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PSC 교량의 3차원 시공 중 해석기법을 위한 준적합 쉘 요소 개발
김기두,변윤주,김현기,롬보이,송삭,김영회,Kim, Ki-Du,Byun, Yun-Joo,Kim, Hyun-Ky,Lomboy, Gilson R.,Suthasupradit, Songsak,Kim, Young-Hoe 한국전산구조공학회 2007 한국전산구조공학회논문집 Vol.20 No.3
PSC 박스 교량은 콘크리트, 철근과 텐던으로 구성된 구조물로서 콘크리트의 인장 균열, 철근의 비선형 거동 등 재료의 비선형성 거동 특성 및 콘크리트의 시간 의존적 특성을 가지고 있는 복합 구조물이다. PSC 박스 교량의 시공 중 거동 특성을 고려하기 위하여 뼈대 요소(프레임 요소)를 이용한 시공단계의 설계가 수행되고 있다. 그러나 PSC 박스 교량 중 곡선램프교 등의 경우는 교량의 외측 및 내측의 변위 및 응력 값이 현저히 다르다. 따라서 PSC 박스 교량의 텐던량 및 시공 중 긴장력이 외측 및 내측에서 다르게 산정되어야 함에도 불구하고 현실적으로는 계산이 불가능하여 같은 양의 텐던과 부적절한 긴장력을 사용하고 있어 시공 중 항상 안전사고에 노출되고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 3차원 해석이 필수적으로 요구되고 있으며 본 연구에서는 PSC 박스 교량의 해석 기법에 필요한 준 적합 쉘 요소를 제안하고자 한다. The PSC box bridge constructed of concrete, reinforcing bar and tendon is a complex structure that exhibits tension cracks, nonlinear behaviour of steel and time dependent behaviour of concrete. The frame element is commonly used for construction stage analysis PSC bridges. However, the frame element does not show sufficient information when in the curved PSC box bridges. For the case of curved PSC bridges, the deformations in the inner and outer web are different. In this case, different jacking forces are required in the inner and outer webs. However, it is impossible to calculate different jacking forces if we use the frame element for construction stage analysis. In order to overcome this problem, the use of the shell element is essential for a three-dimensional construction stage analysis of PSC bridges. In the following, the formulation of a Quasi-conforming shell element and its application of PSC box girder bridge analysis are presented.
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