DOI QR코드

DOI QR Code

Confinement Steel Amount for Ductility Demand of RC Bridge Columns under Seismic Loading

지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 소요연성도에 따른 심부구속철근량

  • Published : 2003.10.01

Abstract

This paper is a part of a research program to develop a new design method for reinforced concrete bridge columns under seismic loading. The objectives of this paper are to investigate the relationship between ductility and confinement steel amount and to propose a design equation for reinforced concrete bridge columns. Computer program NARCC was used for parametric study, which was proved to provide good and conservative analytical result especially for deformation capacity and ductility factor compared with test result. A total of 7,200 reinforced concrete columns confined with spirals or perfect circular hoops were selected by combination of variables such as section diameter, aspect ratio, concrete compressive strength, yielding strength of longitudinal and confinement steel, longitudinal steel ratio, axial load ratio, and confinement steel ratio. Based on the parametric study a new design equation for confinement steel amount considering ductility demand was proposed, which can be used in the new seismic design method, i.e. ductility-based seismic design, for RC bridge columns.

본 연구는 철근콘크리트 교각에 대한 새로운 내진설계법을 개발하기 위한 연구의 일환으로서, 지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 연성도와 심부구속철근량의 상관관계를 분석하고 설계식을 제시함을 목적으로 한다. 이를 위하여, 반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 횡하중-변위 포락곡선 실험결과를 비교적 정확하게 예측하며, 특히 변형능력 및 연성도에 대하여는 실험결과에 비하여 안전측의 결과를 제공하는 비선형해석 프로그램 [NARCE]를 이용하였다. 해석의 대상 교각으로는, 단면지름, 형상비, 콘크리트 강도, 축방향철근 항복강도, 심부구속철근 항복강도, 축방향철근비, 축력비, 심부구속철근비 등을 주요변수로 하여 총 7,200개의 철근콘크리트 나선철근 기둥 모델을 채택하였다. 해석결과 자료를 대상으로 상관관계를 분석하여 소요연성도에 따른 심부구속철근량의 새로운 설계식을 제안하였으며, 이 식은 연성도에 기초한 철근콘크리트 교각의 새로운 내진설계법에 적용될 수 있을 것이다.

Keywords

References

  1. 한국도로교통협회, 도로교설계기준. 2000
  2. 박종협, 조창백, 박희상, 정영수, '중 . 약진지역의 원형 내진 RC교각의 내진성능평가', 2000년도 봄학술발표회 논문집, 한국콘크리트학회, 제12권, 1호, 2000. 5,pp.452~457
  3. 손혁수, '심부구속철근 요구량에 따른 철근콘크리트교각의 내진설계방법에 관한 연구,' 박사학위논문, 영남대학교, 2002. 6
  4. 손혁수, 이재훈, '철근콘크리트 교각의 연성도 평가를위한 비선형해석', 한국지진공학회논문집, 제7권, 제4호, 2003. 8, pp.39-49
  5. 손혁수, 이재훈, '지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 연성도 상관관계', 한국지진공학회논문집, 제7권,제4호, 2003. 8, pp.51-61
  6. 이재훈, 김광수, 배성용, '지진하중에 대한 고강도콘크리트 나선철근교각의 한정연성거동', 대한토목학회논문집, 제23권, 3-A호, 2003. 5, pp.385-395
  7. 이재훈, 배성용, 윤석구, '나선철근교각의 내진성능실험', 대한토목학회논문집, 제21권, 1-A호, 2001. 1,PP.109-121
  8. 이재훈, 손혁수, 배성용, 박찬민, '서해대교 PSM교 교각의 내진성능', 한국지진공학회논문집, 제4권, 제3호,2000. 9, pp.67-81
  9. 정영수, 이강균, 한기훈, 박종협, '단일주 원형 철근콘크리트 교각의 내진거동에 관한 준정적 실험. 한국지진공학회논문집. 한국지진공학회, 제3권, 제2호, 1999,pp.55-65
  10. AASHTO, 'Standard Specifications for Higfway Bridges,' American Association of State Highwayand Transportation Officials, 16-th edition, Washington, D.C, USA, 1995
  11. AASHTO, 'LRFD, Bridge Design Specifications,'American Association of State Highway andTransportaion Officials, 1st edition, Washington,D.C., USA, 1994
  12. AASHTO, 'LRFD. Bridge Design Specifications,'Amshcan Association of State Highway andTransportaion Officials, 2nd edition, Washington,D.C., USA, 1998
  13. ATC-32, 'Improved Seismic Design Criteria forCalifornia Bridges'. Provisional Recommendations,'Applied Technology Council, California, USA, 1996
  14. CALTRANS, 'Bridge Design Specificastions,' California Department of Transportation, Sacramento, 1993
  15. Eurocode 8 Part 2, 'Design Previsions for Earthquake Resistance of Structures - Bridges,' European Committee for Standardization, 1996
  16. Mander, J. B., Priestley M. J. N., and Park R.,'Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete,' Journal of Structural Engineering,ASCE, V. 114, No. 8, 1988, pp.1804-1826 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)
  17. Newmark, N. M. and Hall, W. J., 'Earthquake Spectra and Design,' Engineering Monograph, Earthquake Engineering Research Institute,Berkeley, California, 1982
  18. New Zealand Standard,' Concrete Structures Standard- Part 1 : Design of Concrete Structures,' NZS3101, 1995
  19. New Zealand Standard,' Concrete Structures Standard Part 2 : Commentary on the Design of Concrete Structures," NZS 3101, 1995
  20. Priestley, M J. N. and Park, R., 'Strength and Ducdlity of Concrete Bhdge Columns under Seismic Loading,' ACI Structural Journal, Vol. 84,No. 1, 1987, pp.69~76
  21. Priestley M. J. N., Seible E., and Calvi G. M.,'Seisrnic Design and Retrofit of Bridges,' Wiley, New York, 1996
  22. Watson, S., Zahn, F. A., and Park, R., 'Confining Reinforcement for Concrete Columns,' Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 120, No. 6,1994, pp.1798~1824 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1994)120:6(1798)
  23. Wehbe, N., Saiidi, M., Sanders, D., and Douglas, B.,'DuctiIity of Rectangular Reinforced Concrete Bridge Columns with Moderate Confinement,'Technical Report NCEER-96-0003, NCEER, State University of New York at Buffalo, 1996