27 3.2. 서해대교 모델 29 3.3. 케이블 파단에 의한 동적 영향 검토 30 3.3.1. 보강형의 축력 동적확대계수 31 3.3.1.1. 파단12에 의한 축력의 동적영향 32 3.3.1.2. 파단36에 의한 축력의 동적영향 34 3.3.2. 보강형의 전단력 동적확대계수 36 3.3.2.1. 파단7에 의한 전단력의 동적영향 37 3.3.2.2. 파단18에 의한 전단력의 동적영향 39 3.3.3. 보강형의 모멘트 동적확대계수 41 3.3.3.1. 파단7에 의한 모멘트의 동적영향 42 3.3.3.2. 파단28에 의한 모멘트의 동적영향 44 3.3.4. 케이블의 축력 동적확대계수 46 3.3.4.1. 파단12에 의한 케이블 축력의 동적영향 47 3.3.4.2. 파단36에 의한 케이블 축력의 동적영향 49 제 4 장 콘크리트 사장교 케이블 파단해석 51 4.1. 대상 콘크리트 사장교 제원 51 4.2. 화명대교 모델 53 4.3. 케이블 파단에 의한 동적 영향 검토 54 4.3.1. 보강형의 축력 동적확대계수 54 4.3.1.1. 파단10에 의한 축력의 동적영향 55 4.3.1.2. 파단36에 의한 축력의 동적영향 56 4.3.2. 보강형의 전단력 동적확대계수 57 4.3.2.1. 파단19에 의한 전단력의 동적영향 58 4.3.2.2. 파단10에 의한 전단력의 동적영향 59 4.3.3. 보강형의 모멘트 동적확대계수 60 4.3.3.1. 파단20에 의한 모멘트의 동적영향 61 4.3.3.2. 파단36에 의한 모멘트의 동적영향 62 4.3.4. 케이블의 축력 동적확대계수 63 4.3.4.1. 파단9, 파단36에 의한 케이블 축력의 동적영향 64 4.4. 서해대교와 화명대교 비교분석 65 제 5 장 결 론 68 팜고문헌 70 부 록 73
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23601
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College of Engineering(공과대학) > Civil Engineering (사회인프라공학) > Theses(사회인프라공학 석박사 학위논문)
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