rc교량의내진설계및내진성능 평가 - midas...
TRANSCRIPT
1
RCRC교량의교량의 내진설계내진설계 및및 내진성능내진성능평가평가
MIDAS 구조기술강좌
장소; 마이다스아이티 세미나실일시; 2004. 4. 23
김 익 현
울산대학교건설환경공학부
2
목목 차차
1. 지진일반
2. 우리나라 지진환경
3. 교량의 지진피해
4. 내진설계 기본개념 및 개선방향
5. 내진성능 평가방법
6. 내진성능 평가요령(건설교통부, 2004)
3
Kobe Kobe 지진지진(1995(1995년년 11월월 1717일일 규모규모 7.2)7.2)
6,300명 이상 사망
75,000동 건물 붕괴 및 반파
Lifeline 파손, 대화재 발생
지반운동세기가 설계지진을
훨씬 상회
액상화
4
터키터키 IzmitIzmit 지진지진(1999(1999년년 88월월 1717일일 규모규모 7.4)7.4)
주향이동단층
사망자 14,000명 이상
실종자 30,000명 이상
88,000동 이상 완파
또는 반파
내진 설계 부적절
지진대응시스템 불비
5
대만대만 JiJiJiJi 지진지진(1999(1999년년 99월월 2121일일 규모규모 7.3)7.3)
대만 내륙, 진원 깊이1.1km
역단층 (offset 3m 이상)
사망자 2,000여명
건물 파손 7000동 이상
6
지구의지구의 내부구조내부구조
맨틀
지각
외핵내핵
•지구전체부피의 약82%질량의 약68%차지
•감람암질로 구성•유동성이 있다•맨틀 대류
•철, 니켈이 많다•액체상태
•철, 니켈이 많다•고체상태
7
지각판의지각판의 분포분포
8
맨틀의맨틀의 대류대류 운동운동
9
판판 구조운동구조운동
10
주요주요 지진대지진대•90% 이상의 지진은 판 경계에서 발생
환태평양지진대(70%)
알파이드지진대(20%)
11
지진파지진파((실체파실체파))
12
지진의지진의 크기크기; ; 규모와규모와 진도진도
진도 7 진도 6 진도 5 진도 4
규모 5.0의 지진 발생규모
지진의 실제 에너지를 나타내는 절대적인 값
진도
관측점에서 나타나는 현상이나 피해에 따라 주어지는 상대적인 값
진원 거리, 지반의 상태 등에 따라 다름정수로 표시 (1,2,…,12)
13
지진규모지진규모
리히터 규모(ML); 남부캘리포니아 지진을 대상으로 제안ML=logA+2.56log∆-1.67
A; 최대진폭(mm), ∆;진앙거리(km)
실체파규모(mb); 깊은 진원지진을 대상
표면파 규모(Ms); 먼거리, 큰 지진 대상
모멘트 규모(MW)
지진에너지(E) LogE=11.8+1.5Ms
규모 1증가시 32배 증가
14
진도진도 로스릿지 지진시의 진도분포 예규모; 6.8MMI
(Modified Mercalli Intensity);
0-XII, 미 대륙
JMA; 0-VII, 일본기상청 진도
유럽의 Rossi-Forel; I-X
MSK
(Medvedev-Sponheuer-Karnik);
I-XII, 러시아, 동유럽
15
MMI MMI 진도계급진도계급
0.6이상
0.55g
0.30g
0.15g
0.07g
0.02g
지면이 파도형태로 출렁임, 물체가 공중으로 비산
XII
구조물 거의 완전파괴, 지하파이프 완전 작동 불능
XI
대부분 견고한 구조물 기초와 함께 파괴, 도로균열
X
견고한 건물 심한 피해, 지하파이프 파손IX
차량 운전 곤란, 일부 건물 붕괴, 사면이나 지표균열
VIII
서 있기 곤란, 운전 중 지진 감지, 담장 붕괴VII
똑바로 걷기 어려움, 약한 건물 외벽 균열 발생VI
건물 전체 흔들림, 물체의 파손 및 전도, 추락V
실내에서 다수 감진, 실외에서 감진 불가IV
실내에서 소수 감진, 매달린 물체 약하게 진동III
실내에서 극히 일부 감진II
미세한 진동, 특수조건에서 감진I
16
JMA JMA 진도계급진도계급
가옥파괴 30% 이상, 산사태 및 단층 발생격진VII
가옥파괴 30% 이하, 산사태 발생할 수 있음
열진VI
벽에 금이 발생, 건물 다소 파괴강진V
가옥이 심하게 흔들림, 물그릇의 물이 넘침중진IV
가옥 흔들림, 물건 낙하, 물그릇의 물이 진동
약진III
보통사람 감진, 문이 약간 흔들리는 정도경진II
민감한 사람만 감진미진I
느낄 수 없음무감0
17
우리나라우리나라 지진환경지진환경
인도판과 유라시아판의 충돌의 영향
태평양판과 필리핀판의 유라시아판밑으로 섭입의 영향
이러한 스트레스를 이기지 못한 약한 부분에서지진발생 (단층 형성)
태평양판인도
판
유라시아유라시아판판
18
지진이지진이 기록된기록된 고대문헌고대문헌
4서 운 관 지(인본)1177이조열성실록(원본)
1패 사 집 기(인본)112천게초출승록(원본)
1난 중 잡 록(이본)62풍 운 기(원본)
1해 동 잡 록(인본)90국 조 보 감(인본)
명치37-45년
기 상 보 고(원본)137고 려 사(인본)
2277일 성 록(원본)250증보문헌비고(인본)
3067승정원일기(원본)50삼 국 사 기(인본)
권수서 명권수서 명
19
역사지진역사지진 기록기록((조선왕조실록조선왕조실록))
1681년 6월 26일, 숙종강원도에 지진이 일어나 우레와 같은 소리가 났으며 담과 벽은 무너지고 지붕의 기왓장이 나부끼어 떨어지고 양양에서는 바닷물이 흔들려서물이 끊는 소리와 같았다.설악산 신흥사와 계조굴의 큰바위가다같이 무너져 떨어졌고, 삼척부 서쪽에 있는 두니산의 층을 이룬 바위는 …. 이도 역시 무너졌다. ….평창, 시선 2곳에서도 산악이 번쩍들러져 움직였고 암석이 추락되는변이 일어났다.그 후 강릉, 양양, 삼척, 울진, 평해, 정선등의 읍에서 10여 차례나 땅이움직였고 이 때에는 8도(전국)에 모
20
우리나라의우리나라의 역사지진역사지진(AD2(AD2--1904)1904)
구 분
진도 5 이상
진도 6 이상
지진 피해 보고
횟 수
389
168
45
역사기록 유감지진 : 약 1,800회
피해지진 : 과거 2,000년 동안 약 45회(MMI VII 이상)
피해지진 발생 빈도 : 평균 50년에 1회
진도(MMI)별 빈도수
21
역사지진역사지진(AD2~1904)(AD2~1904)
Shin
laKo
ryo
15 C
16 C
17 C
18 C
19 C
5
7
9
01020304050607080
90100
Number
Age
MMI
역사지진의 시대별 MMI별 발생횟수 (AD 2 ~ 19• 삼국 및 고려시대;중앙지역 진앙지 밀집; 인구 및 보고
체계•조선시대 고른 분포•기록의 모호성; 시간적, 공간적 오류•진도평가의 애로; 건축물의 강도 상이
22
1905년 이후 지진 관측 시작; 500여 지진 기록
1978년 ~ 1982년 : 310회의 지진 활동 관측
규모 3.0 이상의 중급 지진 : 160회
규모 5.0 이상의 지진 : 4회 (예 : 1978년 홍성 지진)
규모별 빈도수
구 분
규모 3.0 이상
규모 4.0 이상
횟 수
352
98
계기지진계기지진(AD1905 ~ 1999)(AD1905 ~ 1999)
23
계기지진계기지진(AD 1905 ~ 1999)(AD 1905 ~ 1999)
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
3
4
5
6
7
0
10
20
30
40
50
60
Number
Time
Magnitude
계기지진의 시대별 규모별 발생횟수 (1905 ~ 1999)
24
규모규모 4.5 4.5 이상의이상의 지진지진
쌍계사 지진(1936) M=5.1
속리산 지진(1978) M=5.2
홍성 지진 (1978) M=5.0
삭주 지진 (1980) M=5.0
포항 지진 (1981) M=5.0
사리원 지진(1982) M=5.1
울진 지진 (1982) M=5.0
울산 지진 (1994) M=4.6
울산 지진 (1994) M=4.5
홍도 지진 (1994) M=4.9
영월 지진 (1996) M=4.5
25
쌍계사쌍계사 지진지진(1936(1936년년 77월월 44일일, , 규모규모 M=5.0)M=5.0)
문헌 : 쌍계사 강진보고
조선총독부 관측소
집중피해지역 :
하동군 화개면 삼신리, 정금리, 용강리, 쌍계사
피해 개요부상 : 4명
산사태, 낙석, 도로 붕괴
민가 피해 : 가옥 전파 3호, 가옥 전파 10호, 간장독 파손
쌍계사 건물과 문화재 파손
26
쌍계사쌍계사 오층오층 석탑석탑실물크기실물크기 모델모델 지진모의지진모의 실험실험
연구 목적
정밀한 모델실험을 통한 쌍계사지진 세기의 정량적 평가
실험 결과
쌍계사 지진의 세기 : 0.15g정도
국내 설계지진은 지나치게 과대
평가된 것이 아닌 것으로 판단됨
-0.30
-0.15
0.0
0.15
0.30
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.0
Acc
ele
ratio
n (g
)
T ime (sec)
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10 .0
Acc
ele
ratio
n (g
)
T ime (sec)
실험전 실험후
진동대의 가속도 탑두의 가속도
27
홍성홍성 지진지진(1978(1978년년 1010월월 77일일 규모규모 5)5)
홍성읍
피해액 4억원 추정 (당시 화폐 가치)
건물 13동 반파, 41동 부분파손
조적조, 농촌 주택, 토담집에 피해 집중
28
영월영월 지진지진(1996(1996년년 1212월월 1313일일 규모규모 4.5)4.5)
위치 : 강원도 영월 동남쪽 약 20km (37.2N, 128.8E)
규모 : 4.5
피해상황 : 전국에서 느낌. 영월 지역에 가벼운 구조물의 피해 (건물내외의 벽에 균열 발생 등)
29
교량의교량의 피해유형피해유형
Grond Shaking Surface Faulting
• Liquefaction• 지반침하• 사면활동
• 지지거리 부족• 교각의 연성도 부족• 교대 불안정
• 교대 이동
• 기초 파괴
• 교각 전단
• 낙교
30
낙교낙교
받침지지길이 부족
31
낙교낙교
가동단 받침지지길이 부족 및 지반액상화에 의한 기초 이동
32
낙교낙교교각붕괴에 의한 낙교(고베지진)
33
낙교낙교교각 전단파괴에 의한 낙교(고베지진)
34
교량받침교량받침상하부구조 연결부 파손 및 탈락(고베지진)
35
교량받침교량받침받침탈락(고베지진)
36
교량받침교량받침받침부 파손(고베지진)
37
교량받침교량받침받침콘크리트 파손(고베지진)
38
교각교각주철근 좌굴(고베지진)
39
교각교각벽식교각 파괴(고베지진)
40
교각교각
피복 탈락(고베지진)
41
교각교각
전단파괴(고베지진)
42
교각교각주철근 단락부 파괴(고베지진)
43
교각교각라멘교 파괴(고베지진)
44
교각교각라멘교 캡빔파괴(고베지진)
45
기초기초
밀뚝이동에 의한 피해(고베지진)
46
교대교대지반액상화에 의한 피해(고베지진)
47
기타기타 피해피해신축이음부, 낙교방지 핀(고베지진)
48
종합적인종합적인 지진위험관리시스템지진위험관리시스템
49
시설물별시설물별 내진설계의내진설계의 연혁연혁
Kobe 지진(1995) 자연재해대책법(1997)
내진설계성능기준(1997), -상위기준 마련도로교, 고속철도, 공항, 항만, 지중구조물, 댐, 터널, 도로, 건축구조물
댐(1993)댐시설기준(1993, 9)
도로교(1992)도로교표준시방서 V내진설계편(1996, 5)
고속철도(1991)고속철도 콘크리트구조물 설계표준시방서(안)(1991. 9)
건축물(1988)건축법(1996, 12), 건축법시행령(1997, 9), 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙(1996, 2)
원자로 및 관계시설(1972)원자력법(1995, 1), 원자력법시행령(1995, 10),과기처고시 제83-5호 및 제 94-10호, 경수로형 원자력발전소 안전심사지침(1991, 2)
1972 1988 1991 19921993 1995 1997
50
새로운새로운 내진내진 설계설계 기준기준 및및 규범규범 체계체계((한국지진공학회한국지진공학회, 1997), 1997)
우리나라 규범 체계는 이원화된 설계 기준으로 되어 있다: 상위 개념(high level)
하위 개념(low level)
상위 개념 기준(High level criteria)내진 성능기준 (seismic performance requirements)
법체계에 포함시켜 지진위험으로 부터 사회를 보호하고 보호수준의균형을 도모한다.
하위 개념 기준(Low level criteria)내진 설계 기술기준- 내진 성능목표를 완성하기위한 기술적 법칙.
다양한 시설물의 내진 성능 목표와 설계 원칙의 조정과 조화로 개념기준을 완성한다.
51
상위기준상위기준 내진설계내진설계이원화된 설계기준: 건설교통부(지진공
학회, 1997년)
설계지진하중과 내진성능목표 규정
설계지진하중
설계지반 운동 ; 지진구역 계수, 지진위험도계수
설계응답스펙트럼
내진성능목표
내진등급 ; 특등급, 1등급, 2등급교
성능수준 ; 기능수행 수준 붕괴 방지수준
52
상위기준상위기준 내진설계내진설계((계속계속))내진성능 목표
성능 기준 설계 지진 (재현기간) 기능 수행 붕괴 방지
43 년 II 등급
95 년 I 등급
190 년 특등급
475 년 II 등급
950 년 I 등급
2373 년 특등급
53
상위기준상위기준 내진설계내진설계((계속계속))지진구역계수 (재현주기 500년)
지진위험도계수
지진구역 I II
구역계수, Z(g) 0.11 0.07
재현주기(년)
50 100 200 500 1000 2400
위험도 계수,I
0.40 0.57 0.73 1.0 1.4 2.0
54
설계응답스펙트럼설계응답스펙트럼
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
주기(초)
스펙
트럼
가속
도(g
)
붕괴방지
기능수행
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
주기(초)
스펙
트럼
가속
도(g
)
붕괴방지
기능수행
지진구역 ISD지반(단단한 토사)I등급 구조
55
강진지역의강진지역의 내진설계의내진설계의 기본기본개념개념
중소 지진 : 구조물의 심한 손상 방지큰 지진 : 구조물의 붕괴 방지
4구조물에 큰 연성을 제공하여 지진 에너지를 흡수
예) 기둥부재다량의 횡구속철근 공급
2 12 −= µR
56
도로교도로교 설계기준의설계기준의 내진설계내진설계
1992년, 도로교표준시방서의 내진설계편 신설
1996년, 1차개정
2000년,
도로교설계기준으로 변경
상위기준의 성능기초 내진설계개념의 일부도입
57
내진설계내진설계 개념개념((도로교도로교))
연성도 확보
SA(g)
SD(cm)
교량구조물
T1
T2
응답수정계수(R)의 도입
R=Melastic/Mdesign
•단주 R=3•다주 R=5
큰 연성도의 확보가 필요
심부구속철근 규정
•심부구속철근량•배근구간 & 간격•배근상세(후크, 이음길이
•Equal DisplacementR=µ
•Equal EnergyR=(2µ-1)1/2
내진설계 개념
내진규정
58
탄성지진응답계수탄성지진응답계수
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 1 2 3 4
I (S=1.0)
II (S=1.2)
III (S=1.5)
IV (S=2.0)
2 / 3
1.2s
ASCT
=
2 / 3
1.2sm
m
ASCT
=
4 / 3
3sm
m
ASCT
=
Cs
A=0.11A=0.11T
2.5A
( Tm > 4.0 초)
59
설계설계 가속도계수가속도계수•지진구역 구분
•지진구역계수(재현주기 500년)
지진구역 행정구역
I
서울특별시, 인천광역시, 대전광역시,부산광역시,
대구광역시, 울산광역시, 광주광역시
경기도, 강원도 남부, 충청북도, 충청남도, 경상북도,
경상남도, 전라북도, 전라남도 북동부
II 강원도 북부, 전라남도 남서부, 제주도
시
도
도
•위험도계수지진구역 I
구역계수 0.11
II
0.07
재현주기(년) 500
위험도계수, I 1
1000
1.4
60
내진등급과내진등급과 설계지진설계지진 수준수준
내진등급 교량
-고속도로, 자동차전용도로, 특별시도, 광역시도 또는
일반 국도상의 도로
-지방도, 시도 및 군도 중 지역의 방재계획상 필요한
도로에 건설된 교량, 해당도로의 일일계획 교통량을
기준으로 판단했을 때 중요한 교량
-내진I등급교가 건설되는 도로위를 넘어가는
고가교량
내진I등급교
설계지진의평균재현주기
내진II등급교
내진 I등급교에 속하지 않는 교량
1000년
500년
61
지반계수지반계수지반계수
I
S 1.0
II
1.2
III
1.5
IV
2.0
지반종류
지반의 분류
지반종류의호칭 전단파 속도
(m/s)
경암지반보통암지반
760이상
지표면 아래 30m 토층에 대한 평균값
지반종류
I
표준관입시험(N치)
-
비배수전단강도(kPa)
-
매우조밀한토사지반 또는
연암지반360에서 760II > 50 > 100
단단한 토사지반 180에서 360III 15에서 50 50에서 100
연약한 토사지반 180미만IV < 15 < 50
부지 고유의 특성평가가 요구되는 지반V
62
지반의지반의 물성치물성치
∑
∑
=
=−
= n
i si
i
n
ii
s
vd
dv
1
1
평균전단파속도
∑
∑
=
=−
= n
i i
i
n
ii
Nd
dN
1
1
표준관입저항
63
∆ c ∆ y∆ y’
초기항복
균열
변위
하중
Κe
[변형률]
εs=εy
eKMT π2=
탄성모델과탄성모델과 주기주기
64
직교직교 지진력의지진력의 조합조합
각각의 주축방향에 대한 설계지진력을 조합지진운동 입력방향의 불확실성에 대한 고려
(30% Rule 적용)
하중 경우 1 : 1.0EQL + 0.3EQT
하중 경우 2 : 1.0EQT + 0.3EQL
EQL - 종방향축 탄성지진력(절대값)
EQT - 횡방향축 탄성지진력(절대값)
65
응답수정계수응답수정계수(R)(R)
설계지진력 = 탄성지진력/R단, 하부구조의 경우 축방향력과 전단력은 적용하지 않음
벽식교각 2 상부구조와 교대 0.8
철근콘크리트 말뚝 가구(Bent)
1. 수직말뚝만 사용한 경우 3
2. 한 개 이상의 경사말뚝을 사용한 경우 2
상부구조의 한 지간내의 신축이음 0.8
단일기둥 3기둥, 교각 또는 말뚝 가구와 캡빔
또는 상부구조 1.0
강재 또는 합성강재와 콘크리트 말뚝 가구
1. 수직말뚝만 사용한 경우 52. 한 개 이상의 경사말뚝을 사용한 경우 3 기둥 또는 교각과 기초 1.0
다주 가구 5
66
설계설계 변위변위(1)(1)
최소 받침 지지길이는 모든 거더단부에서 확보
필요에 따라서 변위구속장치 설치
최소받침 지지길이(단경간교,지진구역 II의내진II등급교)N=(200+1.67L+6.66H)(1+0.000125θ2) (mm)
L:인접 신축이음 혹은 교량단부까지의 거리(m)H:각 경우에 따른 평균 높이(m)θ:받침선과 교축직각방향의 사잇각(도)
그 외 교량
Max[탄성변위, 최소받침지지길이]
67설계변위설계변위(2)(2)
N
L
N1 N2
L1 L2
N
L1 L2
지간 내의 힌지
기둥 또는 교각교대
68
설계변위설계변위(3)(3)
y
X(교축방향)
θ
교대 상판
받침선
69
현행현행 도로교도로교 설계기준의설계기준의 내진내진규정규정
구분 AASHTO 우리나라
지진구역 I II III IV I II
가속도계수(A) A ≤ 0.09 0.09 < A ≤ 0.19
0.19 < A ≤ 0.29 0.29 < A A = 0.11 A = 0.07
겹침이음(Splice)
Not specified
Used only within the center half of column height ( > 400mm or
60db)
Not specified (허용됨)
횡철근(Transverse reinforceme
nt)
No considera
tion of seismic forces :
Conventional
design
Amount & spacing are specified Amount & spacing are specified
체적비로 규정되는 횡철근에 의해 과다한 횡철
근
시공성 저하
강진지역의 횡철근비규정
주철근의 부착파괴방지
심부콘크리트의 구속
소성힌지영역의
주철근겹침이음 허용
교각단면이 큰 특성을 지님
단면강도특성 비
고려
70
겹침이음에겹침이음에 따른따른 거동특성거동특성
소성힌지 영역에 100% 겹침 이음된 교각 취성적인파괴특성
소성힌지 영역에 겹침 이음이 없는 교각 연성적인파괴특성
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200
Displacement(mm)
Late
ral Load(k
N)
C1 C2•Lap Splice •Continuous Bars
71
횡철근횡철근 –– 연성도연성도 관계관계
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
1 2 3 4 5 6 7 8 9
변위연성도
횡철
근비
주철근 겹침이음이 있는 경우의 변위
연성도-횡철근비 관계
주철근 겹침이음이 없는 경우의 변위연성도-횡철근비 관계주철근 겹침이음의 부착파괴를 방지하
기 위한 최소 횡철근비
도로교설계기준의 횡철근비
소성힌지 영역의 주철근겹침이음제한
횡철근비 개선
72
기존교량의기존교량의 RR--factorfactor
1 2 3 4 5 6 7
12m
15m
18m
21m
24m
0
1
2
3
4
5
R-
fac
tor
연속 경간수
교각 높이
T형 중실원형단면
단면지름(D) : 3m
교각높이(H) : 12m~24m
주철근비 : 1%
연속경간수 : 1~7
R-factor = 3 정도
73
외국의외국의 성능기초성능기초 내진설계내진설계
내진상세규정(목표연성도 확보)
입력지반운동의 세기를 다단계로설정
목표내진성능 확보 규정
구조물의 설계지진력 산정
성능에 기초한 내진설계
구체적인 설계기법과 상세규정에는 차이가 있음
전단설계
뉴질랜드 유럽 일본
74
뉴질랜드뉴질랜드(Standard New Zealand(1995))(Standard New Zealand(1995))
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Period, T (seconds)
seis
mic
Coeff
icie
nt,
C
μ = 1
μ = 2
μ = 3
μ = 4
μ = 6
μ = 5
비선형응답스펙트럼을 이용하여설계지진력 산정
목표연성도에 따라각기 다른 횡철근량 산정
소성힌지영역에서의 전단강도는 별도로 정의When N*/f’cAg < 0.1 , Vc = 0
When N*/f’cAg > 0.1 , 1.0'
')1007.0(4*
−+=gc
cwc AfNfPV
곡률연성도에 의한 횡철근량 산정식 제안
"006.0'
'111
"2233*
hsAf
NAf
AA
shmpA h
gcyt
c
c
gt
y
u
sh −⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−−
=φ
φφ
75
유럽유럽(EU8/2(1994))(EU8/2(1994))
설계지진력탄성지진력 / q-
factor곡률연성도에 의한
횡철근량 산정한정연성도 설계 : 7완전연성도 설계 : 13
소성힌지 영역에서의콘크리트 전단강도
감소 고려
q-factor부재특성과 연성도(한정연성도 또는 완전연성도)에 따라
정의
횡철근량 산정(Rectangular hoops)
콘크리트 전단강도
min07.0)17.0009.0(74.1 wkccc
cwd A
A ωηµω ≥−+=
1.0,5.21.0)/(,0
>=≤==
kcwcRdc
ckccEdkc
dbVfANV
ητη
76
일본일본((도로교시방서도로교시방서 동해설동해설, , 내진설계편내진설계편(2001))(2001))
설계지진력 산정시 구조물의 연성도 고려
횡구속콘크리트의 응력-변형률 관계식에서
변위 연성도 산출
반복하중에 의한콘크리트 전단강도의 감소고려
단면강도 – 부재연성도 연계
부재연성도 – 횡철근량 연계
wkP hcEQ ⋅=
hc0zshc kcck ⋅⋅=
12μ
1c
a
s −=
(Plate경계형 지진) : 반복재하회수가 많음(내륙직하형 지진)ci
cic
0.8V
0.6VV =
0.018ρ),fn(ρf ssc ≤=
0.8fcc
fcc
εcc εcu
)( cccdesccc Eff εε −−=
⎪⎭
⎪⎬⎫
⎪⎩
⎪⎨⎧
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
−111
n
cc
cccc n
Efεεε
77
비교비교 검토검토
초과강도 비고려
반복하중에 의한전단강도 감소 고려
초과강도 고려
소성힌지영역에서의 전단강도 감
소 고려
초과강도 고려
소성힌지영역에서의전단강도 감소 고려
초과강도 비고려
전단강도감소 비고려
전단설계
(설계전단력,콘크리트전단강
도)
횡구속콘크리트의응력 - 변형도 관계식으로부터 직접 산
정
곡률연성도에 의해 결정
wwd,r ≥ fn(μc)
변위연성도에 대응하는 곡률연성도에 의해
결정
Ash = fn(φu/φy)
단일 규정횡철근
임의의 변위연성도
단, 최대횡철근비에의해 제한
곡률연성도
완전연성 = 13
한정연성 = 7
구조시스템에 따라
변위연성도 : 1~6명시규정 없음
목표연성도
(변위 또는곡률연성
도)
FEQ/√(2μa-1)
μa ; 횡철근량에따라 결정
FEQ/q
q : 부재특성 및 연성도 특성을 고려
FEQ/c(μ,T)
μ : 구조시스템에 따라
결정
비선형 응답스펙트럼제공 구조물의 진동주기(T)
특성이 반영
FEQ/R
R:부재특성을 고려
설계지진력
일본유럽뉴질랜드우리나라구분
78
새로운새로운 내진설계방법의내진설계방법의 제안제안
성능기초 내진설계에 부합되는 새로운 내진설계기법 확립
목표내진성능을 확보할 수있는 다양한 설계의 유도
다양한 철근상세 제공설계자에게 많은 자유도 부여
설계지진시 구조물의 거동예측
내진여유도(안전도)예측
79
시 작
제원결정
(기능수행수준 만족)
내진설계관련계수
(내진등급, 지진구역
가속도계수, 지반계수)
단면강도(Pn)
탄성주기 설계응답스펙트럼
탄성지진력 산정
직교지진력 조합
설계지진력 (PEQ)
R-factor : PEQ / Pn
소요연성도 (μreq)
설계연성도 (μΔ)
주철근 상세(소성힌지영역)
• 50% 겹침이음
• 연속화횡철근 산정
전단검토
설계전단력 (VEQ)
(초과강도 고려)
설계전단강도(Vd) (μ)VφV nsd =
VEQ < Vd
전단철근
(횡철근)조정
종 료
새로운새로운 내진설계방법의내진설계방법의 제안제안
No
Yes
80
RR--factor factor 산정산정
R-factor 소요연성도(μreq)
설계연성도(μΔ)
주철근 상세
횡철근 상세
전단검토
EQP
RPEQ /
δ
EQP
nPnEQ PPR /=
δ
현행 방법 제안된 방법
기능수행수준 내진설계 만족시
))
n
EQ
강도(P 단면
탄성지진력(PR =
81
소요연성도의소요연성도의 산정산정
Miranda and Bertero 방법 Nassar & Krawinkler 방법Newmark 방법
1sT μR
0.5sT0.12s 12μR
0.003sT 1R
≥=≤≤−=
≤=
11
)2.0)(ln(252
1211 2
+Φ−
=
−−−−
+=Φ
µµ
µR
TeTTT
)(Tfnc =
+−= 1/cμ 1]1)[c(μR
R-factor 소요연성도(μreq)
설계연성도(μΔ)
주철근 상세
횡철근 상세
전단검토
소요연성도 산정시 R - μ - T 관계 고려
0
2
4
6
8
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Period (seconds)
Ductility
Facto
r
μ=6
u=2
μ=4
Miranda - Alluvium
Nassar & Krawinkler0
2
4
6
8
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Period (second)
Ductilit
y Focto
r
μ=6
μ=2
μ=4
Newmark R-μ-T 관계
82
설계연성도의설계연성도의 산정산정
R-factor 소요연성도(μreq)
설계연성도(μΔ)
주철근 상세
횡철근 상세
전단검토
안전계수를 사용한 설계연성도 정의
안전계수:
)1(1
α
µαµ −⋅+=∆ req
)1( −reqµα
∆µreqµ
P
1−reqµ1
83
소성힌지영역에서의소성힌지영역에서의 내진상세내진상세
R-factor 소요연성도(μreq)
설계연성도(μΔ)
주철근 상세
횡철근 상세
전단검토
주철근 상세
연속화
설계연성도 확보를 위한 횡철근 상세
횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계식 이용
횡철근과 Cross-tie의 조합에 따른 횡구속력 고려
50% 겹침이음
84
설계연성도설계연성도 –– 횡철근횡철근 관계관계
L
SeismicForce
y p
p
p y
Lp
y
p
y
uΔ
Δ
Δ1
Δ
Δμ +==
3
HφΔ
2y
y =
)2
L(HθΔ p
pp −=
blyblyp d0.044fd0.022f0.08LL ≥+=
0.5DL0.1D
0.1D0.2hL
p
p
≤≤
−=
LP : 소성힌지길이
일본도로교 식
Priestley 식 pyuppp )L-(L φφφθ ==
)( sfn ρφ =u
85
횡구속콘크리트의횡구속콘크리트의 응력응력 -- 변형률변형률관계식관계식
일본도로교 식
fcc
0.8fcc
εcc εcu
)( cccdesccc Eff εε −−=
⎪⎭
⎪⎬⎫
⎪⎩
⎪⎨⎧
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
−111
n
cc
cccc n
Efεεε
횡철근과Cross-tie의 조
합
Mander 식
rcc
c xrxrff
+−=
1'
86
전단검토전단검토
R-factor 소요연성도(μreq)
설계연성도(μΔ)
주철근 상세
횡철근 상세
전단검토
변위연성도에 의한 콘크리트의 전단강도 감소 고려
초과 강도(Overstrength)에 대한 고려
Pn
μ
변위연성도에 의한 콘크리트 전단강도 감소
Overstrength
87
내진성능내진성능 평가방법평가방법
연성도 평가
보유내하력과 소요내하력의 비
푸쉬오버(Push-over) 해석
비선형 시간이력 응답해석법
역량스펙트럼 방법
(Capacity Spectrum Method)
88
연성도연성도 평가평가
y
m
∆∆
=∆µ
밑면전단력
변위
m
y
변위 연성도
곡률 연성도
에너지 연성도
y
u
φφµφ =
L
Seism icForce
y p
p
p y
Lp
변위연성도에서는 고려할 수 없는 반복하중의 영향을고려
변위연성도와 동일하게 항복 시의 에너지 흡수량으로나누어줌
89
연성도연성도 평가식평가식(1)(1)
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+= ∆ 01.013.0
'25.115.0'12.0
'1.0
,
,
ff
AfP
ff
ff
hsA
ns
yl
gceye
ce
ce
nc
ct
sh ρµ
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −++=LL
LL pp 2)4.51(31 αµ
NCEER 위원회 식 (Nadim 등)
Priestley & R.Park 식
ρραcode
=
90
연성도연성도 평가식평가식(2)(2)
Ishibashi 식
일본 Working 위원회 식
)cmkgf/100()/)(1( 20000 ≤≤−+= σσσµµµ b
)cmkgf/10(35.012 200 >−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ += σµ
VVV
mu
sc
ppMaS wwuu ×−×+×+−= )6.113()/(6.69.10µ
91
연성도연성도 영향인자영향인자 및및 개선방법개선방법((휨휨))
단면내하력은 거의 같거나 조금 증가한다
큰 연성을 손쉽게 확보
전단보강 강재로서도 유효하게 작용
배근이 복잡해진다
○
○
○
○
나선철근 기둥으로 한다
(기둥부재)
횡구속 상태를 만들기 위한 보강근이 필요( 단, 량은 많지 않고 보강구간도 작다)
단면의 크기는 변하지 않아 라멘 응력은 불변
단면내하력은 거의 같거나 조금 증가한다
큰 연성을 손쉽게 확보
대변형 반복하중에 대한 열화가 크게 개선
△
○
○
○
○
휨 압축부를 횡구속콘크리트로 한다
역방향 휨모멘트시의 강재량이 크게 된다
압축철근의 좌굴방지 대책이 필요
연성은 증가한다
×
×
○
압축철근을 늘린다
단면의휨 압축측을 철근으로
보강한다
콘크리트 자체의 취성파괴성이 증가하므로 연성개선 효과는 적다
연성은 일단 증가
△
○
콘크리트 강도를 크게한다
단면내하력 감소 단면의 재설계 필요
연성은 일단 증가
×
○
인장측 철근량을 줄인다
휨연성의개선
장 단 점방 법
92
연성도연성도 영향인자영향인자 및및 개선방법개선방법((전단전단))
장 단 점방 법
배근이 복잡해진다
전단저항, 횡구속효과는 증가
○나선철근, 띠철근을늘린다
전단보강근, 띠철
근을 늘린다
전단저항의증가
콘크리트의 전단저항은 증가하지만 휨연성은 감소
△축력을 도입한다
강도 증가에 비해 전단저항 증가 비율이작다
△콘크리트 강도를 크게한다
배근이 매우 복잡해진다
전단저항, 횡구속효과는 증가
○중간 띠철근을 넣는
다
93
항복항복 변위변위 정의정의 방법방법
수평변위 δ
수평력
P
수평변위 δ
수평력
P
수평변위 δ
수평력
P
수평변위 δ
수평력
P초기항복
δy δy
δy
최대내력 최대내력
최대내력
Pmax
PmaxPmax
0.75Pmax
δy
(a) 초기항복에 근거한 정의 방법 (b) 초기강성과 비선형 강성의 교점
(c) 에너지를 등가로 치환한 경우 (d) 0.75Pmax를 통과하는 1차강성과 비선형 강성의 교점
94
부재의부재의 항복항복 조건조건((일본일본))
합력
변형률 분포단면 인장력분포
εs=εy
95
보유내하력과보유내하력과 소요내하력의소요내하력의비비
LF
lcH
l b
△c △b flexiblecap beam
rigidcap beam
F △c △b
△p
△p
△y△y
프레임 제원
6
4
항복시 변위
하중-변위 곡선
96
푸쉬오버푸쉬오버(Push(Push--over) over) 해석해석(1)(1)
δ1
δnδi
강성중심
질량중심
kikn
k1
xix1
x
P = 1
VEVE
△y △y △y △y
LateralForce
LateralForce
(a) single hinge (b)multi hinge
Vc Vc
질량중심에 축방향 단위 하중이 가해질 때 프레임의 변
형 모습
프레임 구조물의 등가탄성강도
97
푸쉬오버푸쉬오버(Push(Push--over) over) 해석해석(2)(2)
가속도 응답스펙트럼 응답스펙트럼-연초과 확률
98
구조물의구조물의 수치해석기법수치해석기법정적해석; Pushover Analysis-->Capacity Curve
동적해석 응답스펙트럼 해석
진동수영역해석 질점계모델 3차원
시간영역해석
FEM해석 2차원
1차원
Member level(힘-변위)
eg) 다케다 모델
Material level(응력-변형도)eg) 파이버 모델
99
단면영역화단면영역화 및및 RC RC 구성모델의구성모델의적용적용
▼ 단면의 영역화
▲ RC 구성모델의 적용
Confined, Tension Softening Region
Confined, Tension Stiffening Region
Unconfined, Tension Softening Region
Unconfined, Tension Stiffening Region
Re-bar
불연속면
TensionCon’cCompression
부착특성 고려
100
RC RC 구성모델구성모델콘크리트의 인장모델
콘크리트의 압축모델
철근모델 불연속면 모델(Pullout)
ftft0
εtuεt
ft =ft0(εtu/εt)c
(a)tension stiffening, c=0.4
(b)tension softening, c>0.4
εp, K=fn( εc )fc
f′c
fc =KE0(εc-εp)
E0 KE0
εp εc0 εmaxεc
Steel
Steel embeddedin concrete Strain
εsuε′suε′sy
fsuf′sufsy
f′sy
εsy
Stress s
εsStrain of steel bar
Nor
mal
ized
slip
0 εy εsh
sy
101
비선형비선형 시간이력시간이력 해석해석 예예
0 1 2 3 4 5 6 7-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
Time (sec)
Transverse
C7C6C5 C4C3C2C1
C8
C4C3
C2C1
Res
pons
e D
ispl
acem
ent (
cm)
교축직각방향 변위이력응답
-2 -1 0 1 2-1
-0.5
0
0.5
1
Column C2
Res
pons
e A
ccel
erat
ion(
gal/g
)
Displacement(cm)
In Transverse Direction
이력곡선
102
교각의교각의 내진성능내진성능 평가평가((ADRSADRS))
변환
SA(g)
SD(cm)
기능수행 붕괴방지
항복점성능점
극한점
Capacity Spectrum
기능수행수준항복점이 기능수행 외부N.G : 내하력 보강
붕괴방지수준극한점이 붕괴방지 외부N.G : 휨연성 보강
103
역량스펙트럼역량스펙트럼 (ADRS) (ADRS)
변환0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
주기(초)
스펙
트럼
가속
도(g
)
붕괴방지
기능수행
Demand Curve
A
B
C
D
T1 T2
변환극한점
항복점
P
∆
Capacity CurveCapacity Spectrum
T = 4sec
SA(g)
SD(cm)
Ts T1
T2
기능수행 붕괴방지
항복점 성능점
극한점
A
B
C
D
Capacity Spectrum
성능점에서
•지진하중(PEl,Pn,t),
•최대응답변위 결정
),( EqT
EqL PP
104
역량스펙트럼의역량스펙트럼의 상세상세
공급역량공급역량 (Capacity)(Capacity)
소요역량소요역량 (Demand)(Demand)
역량곡선과역량곡선과 역량역량 스펙트럼으로의스펙트럼으로의변환변환
성능점성능점 및및 내진성능내진성능 평가평가
105
공급역량공급역량 (Capacity)(Capacity)
구조물의 하중-변위(P-∆) 곡선
푸쉬오버(Push-over) 또는 단면해석수행
극한점
항복점
P
∆
106
소요역량소요역량 (Demand) (Demand)
지진지반운동에 대한 구조물의 응답스펙트럼
설계응답스펙트럼; 5%의 감쇠비소성변형에 따른 감쇠비가 증가 응답스펙트럼을 감소
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
주기(초)
스펙
트럼
가속
도(g
)
붕괴방지
기능수행
107
역량스펙트럼으로의역량스펙트럼으로의 변환변환(I)(I)
∆=
=
상부
/
SS
d
a WP
공급역량곡선;
하중(P)-변위(∆) 응답가속도(Sa)-응답변위(Sd)
소요역량곡선;
응답가속도(Sa)-주기(T) 응답가속도(Sa)-응답변위(Sd)
Where, P : 하중(기초전단력)
W: 유효중량
SST ad /2π=
108
역량스펙트럼으로의역량스펙트럼으로의 변환변환(II)(II)
응답
가속
도
주기
응답
가속
도
응답변위
응답가속도
주기 응답변위
응답가속도
A
B
소요스펙트럼
공급스펙트럼
소요스펙트럼
공급스펙트럼
•소요역량의
변환
•역량스펙트럼의
중첩
109
역량스펙트럼의역량스펙트럼의 Bilinear Bilinear 이상화이상화
유효감쇠비 산정을 위한 역량스펙트럼의 이상화(bilinear 모델)
(Bilinear)
Note : 1. K = Initial Stiffness2. Area A Area A1
응답가속도
응답변위
이상화곡선
공급역량
110
감쇠의감쇠의 평가평가(I)(I)
응답변위
응답가속도
ay
api
ED
Kinitial
Keffective
d y dpi
이상화 모델
ESO
공급역량
EE
da
E
E
SO
D
O
pipi
SO
D
π
β
41
2/
=
=
==
=
=
=
=
등가점성감쇠
삼각형면적
최대변형에너지
면적평행사변형
면적싸인이력곡선으로
소산에너지의한감쇠비에
유효 점성감쇠비
5)(7.63
5 +−
=+=da
adbapipi
piypiyoeff
xx ββ
111
감쇠의감쇠의 평가평가(II)(II)
구조특성타입 B
구조특성타입 C
구조특성타입 A
감쇠수정계수K
16.25 25 45
등가점성감쇠 β0 (%)
구조물 거동에 따른 감쇠수정계수의 보정
A : 안정적
B : 이력곡선 면적의 저하율이 중간정도
C : 이력곡선면적 저하율이 매우 큰 구조물거동
112
감쇠의감쇠의 평가평가(III)(III)
πµµ
ξrr −−−
+=/)1(1
05.0
F
∆
Kcr
Keo = rKcr
Keff
Effective Stiffness
다케다 모델(변위 연성도)에 따른 유효감쇠비
이차강성비 변위연성도와 유효감쇠비의관계
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Displacement Ductility Demand
Effective D
am
pin
g R
atio
113
스펙트럼스펙트럼 감소감소 계수계수
65.1
5)(7.63
ln41.031.2
65.1)ln(41.031.21
12.2
5)(7.63
ln68.021.3
12.2)ln(68.021.31
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
−−
=
−≈=
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
−−
=
−≈=
daadda
BSR
daadda
BSR
pipi
piypiy
eff
LV
pipi
piypiy
eff
sA
x
x
β
β
114
스펙트럼스펙트럼 감소감소 계수계수 최소최소 허용허용치치
0.670.56C 타입
0.560.44B 타입
0.500.33A 타입
SRVSRA구조물 거동 방식
115
감소된감소된 응답스펙트럼응답스펙트럼
116
성능점의성능점의 산정산정
ayA1
dy
A2
a
d*
*
= 5%, 10%, 15%, 20%, 25%,and 30%eff
응답가속도 (g)
응답변위
소요 역량 곡선 β
이상화곡선
면적 A1 A2
역량스펙트럼
소요스펙트럼(5% 감쇠)
117
ADRSADRS로의로의 변환변환응답가속도 (g)
응답변위
역량스펙트럼
소요스펙트럼(5% 감쇠)
118
초기성능점의초기성능점의 산정산정응답가속도 (g)
응답변위
등가변위에 의하여 선정한
초기 a pi ,dpi
api
dpi
역량스펙트럼
소요스펙트럼(5% 감쇠)
119
공급역량곡선의공급역량곡선의 이상화이상화
이상화 곡선ay
Kl
A1
dy
A2
dpi
api
응답가속도 (g)
응답변위
역량스펙트럼
소요스펙트럼(5% 감쇠)
이상화 곡선으로부터
유효감쇠계산
SRA, SRV 계산
120
감소된감소된 스펙트럼스펙트럼 계산계산
이상화 곡선A1A2
T
T
응답가속도 (g)
응답변위
2.5CA
2.5SRACA
CV
SRVCV
Ki
api
ay
dy dpi
역량스펙트럼
소요스펙트럼(5% 감쇠)
감소 소요스펙트럼
121
성능점의성능점의 산정산정
이상화 곡선A1A2
T
T
응답가속도 (g)
응답변위
2.5C A
2.5SR ACASRVCV
CV
Ki
dpidy
ay
api
역량스펙트럼과 소요스펙트럼의 교차점
역량스펙트럼
소요스펙트럼(5% 감쇠)
감소 소요스펙트럼
초기성능점의 확인
재계산 수행
122
기존교량의기존교량의 내진성능평가내진성능평가요령요령
건설교통부건설교통부, 2004, 2004
123
교량현황교량현황
고속국도12%
일반국도21%
특별시도6%지방도
25%
시도9%
군도27%
도로별
1593
3269
4326
4907
2350
1000
2000
3000
4000
5000
'61-'70 '71-'80 '81-'90 '91이후 기타
준공 연도별
내진설계 교량 ; 전체의 1% (’96 이후 본격적인 내진설계 적용)
내진Ⅰ등급 ;
고속도로, 일반국도, 특별시도(전체의 39%)+기타 중 중
124
내진성능내진성능 평가평가 및및 내진보강내진보강 절절차차
대상 교량 선정
우선 순위 결정
보강 여부 판정
상세 평가
: 내진성능 평가 범주 설정(설계지반 운동, 지역계수 고려)
보강 설계
: 지진도·취약도·중요도
(사회경제영향도)평가
: Cost-Benefit Analysis
: 보강 방법 결정, 상세 설계
예비평가
: 내진성능 확인, 소요성능 결정
125
평가평가 요령의요령의 구성구성
내진성능평가 기준
예비평가지진도
구조물의 취약도
영향도
상세내진성능 평가
교각단면 강도, 변위의 결정
지진하중결정
교각의 내진성능 평가
내진성능평가 예
126
내진성능평가기준지진내진성능평가기준지진
사용목표수명을 고려한 지진위험도사용목표수명동안 지진을 경험할 확률을 신설구조물과동일하게 함(내진성능평가 기준지진의 년평균발생확률×사용목표
수명) = (설계기준지진의 년평균발생확률×평가설계수명)
사용목표수명은 설계수명에 대한 비(사용목표수명/평가설계수명)에 따라 다음과 같이 3개등급으로 구분한다.
i) 1/2 이상, ii) 1/2-1/4, iii) 1/4 미만
127
내진성능평가기준지진가속도내진성능평가기준지진가속도(1)(1)
내진성능평가 기준지진의 평균재현주기
125년250년500년Ⅱ등급250년500년1000년Ⅰ등급
1/4 미만1/2-1/41/2 이상사용목표수명/설계수명 비내진등급
1.41.00.730.570.4위험도계수, I
100050020010050재현주기 (년)
지진위험도계수
128
내진성능평가기준지진가속도내진성능평가기준지진가속도(2)(2)
지진구역Ⅰ에서의 내진성능평가기준지진 가속도계수 (A)
지진구역 II에서의 내진성능평가기준지진 가속도계수 (A)
0.066 g0.086 g0.110 gⅡ등급0.086 g0.110 g0.154 gⅠ등급1/4 이하1/2-1/41/2 이상
사용목표수명/평가설계수명 비내진등급
0.042 g0.055 g0.070 gⅡ등급0.055 g0.070 g0.098 gⅠ등급1/4 이하1/2-1/41/2 이상
사용목표수명/평가설계수명 비내진등급
129
내진성능평가방법내진성능평가방법 및및 절차절차교량 평가 조사
예비 평가 (우선순위 결정)내진성능평가 유보
내진성능상세 평가
교량받침
받침지지길이
교대
기초
교각
지반액상화
내진성능 평가 대상인가?
NO
YES기존교량의
내진성능 평가요령
기초 및 기초지반의
내진성능 평가요령
130
내진성능상세평가의내진성능상세평가의 수준수준
▸지진구역Ⅰ에 위치한 수명비 1/4 이하 Ⅰ 등급교▸지진구역Ⅰ에 위치한 수명비 1/2 이하의 Ⅱ 등급교▸지진구역Ⅱ에 위치한 수명비 1/2 이하의 Ⅰ 등급교▸지진구역Ⅱ에 위치한 Ⅱ 등급교단, 3경간 이상의 연속교는 내진성능평가수준 범주 A로한다.
B
▸3경간 이상 연속되는 연속교▸지진구역Ⅰ에 위치한 수명비 1/4 이상 Ⅰ 등급교▸지진구역Ⅰ에 위치한 수명비 1/2 이상의 Ⅱ 등급교▸지진구역Ⅱ에 위치한 수명비 1/2 이상의 Ⅰ 등급교
A
해당교량내진성능평가수준
내진성능평가 수준 B인 경우는 교량받침,낙교에 대해서만 검토할 수 있다.
131
평가자료조사평가자료조사
일반사항
교량명, 위치, 관리기관, 준공년도, 준거시방서 등
지진구역, 내진등급, 지반조건 등
설계도서
제원 및 재료특성, 보수보강 여부 등
각 도면(종횡단면, 지반지질도, 받침배치 상세) 첨부
현장조사
현 구조물 상태(설계도서와의 차이점 등)
중요부착시설물, 하부기간망, 우회도로 등
환경조사
보수보강계획, 잔존수명 산정, 교통환경, 사회경제적중요도 등
132
예비예비 평가평가
우선 순위 그룹 결정
결정 요인지진도 ; 지진규모 및 발생환경 등
구조물의 취약도 ; 취약성, 형상, 구조 형식 등
영향도 ; 교통량, 교량중요도 등
내진그룹핵심교량
중요교량 내진성능 검토 대상 교량
관찰교량
유보교량
133
지진도지진도
지진구역, 권역별 특성, 지반의 영향을 고려 ;
4그룹으로 분류
지반종류 지진구역 구분
SE SD SC SB, SA
도시 1그룹 2그룹 I
기타지역 3그룹
도시 1그룹 2그룹 3그룹
4그룹 II
기타지역 2그룹 3그룹 4그룹
134
취약도취약도(Vulnerability)(Vulnerability)
취약도 지수연속경간수, 연속경간의 연장, 교폭, 교량연령,교각형태, 토압영향, 지반구조물 상호작용, 액상화, 노후화, 받침길이, 사각
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛•⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
기준
현재
기준
경간수
AGEAGE
WIDTHWIDTHLENGTHCONTVI 05.0
10015.0
32.0
3.01.0
)(05.0)(1.0))((1.0)(2.0 지수지수지수지수지수 DETIORLIQPILEEARTHPIER ++++
)(05.011.02
지수
기준
길이
지점수
SKEWSUPPORTSUPPORT
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −+ ∑
135
사회사회 경제경제 영향도영향도(Social & Economy Impact)(Social & Economy Impact)
영향도 지수일 평균 교통량, 설계등급, 시설물 종별, 교량하부기간망, 중요부착시설물, 우회로 길이
)(15.0))((35.05000
13.0 UTILITIYCATEGORYLEVELADTLogIC ++⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
25.0
501.0)(1.0 ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛++
DETOURFACTILITY
136
내진성능내진성능그룹화그룹화 내진성능평가 대상결정
지진도 등급산정
제 1그룹 제 2그룹 제 3그룹 제 4그룹
취약도계수V I > 0.6
취약도계수V I > 0.7
취약도계수V I > 0.8
취약도계수V I > 0.9
영향계수IC > 0.6
영향계수IC > 0.7
영향계수IC > 0.8
내진보강핵심교량
내진보강중요교량
내진보강관찰교량
내진보강유보교량
Yes No
Yes
Yes Yes Yes
YesYes
No No No
No No No
137
상세평가상세평가 적용범위적용범위
도로교 설계기준에 준하여 평가
단경간 교량, 다경간 단순교, 다경간 연속교
특수교량 (장대교, 사장교, 현수교 등) 제외
정형적인 교량을 기본으로 함
1차 진동모드가 지배적인 교량을 기본으로 함
138
구성부재별 평가교각, 교량받침(받침지지길이 포함), 교대,기초, 기초지반
공급역량(Capacity) : 소요역량(Demand)
구성부재의 작용 지진력교각에 의해 전달되는 하중을 기본
Min[교각강도, 탄성지진력]
하중증가계수 또는 하중조합
특성값 (재료강도, 단면특성 등) 실제 특성값을 기본
설계 값
상세내진성능상세내진성능 평가의평가의 기본기본 방방향향
139
상세내진성능상세내진성능 평가평가 절차절차
교각의 휨강도, 휨변위계산
교각의 전단강도 계산
교각의 단면강성, 변위
주기 계산
설계 응답 스펙트럼
탄성 지진력 결정
지진 하중 및 변위 결정
교각 교량받침
받침지지길이
교대 기초 지반액상화
기초 및 기초지반 내진성능 평가 요령
140
교각의 휨 단면강도 및 휨 변위
교각단면교각단면 강도강도, , 변위의변위의 결정결정(1)(1)
변형도
휨강도
극한시항복시
eyy HMP /= enn HMP /=
3
2Hy yΦ=∆
geff
eff
y
IIEIHPor
5.0~3.03
3
≅
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
등가소성길이
θ
=
−=∆
∆+∆=∆
p
ppp
pyu
L
LH )2
(
141
관성력관성력 작용위치작용위치(H(Hee))
교축방향 교축직각방향
142
기둥의기둥의 유효강성유효강성((IIeffeff))
143
교각단면교각단면 강도강도, , 변위의변위의 결정결정(2)(2)
모멘트-곡률관계(항복 및 극한상태)모멘트-곡률관계(항복 및 극한상태)
Mn
My
i
M
Φyi Φy Φu
Φ
초기항복
항복 극한상태
(εcu=0.003)
144
교각단면교각단면 강도강도, , 변위의변위의 결정결정(3)(3)
∆
θ
∆
φ φ
교각의 변위
blyblyp
pp
dfdfHL
L
004500020080
ΦΦ y
...
)( max
≥+=
⋅−=θ
145
교각단면교각단면 강도강도, , 변위의변위의 결정결정(4)(4)부재의 공칭전단강도
) (
).(
고려강도저하따른연성도에
전단강도콘크리트의
geeck AAAfkVc
VpVsVcVn
80=⋅=
++=
전단강도전단철근의 =Vs
)( cot'
)( cot'
구형교각
원형교각
°=
°⋅=
45
452
sDfA
Vs
sDfA
Vs
yv
yhπ
전단강도의한압축력에 =Vpαtan⋅= PVp
146
교각단면교각단면 강도강도, , 변위의변위의 결정결정(5)(5)
콘크리트의 공칭전단강도:
휨 연성에 의한 강도감소를 고려
0.250
0.085
0.050
2.0 4.0 7.5
k (MPa)
µ
일방향 연성
147
α
α
α
α
α
α
148
교각단면교각단면 강도강도, , 변위의변위의 결정결정(6)(6)
변위 연성도 y
uΔ
Δμ=
149
교각의교각의 파괴패턴파괴패턴
µ
휨 파괴 전단파괴 휨-전단파괴
150
탄성탄성 지진력지진력
교량의 탄성주기(T)를 계산.
내진성능평가기준지진에 대한 응답스펙트럼으로부터 응답가속도(탄성지진응답계수,Cs)의 크기를 결정하여 계산.
교량의 탄성지진력(PE)을 계산, PE = Cs·WW(유효중량) = W상부 + W하부
21
151
교량의교량의 주기주기 및및 탄성지진력탄성지진력
( )sv x dxα = ∫
( ) ( )sw x v x dxβ = ∫
2( ) ( )sw x v x dxγ = ∫
0
2Tp g
γπα
=
( ) ( ) ( )se s
Cp x w x v xβγ
=
•주기
•탄성지진력(단위길이당)
152
교량의교량의 주기주기
xvs(x)
P0
vs
xvsT(x)
PeT(x)
vs
vs(x) P0
x
VsL(x)
PeL(x)
x
• 횡방향 및 종방향으로 등가하중을 받는 교량 상판
평면도,횡방향하중 입면도,종방향하중
평면도,횡방향하중 입면도,종방향하중
153
탄성지진응답계수탄성지진응답계수
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 1 2 3 4
I (S=1.0)
II (S=1.2)
III (S=1.5)
IV (S=2.0)
2 / 3
1.2s
ASCT
=
2 / 3
1.2sm
m
ASCT
=
4 / 3
3sm
m
ASCT
=
Cs
A=0.11A=0.11T
2.5A
( Tm > 4.0 초)
154
지진하중의지진하중의 결정결정
교량의 탄성지진력(PE)과 단면강도 (Pn) 중
작은 값
교축 및 교축직각방향에 대하여 산정
지진하중(PEQ)
PLEQ =Min[PL
E, PLn] : 교축방향
PTEQ =Min[PT
E, PT
n] : 교축직각방향
155
교각의교각의 내진성능내진성능 평가평가(1)(1)탄성지진력과탄성지진력과 등가탄성강도의등가탄성강도의 비교비교
응답수정계수(R)-변위연성도(µ)
변위일정법칙; (장주기주조물)
에너지일정법칙; (단주기주조물)
Equal Energy
P
EP
δ
P
EP
δ
Equal Displacement
1/R
1
μ=R
)( 12 −= μR
156
탄성탄성--비탄성비탄성 변위비변위비
Alluvium 과 Soft Soil Site 의 평균변위비(after Miranda and Bertero, 1994)
157
교각의교각의 내진성능내진성능 평가평가(2)(2)탄성지진력과탄성지진력과 등가탄성강도의등가탄성강도의 비교비교
등가탄성강도([Pn]Eqv)
[PLn]Eqv= PL
n *RLEqv : 교축방향
[PTn]Eqv= PT
n *RTEqv : 직각방향
조합탄성지진력([PE]comb);30% Rule
[PLE]comb= [(PL
E)2+(0.3PT
E)2 ]1/2 : 교축
방향
[PTE]comb= [(0.3PL
E)2+(PT
E)2 ]1/2: 직각
방향
158
교각의교각의 내진성능내진성능 평가평가(3)(3)탄성지진력과탄성지진력과 등가탄성강도의등가탄성강도의 비교비교
내진성능의 평가(등가탄성강도>조합탄성지진력)
[PLn]Eqv > [PL
E]comb & [PTn]Eqv > [PT
E]combP
EP
ASW 0
δ
Equal Energy의 예
159
교량받침교량받침 성능평가성능평가((받침본체받침본체))
공급역량; 지진에 저항하는 받침의 총 용량FB,C=받침 1개의 저항용량* 지진에 저항하는 받침개수
소요역량; 지진하중의 조합(30% Rule)FL
B,D=[(PLEqv)
2+(0.3PTEqv)
2]1/2 ; 교축방향
FTB,D=[(0.3PL
Eqv)2+(PT
Eqv)2]1/2 ; 직각방향
성능평가 ; FLB,C > FL
B,D & FTB,C > FT
B,D
160 교량받침교량받침 성능평가성능평가((앵커볼앵커볼트트)(1))(1)
공급역량; 앵커볼트의 전단강도 및 인장강도를 고려
fc=fy, τc=τallow*1.5(허용응력증가계수)
소요역량;지진하중에 의한 각 볼트의 전단응력 및 인장응력 산출,
지진하중은 응력집중을 고려하여 할증한다
FLA=αF[(PL
Eqv)2+(0.3PT
Eqv)2]1/2 ; 교축방향
FTA=αF[(0.3PL
Eqv)2+(PT
Eqv)2]1/2 ; 직각방향
161
교량받침교량받침 성능평가성능평가((앵커볼앵커볼트트)(2))(2)
전단응력의 계산교축방향
직각방향
FA: 앵커볼트에 작용하는 지진하중
τD :앵커볼트전단응력 AS : 앵커볼트단면적
d : 앵커볼트 지름
nb :받침 1개당 앵커수 nB : 지진방향에 따라 저항하는받침수
TBbS
AT
DT
LBbS
AL
DL
nnAF
nnAF
×=
×=
τ
τ
162
교량받침교량받침 성능평가성능평가((앵커볼앵커볼트트)(3))(3)
앵커볼트 인장응력(1)ML
o=∑(TLi× dL
i) 교축방향
MTo=∑(TT
i× dTi) 직각방향
Ti 앵커볼트 인장력 , di 앵커볼트군 중심에서 앵커까지 거리
앵커볼트 인장응력(2)fL
D= fLimax = TL
i,max /As 교축방향
fLD= fL
imax = TLi,max /As 교축방향
Ti,max 모멘트에 의한 각 앵커볼트에 작용하는 최대 인장력
성능평가;전단 및 인장응력의 조합을 고려하여 평가(fL
D/fc)2+(τL
D/τc)2 < 1.2 and (fT
D/fc)2+(τT
D/τc)2 < 1.2 만족
(fLD/fc)
2+(τLD/τc)
2 > 1.2 or (fTD/fc)
2+(τTD/τc)
2 > 1.2 불만족
163
받침길이받침길이((낙교낙교))
공급역량Nc=교량받침지지길이
소요역량ND=[탄성변위, Nmin]
Nmin=(200+1.67L+6.66H)(1+0.000125θ2)
성능평가Nc > ND
)최소받침지지길이( 및 연단거리(S)
164
내진성능평가내진성능평가 예예
<교량 횡단면도>
< 받침 단면도>
고정단 교각
165
상하부상하부 구조의구조의 특성특성
7m×7m×3m단 면직접기초형 식기 초100 mm콘크리트덮개
D13, S=300mm(2단) =0.25%사 용 띠철근D32×88 (2단배근) =1%사 용 주철근
300(SD30)MPa24 MPa
철근항복응력(fy)콘트리트강도(fck)
3.42×107 kN-m2유효 단면강성(E․Ieff)
7.07 m2단 면 적 (A)
3.0 m지 름10.0m높 이
T형 원형교각 (Solid)형 식
교
각
하부구조
3.43×108 kN-m2단면강성(EI3)
8.6 m2단 면 적 (A)
210.7 kN/m단 위 m당중 량 (w(x))
2차로 (교폭 12.145m)차 로 수상부구조
특 성구 분
166
내진성능내진성능 예비평가예비평가 ((지진도지진도))
도시지역, 지반종류II에 위치 2그룹
지반종류 지진구역 구분
SE SD SC SB, SA
도시 1그룹 2그룹 I
기타지역 3그룹
도시 1그룹 2그룹 3그룹
4그룹 II
기타지역 2그룹 3그룹 4그룹
167
내진성능내진성능 예비평가예비평가((취약도취약도))
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛⋅⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
기준
현재
기준
경간수
AGEAGE
WIDTHWIDTHLENGTHCONTVI 05.0
10015.0
32.0
3.01.0
)(05.0)(1.0))((1.0)(2.0 지수지수지수지수지수 DETIORLIQPILEEARTHPIER ++++
)(05.011.02
지수
기준
길이
지점수
SKEWSUPPORTSUPPORT
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −+ ∑
CONT경간수 = 6, LENGTH = 280(m), WIDTH = 12.1(m), WIDTH기준 = 12.8(m), AGE현재 = 15, AGE기준 = 40(콘크리트교량)PIER지수 = 1.0(단주교각), EARTH지수 = 0.1(토압의 영향이 없는경우)PILE지수 = 0.1(영향이 없는경우), LIQ지수 = 0.4(액상화 가능성이 낮은 경우),DETIOR지수 = 0.4(C등급), SUPPORT길이 = 1800(mm), SUPPORT기준=734(mm) 최소받침지지길이 N = (200+1.67L+6.67H)(1+0.000125θ2)
= 200+1.67×280+6.67×10 = 734mmSKEW지수= 0(받침선과 교축방향의 사잇각이 30°미만인 경우)
VI =1.00
168
내진성능내진성능 예비평가예비평가((영향도영향도))
ADT = 1200(대), LEVEL = 1.0(DB24)CATEGORY = 0.8(1종시설물 특수교량제외), UTILITY = 0(없는 경
우) FACILITY = 0.5(기타시설물), DETOUR = 5(km)
)(15.0))((35.05000
13.0 UTILITIYCATEGORYLEVELADTLogIC ++⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
25.0
501.0)(1.0 ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛++
DETOURFACTILITYIC =0.41
169
내진성능내진성능그룹화그룹화 내진성능평가 대상결정
지진도 등급산정
제 1그룹 제 2그룹 제 3그룹 제 4그룹
취약도계수V I > 0.6
취약도계수V I > 0.7
취약도계수V I > 0.8
취약도계수V I > 0.9
영향계수IC > 0.6
영향계수IC > 0.7
영향계수IC > 0.8
내진보강핵심교량
내진보강중요교량
내진보강관찰교량
내진보강유보교량
Yes No
Yes
Yes Yes Yes
YesYes
No No No
No No No
2그룹
VI =1.00
IC =0.41
170
내진성능내진성능 상세평가상세평가내진성능 평가수준 결정
교각의 단면강도 및 변위 결정휨에 의한 강도 및 변위의 계산
전단강도의 계산
단면강도 및 변위 결정
탄성지진력의 계산지진하중 결정내진성능 평가
교각받침받침지지길이
171
내진성능내진성능 상세상세 평가방법평가방법 결정결정
평가수준 A 6경간 연속교
지진구역 I
건설 15년 경과
사용목표수명 40년 가정 수명비 ½이상
가속도계수 0.154g
대상 교량
172
교각의교각의 단면강도단면강도 및및 변위변위 결정결정(1) (1)
휨에 의한 강도의 계산
)/(.
)/(.
. m
my
1002770
100110
0020 =
=
φ
φ
<변형률-곡률 관계>
소성힌지영역내
주철근 겹침이음 존재
<모멘트-곡률 관계>
Φ = 1.10×10-3 (1/m) Mn = 36004kN
y
173
교각의교각의 단면강도단면강도 및및 변위변위 결정결정(2) (2)
수평변위의 계산
mHy y 037.03
)10(101.13
232
=⋅×
=Φ
=∆−
mm
dfdfHL blyblyp
422.092.0032.0300013.00.1008.0
044.0013.008.0
>=⋅⋅+⋅=
≥+=
001509201010110772ΦΦ 33y ..)..()( max =⋅×−×=⋅−= −−
pp Lθ
mLH ppp 0140
2896001000150
2∆ .)..(.)( =−=−=θ
0.051m0.0140.037∆∆ pyu =+=+=∆
1.3870.051/0.03/∆∆ yu∆ ===µ
항복변위 ;
등가소성힌지의 길이 ;
소성회전각 ;
소성변위 ;
극한변위 ;
변위연성도; (1.5보다 작아야 한다)
174
거동특성의거동특성의 비교비교
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200
Displacement(mm)
Late
ral Load(k
N)
C1 C2•Lap Splice •Continuous Bars
175
교각의교각의 단면강도단면강도 및및 변위변위 결정결정 (3) (3)
전단강도의 계산
1.5)µ(632.9 ≤=++= MNVVVV pscn
)(592.1)0.105.1tan(10535tan 단일곡률변형MNaPpV =⋅=⋅=
MN
sDfA
V yvs
115.1245cot3.02
8.230010267.1
245cot2
'
4
=⋅⋅⋅
⋅⋅×⋅=
⋅⋅⋅⋅⋅
=
−π
π열
1.5)µ(925.68.0068.72425.025.0 ≤=×⋅== MNAfV eckc
176
교각의교각의 단면강도단면강도 및및 변위변위 결정결정(4) (4)
휨에 의한 휨단면강도
항복변위, 최대변위 및 변위연성도항복변위(Δy) = 3.7cm,
최대변위(Δu) = 5.1cm
변위연성도 (μ) = 수평변위 변위연성도(μf)=1.38
kNHMP ennn 4.360410/36044/ ===교 축 방 향 ;
교축직각방향 ;
kNHMP ennT 7.300312/36044/ ===
3.7 5.1
9632
3604
Δ(cm)
P(KN)
공칭전단강도 > 휨단면강도
177
탄성탄성 지진력지진력((교축방향교축방향))
탄성지진력
탄성지진응답계수
탄성주기
교각의 탄성강성
* W는 유효중량으로 교량상부구조와 이의 동적거동에 영향을 주는 하부구조의고정하중으로 상부구조의 전중량과 하부구조의 50%를 유효하중으로 취하였다.
유효중량 )8.60(9.60841)(8.1731)(1960[2/1)(2807.210
MNkN
WWWpu
=++×=
+=
교각코핑부상부구조
)/7.97(/97412037.0/44.3604/
mMNmkNPK L
eff
=
=∆= ϕϕ
)9.9(2.9917 MNkNCWP sL
E ==×=
sec59.18.997412
60842π2π2 =⋅
=⋅
=effKg
WT
385.0163.059.1
2.1154.02.12.13/23/2
<=⋅⋅
=⋅
=T
SACs
178
탄성지진력
탄성지진응답계수
탄성주기
교각의탄성강성
유효중량
탄성탄성 지진력지진력((교축직각방향교축직각방향))
)4.12(9.12380)8.1731)(507.210
MNkN
WWW pu
==++×=
+=
](1/2[1960(상부구조) 교각부코핑부
)2.81(2.81183373003.7/0.0/ y MNkNPK yL
eff ==∆=
sec78.08.98284
1264π2π2 =⋅
=⋅
=effKg
WT
38502620780
21154021213232 ..
.....
// <=⋅⋅
=⋅
=T
SACs
)2.3(4.3245 MNkNCWP sEL ==×=
179
지진하중의지진하중의 결정결정
교축방향의 지진하중
교축직각방향의 지진하중
kNPPMinP LE
Ln
LEQ 4.3604],[ ==
kNPPMinP TTn
TEEQ 7.3003],[ ==
180
교각의교각의 평가평가; ; 탄성지진력의탄성지진력의 비교비교(1) (1)
kNPPP
kNPPP
ET
EL
combET
ET
EL
combEL
7.4402)4.3245()2.99173.0()()3.0(][
9.9964)4.32453.0()2.9917()3.0()(][2222
2222
=+⋅=+×=
=×+=×+=
교축직각방향
교축방향
Energy) (Equal..1-µ
t)Dispacemen (Equal 1.38µ
c
c
331138122 =−×==
==
EqvT
Eqv
R
R L
-- 지진하중지진하중 조합조합; 30%; 30%--RuleRule
-- 변위연성도변위연성도 응답수정계수응답수정계수
181
내진성능 평가
불만족직각방향
불만족교축방향
CombnT
EqvnT
CombnL
EqvnL
PP
PP
][][
][][
<
<
직각방향
교축방향
kNRPP
kNRPPT
nT
EqvnT
Ln
LEqvn
L
4.399833.17.3003][
4.497838.14.3604][
=×=×=
=×=×=
등가탄성강도등가탄성강도
교각의교각의 평가평가; ; 탄성지진력의탄성지진력의 비교비교(2) (2)
182
교량받침의교량받침의 평가평가; ; 받침받침 본체본체
받침본체 횡방향 저항력교축방향 ; FL
B,C = 891.8×2=1783.6kN
교축직각방향 ; FTB,C = 891.8×1=891.8kN
받침 작용 지진하중교축방향
교축직각방향
판정교축방향 1783.6 kN < 3715.3 kN N.G.
교축직각방향 891.2 kN < 3192.4 kN N.G.
kNPPF
kNPPF
EQT
EQL
DBT
EQT
EQL
DBL
4.3192)7.3003()4.36043.0()()3.0(
3.3715)7.30033.0()4.3604()3.0()(2222
,
2222,
=+×=+×=
=×+=×+=
183
교량받침의교량받침의 평가평가; ; 앵커볼트앵커볼트(1)(1)
앵커볼트인장강도(fc) = 350MPa
전단강도(vc)=80×1.5=120MPa
작용 하중
전단응력
kNPPF
kNPPF
EQT
EQL
FDBT
EQT
EQL
FDBL
5.39904.319225.1)()3.0(
1.46443.371525.1)3.0()(
22,
22,
=×=+×=
=×=×+=
α
α교축방향
직각방향
MPannA
Fv
MPannA
Fv
TBbS
AT
DT
LBbS
AL
DL
3.7941410256.1
105.3990
2.4622410256.1
101.4644
3
3
3
3
=×××
×=
×=
=×××
×=
×=
−
−교축방향
직각방향
184
교량받침의교량받침의 평가평가; ; 앵커볼트앵커볼트(2)(2)
앵커볼트 인장응력fL
D= fLimax = TL
i,max /As 교축방향
fLD= fL
imax = TLi,max /As 교축방향
Ti,max 모멘트에 의한 각 앵커볼트에 작용하는 최대 인장력
성능평가;전단 및 인장응력의 조합을 고려하여 평가(fL
D/fc)2+(vL
D/τc)2 < 1.2 and (fT
D/fc)2+(vT
D/τc)2 < 1.2 만
족
(fLD/fc)
2+(vLD/τc)
2 > 1.2 or (fTD/fc)
2+(vTD/τc)
2 > 1.2 불만족
185
교량받침의교량받침의 평가평가; ; 받침길이받침길이((낙교낙교) )
Nc = 1,800mm
최소받침지지길이Nmin=(200+1.67L+6.67H)(1+0.000125θ2)
=200+1.67×280+6.67×10 = 734mm
교축방향 탄성변위Sd=Sa/w
2, Sa=Cs×g=0.163× 9.81=1.6(m/sec2)
w=2п/T = 2п/1.59 = 3.95(rad/sec)
Sd = 0.103(m)=103(mm)
ND=Max[Nmin, Sd] = 734(mm)
NC/ND = 1,800/734 > 1.0 O.K
186
감감 사사 합합 니니다다