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횡구속 콘크리트의 압축 응력-변형률 모델 : Part I. 원형단면 부재
선창호,정혁창,김익현,Sun, Chang Ho,Jeong, Hyeok Chang,Kim, Ick hyun 한국지진공학회 2017 한국지진공학회논문집 Vol.21 No.1
In order to avoid collapse of bridges in earthquakes bridge piers are generally designed to attain sufficient ductility. This full-ductility design method has merits for securing the seismic safety readily against strong earthquakes but, it has weakness of high cost design because of excessive safety margin. Recently, in many countries with high seismic technologies, the seismic design concept tends to shift from the collapse prevention design to the performance-based one which requires different performance (damage) levels according to the structural importance. In order to establish this performance-based design method the displacement ductility of confined concrete members should be evaluated quantitatively. And the stress-strain model of confined concrete is indispensible in evaluating displacement ductility. In this study, 6 test groups with different lateral reinforcement ratios were prepared. 10 same specimens with circular section for each group were tested to obtain more reliable test results. The characteristic values necessary for composing the stress-strain model were obtained from experiments. Based on these characteristic values the new stress-strain model modifying the Hoshikuma's one has been proposed.
가속열 노화로 열화된 탄성받침 고무재료의 전단 특성(1): 천연고무
선창호 ( Chang-ho Sun ),김익현 ( Ick-hyun Kim ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.6
유연한 고무재료를 사용하는 탄성받침은 최근 교량의 내진보강용으로 많이 적용되고 있다. 그러나 다양한 요인에 의하여 고무재료의 노화가 진행되고 이로 인해 탄성받침의 전단강성에 변화가 생기고 이는 교량의 내진성능에 영향을 미친다. 천연고무를 대상으로 노화촉진시간과 노출시간을 변수로 하여 노화촉진시험을 수행하여 전단특성의 변화를 분석하였다. 노화가 진행될수록(노화촉진온도 및 노출시간이 증가할수록) 최대전단응력과 전단변형율은 감소한다. 또한 동일한 전단변형률에서 전단강성이 크게 증가한다. 이는 고무재료가 경화됨을 의미하며 탄성받침의 내진성능이 저하되는 것을 암시한다. Elastometic bearings using flexible rubber materials have recently been widely applied for seismic retrofit of bridges. However, due to various factors, the aging of the rubber material progresses, which causes the shear stiffness change of the bearing, which affects the seismic performance of the bridge. For natural rubber, accelerated heat aging test was performed with variables of heating temperatures and exposure time to analyze shear characteristics. As aging progresses (i.e. increase of temperature and exposure time), the maximum shear stress and shear strain decrease. Also, the shear stiffness is greatly increased at the same shear strain. This means that the rubber material is hardened, implying that the seismic performance of the elastomeric bearing becomes poor.
반강접 접합부 모델을 이용한 강뼈대 구조물의 비선형 거동 해석
선창호 ( Sun Chang-ho ),안병택 ( Ahn Byung Taek ),이종석 ( Lee Jong-seok ) 한국구조물진단유지관리공학회 2000 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.4 No.1
Recently, Semi-rigid connections are often used fo the convenience of construction in buildings. Thus we should consider about the rotational stiffness of actual connection on designing and analysis. Richard Power Model that can predict the moment-rotation behavior of the semi-rigid connection was presented. The program, that can analysis the nonlinear behavior of steel structure with semi-rigid connections, was made with using this result.
열화시간에 따른 탄성받침 천연고무 재료의 전단강성 변화 특성
선창호 ( Sun Chang-ho ),안성민 ( An Sung-min ),김익현 ( Kim Ick-hyun ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.2
교량받침은 지진에 취약한 구성요소의 하나로 알려져 있으며, 특히 장기간 사용된 고무계열 받침은 시간이 경과함에 따라 다양한 원인에 의해 재료의 열화가 발생하게 되며, 이에 따라 역학적 특성이 변하게 된다. 국내에서는 교량받침의 노후화로 인한 내진성능변화에 대한 연구는 많지 않으며, 일본의 선행연구에서도 각기 다른 결과를 나타내고 있기 때문에 우리나라의 제품에 대한 역학적 시험을 실시하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구는 탄성받침에 사용되는 천연고무재료의 전단시편에 대해 열화노화촉진시험을 수행하고 이에 대한 전단강성 변화 특성을 분석하였다.
선창호 ( Sun Chang-ho ),안성민 ( An Sung-min ),김익현 ( Kim Ick-hyun ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.2
탄성받침은 하중의 전달이 효과적이며 모든 방향으로의 신축 및 회전이 가능하여 1980년대 이후 가장 많이 시공되고 있는 교량받침이다. 또한, 지진에 대한 관심이 증가되는 현재는 내진설계 시 교각에 작용하는 과도한 지진력을 감소시키고 교각의 하중분배를 위해 사용이 증대되고 있다. 일본의 경우 2011년 동북대지진 시 탄성받침이 파열되는 현상에 대한 원인 분석 결과 노후화에 의한 탄성받침의 전단강성 증가와 변형성능 감소가 원인으로 보고하고 있다. 따라서 본 연구는 탄성받침에 사용되는 천연고무재료의 전단시편에 대해 열화노화촉진시험을 수행하고 이에 대한 전단응력-변형률 특성을 분석하였다.
노화촉진 수준에 따른 탄성받침용 고무종류별 전단특성 변화의 차이
선창호 ( Sun Chang Ho ),김익현 ( Kim Ick Hyun ) 한국복합신소재구조학회 2021 복합신소재구조학회논문집 Vol.12 No.6
교량의 내진보강용으로 탄성받침이 널리 사용되고 있다. 이에 사용되는 고무재료는 크게 천연고무(NR), 합성고무(CR), 이 둘을 적정하게 배합한 혼합고무(BR)가 있다. 강재와 달리 고무재료는 다양한 환경요인에 의해 노화(열화)가 빨리 진행되고 이로 인해 전단강성에 변화가 발생한다. 교량받침에 적용되는 3가지 고무재료에 대해서 전단시편을 제작하여 열을 가하여 노화를 촉진시킨 후(노화촉진시험) 전단성능시험을 수행하였다. 시험변수는 노화촉진온도 3가지(70℃, 80℃, 90℃)와 노출시간 10단계(Fresh∼168days)로 설정하였으며, 시험의 신뢰도를 향상시키기 위해 각각의 변수별로 4개의 시험체를 제작하였다. 시험체는 총 360개이다. 전단성능시험 결과 노출강도가 클수록(노화촉진온도가 높을수록, 노출시간이 길수록) 노화에 따른 고무의 전단 경화 현상(전단강성 증가)이 나타났으며 노화강도가 클수록 심화되었다. 이런 경향은 천연고무(NR), 혼합고무(BR), 합성고무(CR) 순으로 크케 나타났다. 향후 실제 고무받침에 대해서도 노화에 의한 전단거동 특성 연구가 필요하다. Recently, elastomeric bearings have become popular for the seismic retrofitting of bridges. The rubber materials used for this are broadly classified into natural rubber, chloroprene rubber, and blended rubber in which the two are properly mixed. Unlike steel, rubber material ages (deteriorates) quickly due to various environmental factors, resulting in a change in shear stiffness. Rubber specimens were prepared and aging was accelerated by applying heat, followed by shear performance tests. Shear hardening of rubber with aging appeared, and it became more severe as the aging intensity increased. This is a significant trend in natural rubber, chloroprene rubber, and blended rubber.
선창호(Sun,Changho),김익현(Kim,Ickhyun) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.6
교량의 고무계열 받침은 교량을 장주기화하여 지진력을 감소시키고 또한 지진력을 모든 교각으로 분산시키기 때문에 교량의 내진보강용으로 많이 사용되고 있다. 그러나 강재받침에 비해 노화가 쉽게 진행되어 전단강성에 변화가 생긴다는 단점도 지니고 있다. 고무받침에 사용되는 혼합고무를 대상으로 열에 의한 노화를 촉진하여 전단특성의 변화를 분석하였다. 노화촉진온도가 높고 노출시간이 길수록 최대응력과 그때의 변형률이 크게 감소하고 전단강성이 증가하였다. 이는 공용기간이 길어질수록 노화가 심화되어 내진성능이 점차 저하된다는 것을 의미하며 노후받침의 역학모델의 기초지료를 제공한다. Rubber bearings are widely used for seismic retrofit of bridges because they reduce the seismic force by making the vibration period of the bridge longer and distributing the seismic force to all the piers. However;they have the disadvantage of being easily aged compared to steel bearings as well as having variations in the shear stiffness. The shear characteristic changes in the blended rubber for the rubber bearings were analyzed;specifically;the aging accelerated by heat. The higher the aging temperature and longer the exposure time;the greater is the maximum stress and strain at that time;and the greater is the shear stiffness. This implies that the seismic performance gradually deteriorates due to aging as the service period becomes longer. This can provide the basis for the mechanical model of the aging bearing.