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작교이방성 판이론을 적용한 바닥판 활하중 모멘트 산정식 개발
안예준(Ahn Ye Jun),남석현(Nam Suk Hyun),박장호(Park Jang Ho),신영석(Shin Yung Seok) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.5A
교축과 교축직각 방향의 철근비가 다른 철근콘크리트 바닥판은 두 방향의 휨 강성이 다르기 때문에 직교이방성의 재료성질을 가진다. 이러한 철근콘크리트 바닥판의 직교이방성 성질은 교량의 바닥판 휨모멘트에 영향을 미친다. 2004년 개정된 AASHTO LRFD Bridge Desi맑 Specification은 활하중에 의해 바닥판에 작용하는 휨모멘트를 산정하는데 휨 강성비를 고려하고 있지만, 국내의 도로교설계기준(건설교통부, 2005)는 휨강성비를 고려하지 않고 있다. 또한 도로교 표준시방서 하중저항계수 설계편(대한토목학회, 1996)의 활하중 모멘트 값은 휨강성비를 고려하고 있으나, 단일 하중만을 고려하고 있기 때문에 안전한 값으로 보기 힘들다. 본 연구에서는 국내 설계기준에 제시된 트럭 하중모델과 승용차 전용 고가도로 설계용 활하중모델에 대하여 휨 강성비와 다수의 윤하중을 고려한 바닥판 활하중 모멘트 산정식을 제안하고자 한다. 직교이방성 판이론을 이용하여 철근콘크리트 바닥판에 작용하는 휨모멘트를 산정하였다. 바닥판 활하중 모멘트 산정식에는 국내 설계기준 및 시방서에 제시된 하중계수, 동시재하계수, 및 트럭하중모델을 각각 적용하였다. Because of the orthotropic elastic properties and a significant two-way bending action, orthotropic plate theory may be suitable for describing the behavior of concrete-filled steel grid decks. In AASHTO LRFD Bridge Design Specification(2004), the equations for live load moment consider a ratio of flexural rigidity between longitudinal and transverse directions, but not in the Korea design specification of highway bridge (2005). The Korea LRFD bridge standard specification of highway(1996) includes an orthotropic plate model with single load to estimate effects induced by live load moments of concrete-filled steel grid decks. However, the orthotropic plate model considering only single patch load may not be conservative. This paper presents live load moment equations for truck and passenger car, based on the classical orthotropic plate theory, which includes multiple patch loads. Design factors and live load models of Korea standard specification of highway bridge is applied to proposed formulations.
신영석,박장호,이현섭,안예준,Shin Yung-Seok,Park Jang-Ho,Lee Hyun-Sub,Ahn Ye-Jun 한국전산구조공학회 2005 한국전산구조공학회논문집 Vol.18 No.4
본 논문에서는 강박스 거더의 생애주기비용을 최소화하기 위한 방법을 제시하였다. 본 논문에서 고려된 강박스 거더의 생애주기비용은 초기비용, 유지관리비용 및 보수비용으로 구성되었다. 강재 주형의 상태등급곡선과 안전진단 결과 측정된 내하력을 바탕으로 내하력곡선을 추정하였으며, 이 곡선을 이용하여 생애주비용을 고려한 강박스 거더의 최적설계를 수행하였다. 또한 내하력곡선을 통해 강박스 거더의 공용수명과 보수 보강 시기 및 횟수를 결정하고 초기 내하력에 따른 생애주기 동안 발생하는 연간비용을 비교, 분석하였다. 본 논문에서 제안한 생애주기비용을 고려한 강박스 거더의 최적설계를 통하여 기존의 설계에 비해 보다 경제적이며 안전한 설계를 유도할 수 있으리라 판단된다. This paper presents a design method to minimize Life Cycle Cost (LCC) of steel box girders. The LCC considered in this paper includes initial cost, expected life-cycle maintenance cost and repair cost. A load carrying capacity curve is derived from a condition grade curve of steel girders and load tarrying capacity that is measured in safety diagnostic test. And then, optimal design of steel box girders is performed on the basis of load carrying capacity curve. In this paper time and number of times for repair of steel girders are determined based on the calculated load carrying capacity curve. Also, annual costs considering real discount rate are compared and analyzed in various cases. It is concluded that the optimal design of steel box gilders considering LCC by the presented method will lead to more economical and safer girders than conventional design.