| 2차년도 |
당해연도에는 강관삽입 중공 R.C 교각의 연성 능력 평가 및 해석 모델의 개발을 목표로 한다. 해석 대상 교각의 실험을 통하여 강관삽입 중공 기둥의 거동 특성을 파악하고, 교각의 세장비, 단면형상, 축력, 배합비 등의 각 영향인자에 따른 교각의 강성 및 연성 산정 모델을 개발한다. 개발된 모델을 통하여, 실무에서 활용이 가능한 고교각 시공법을 제안하고, 설계 지침을 제시한다.① 강관삽입 중공 교각의 합성구조 해석 기술 개발 - 일반 R.C 기둥 및 중공 R.C 기둥의 거동 특성 연구 - 콘크리트 충전 강관 기둥의 거동 연구 - 강관 삽입 중공 R.C 기둥의 거동 연구 (일반 강관 및 파형 강관)② 연성도 평가 실험③ 기둥의 연성 해석 모델 개발④ 강관삽입 중공 R.C 고교각개발⑤ 삽입강관의 좌굴 해석⑥ 지진하중에 의한 고교각의 영향 검토
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① 강관 단면 및 교각 단면에 따른 강관 삽입 중공 교각의 연성도 실험. ② 배합비, 철근비에 따른 강관 삽입 중공 교각의 연성도 실험. ③ 축력비 및 세장비에 따른 강관삽입 중공교각의 연성도 실험.④ 기존 합성형 교각과의 성능 비교 평가.⑤ 파형강관을 이용한 콘크리트 구속 강도모델 개발.⑥ 파형 강관 단면 및 교각 단면에 따른 강관 삽입 중공 교각의 연성도 평가.⑦ 배합비, 철근비에 따른 파형 강관 삽입 중공 교각의 연성도 평가.⑧ 축력비 및 세장비에 따른 파형 강관 삽입 중공교각의 연성도 평가.⑨ 유한요소 해석법을 이용한 일정 축력 작용 시의 원동형 쉘의 아치 좌굴 분석.⑩ 지진하중에 의한 고교각의 동적 안정성 연구⑪ 재료 및 기하 비선혀을 고려한 강관 삽입 중공 기둥의 연성 해석 기술 개발.⑫ 세장비, 축력비에 따른 교각의 강성 및 연성 해석 기술 개발.⑬ 강관삽입 중공 고교각 해석 기술 개발.⑭ 강관삽입 중공 고교각 설계안 제시.⑮ 일반 고교각과 강관 삽입 중공 고교각의 경제성 비교 평가.
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
고교각의 설계와 시공을 위해서 반드시 필요한 기술인 “재료 및 기하학적 비선형 해석”, “연성 확보 기술”, “좌굴 해석 및 방지 기술”은 현대 구조역학의 모든 분야에서 그 중요성과 필요성이 가장 증가하고 있는 분야이다. 고교각의 설계와 시공을 위해 필요한 이 세 가지 기술은 모든 기둥구조에서 필요한 기술의 핵심이라 할 수 있으며, 고교각에는 기둥구조에 사용되는 모든 기술이 집약되어 있다고 할 수 있다. 따라서 본 연구를 통하여 기둥구조의 해석 및 설계 기술의 최첨단 기술의 개발 및 이론정립을 통하여, 구조해석기술의 수준을 한 단계 상승시킬 수 있을 것이다.
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| 사회 경제적 파급효과 |
고교각 시공을 위한 신공법의 개발은 이러한 재료비 및 인건비 의 절감 뿐 아니라, 연성의 확보 및 좌굴 안정성으로 인하여 지진과 같은 자연재해에 대한 안전성 및 구조물 자체의 안전성을 확보하게 된다. 이러한 경제성과 안전성을 모두 갖게 되는 고교각의 개발은 그 필요성이 점차 증가하고 있는 고가도로, 장대교량 등의 거대 구조물의 건설로 국가기간산업의 한 축이 되어, 물류비용 및 시간비용의 감소, 지가의 상승에 따른 도로 확충에 대한 문제의 해결을 이끌게 되고, 신공법의 핵심 기술인 “재료 및 기하학적 비선형 해석기술”, “연성 확보 기술”, “좌굴 방지 기술”은 모든 구조 분야에서 가장 주관심의 대상이 되는 문제로 본 연구에서 정립된 이론과 개발된 기술은 조선 및 항공 산업과 같은 거대 구조물의 해석을 요하는 분야로 파급되어 향상된 제품의 생산 및 생산성의 증대로 이어질 것이다.
현재의 모든 구조물은 재료의 고강도화와 경량화의 추구에 따라 사용 부재의 단면이 감소되어 왔다. 이로 인해 좌굴의 문제가 중요하게 되었으며, 이는 선박, 항공기, 자동차등 모든 구조물에 적용된다. 좌굴의 문제에 이어 구조물의 정확한 해석과 설계를 위해 비선형 해석 또한 점차 그 중요도가 증가하고 있는 추세이다. 본 연구의 좌굴 및 비선형 해석 이론 확립 및 기술 개발은 이러한 타 산업에서도 공통적으로 필요한 기술로 다른 산업에서도 그 필요성이 크다고 할 수 있다.
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| 활용방안 |
현재의 모든 구조물은 재료의 고강도화와 경량화의 추구에 따라 사용 부재의 단면이 감소되어 왔다. 이로 인해 좌굴의 문제가 중요하게 되었으며, 이는 선박, 항공기, 자동차등 모든 구조물에 적용된다. 좌굴의 문제에 이어 구조물의 정확한 해석과 설계를 위해 비선형 해석 또한 점차 그 중요도가 증가하고 있는 추세이다. 본 연구의 좌굴 및 비선형 해석 이론 확립 및 기술 개발은 이러한 타 산업에서도 공통적으로 필요한 기술로 다른 산업에서도 그 필요성이 크다고 할 수 있다.
강관삽입 중공 고교각의 개발의 연구로 이루어진 “재료 및 기하학적 비선형 해석기술”, “연성 확보 기술”, “좌굴 방지 기술”을 이용하여 기중 구조 외에 이를 이용한 보의 해석기술, 복합재료의 해석 기술로 후속 연구의 개발이 이루어질 것이다.
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