장수명 합리화 바닥판 개발, II: BRIDGE 200, 2차년도(연구) : (Development of FRP Bridge Decks-Year Two)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The service life of the conventional bridge deck is many times shorter than those of other bridge components. The use of high-strength and high-durability bridge deck in the highway bridge construction becomes very crucial to minimize the maintenance work

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 FRP신소재를 이용한 교량 바닥판의 개발 및 실용화에 관련된 연구로서, FRP재료로 구성된 구조물의 해석 및 설계기술을 연구하여 기존 및 신설교량에 적용 가능한 FRP바닥판을 개발 및 실용화하고, 궁극적으로는 FRP재료의 구조재활용을 위한 기반기술을 개발·제공하기 위하여 수행되었다. FRP신소재를 이용한 교량 바닥판의 개발 및 실용화를 위한 기초 연구단계로써 수행된 본 연구에서는 FRP 부재의 부착특성 분석, FRP바닥판의 최적화 설계, 바닥

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론
• 1.1 연구배경 및 필요성
• 1.1.1 연구배경
• 1.1.2 연구필요성
• 1.2 연구목적
• 1.2.1 최종 연구목표
• 1.2.2 연차별 연구목표
• 1.3 연구내용
• 1.3.1 연구영역별 주요 연구내용
• 1.3.2 연차별 연구내용
• 1.4 연구수행방법
• 1.4.1 기술개발지도(TRM)
• 1.4.2 연구추진체계
• 1.5 국내외 기술동향
• 1.5.1 국외 기술동향
• 1.5.2 국내 기술동향
• 1.6 보고서의 구성
• 제2장 FRP바닥판 설계기준 제시
• 2.1 개요
• 2.2 FRP바닥판 설계기준 관련 연구 동향
• 2.2.1 해외 FRP 제작업체의 설계기준
• 2.2.2 설계기준 수립을 위한 위원회 활동
• 2.2.3 설계기준 관련 학술연구 동향
• 2.3 적정 설계법 제안
• 2.3.1 설계기준 형식검토
• 2.3.2 설계기준형식 제안
• 2.4 구조신뢰성 검토
• 2.4.1 구조신뢰이론 적용검토
• 2.4.2 FRP구조 부재의 확률특성 검토
• 2.4.3 목재 구조물에 대한 신뢰성 분석
• 2.5 FRP바닥판 신뢰성 해석
• 2.5.1 해석대상 FRP바닥판 설계
• 2.5.2 하중 모델
• 2.5.3 재료의 성질에 대한 통계적 모델
• 2.5.4 휨거동 파괴에 대한 구조신뢰성 해석
• 2.5.5 목표 신뢰성지수 및 안전율 제안
• 2.6 FRP바닥판 설계기준 검토
• 2.6.1 설계기준 검토항목
• 2.6.2 처짐에 대한 기준검토
• 2.6.3 휨응력에 대한 기준검토
• 2.7 요약
• 제3장 FRP바닥판 최적설계
• 3.1 개요
• 3.2 FRP바닥판의 최적설계 정식화
• 3.2.1 설계변수
• 3.2.2 목적함수
• 3.2.3 제약조건
• 3.3 FRP바닥판의 최적설계 알고리즘
• 3.3.1 구조해석
• 3.3.2 유전자 알고리즘
• 3.3.3 재료물성 최적화
• 3.4 적용예제
• 3.4.1 유한요소해석
• 3.4.2 최적설계 결과
• 3.4.3 기제품화된 단면과의 비교 검토
• 3.4.4 설계변수의 민감도 분석
• 3.5 요약
• 제4장 FRP바닥판-거더 연결구조의 해석적 연구
• 4.1 개요
• 4.2 바닥판-거더 연결구조 제안
• 4.2.1 기개발 연결구조
• 4.2.2 제안 연결구조
• 4.3 앵커볼트 배치 간격 설계
• 4.3.1 단면형상 변환 및 유효폭 산정
• 4.3.2 수평전단력 및 허용전단력 산정
• 4.3.3 앵커볼트 간격 산정
• 4.3.4 앵커볼트 설계 예
• 4.3.5 유한요소해석을 이용한 앵커볼트 간격 설계
• 4.4 바닥판-거더 연결부 상세 설계
• 4.4.1 앵커볼트 직경 및 연단거리 설계
• 4.4.2 앵커볼트 고정용 보강판 설계
• 4.4.3 채움재 및 앵커볼트 매립깊이 설계 방안 제시
• 4.5 바닥판-거더 연결부 시공
• 4.5.1 시공순서
• 4.5.2 FRP바닥판의 경사(Elevation) 조정방법
• 4.6 요약
• 제5장 FRP부재간 부착성능
• 5.1 개요
• 5.2 파괴 역학에 기초한 부착모델
• 5.3 직접 전단부착시험 개요
• 5.3.1 FRP 부착시험 기준 및 시험방법
• 5.3.2 부착시험 변수
• 5.4 직접 전단부착시험 결과
• 5.4.1 파괴 형상
• 5.4.2 FRP 강성-부착성능 관계
• 5.4.3 FRP 표면처리 방법별 부착성능
• 5.4.4 부착제 종류별 부착성능
• 5.4.5 부착길이별 부착성능
• 5.4.6 부착강도-변위 관계
• 5.5 부착모델
• 5.5.1 부착모델 형태 추정
• 5.5.2 부착모델의 결정
• 5.6 유한요소해석
• 5.6.1 탄성해석에 이용된 가정
• 5.6.2 MIDAS를 사용한 해석
• 5.6.3 ABAQUS를 사용한 해석
• 5.7 요약
• 제6장 FRP바닥판 Pilot Test
• 6.1 개요
• 6.2 FRP보 휨 실험
• 6.2.1 실험 개요
• 6.2.2 강축 1셀 FRP보의 휨 실험
• 6.2.3 강축 2셀 FRP보의 휨 실험
• 6.2.4 약축 FRP보의 휨 실험
• 6.3 웨브 좌굴성능 실험
• 6.3.1 실험 개요
• 6.3.2 2셀 FRP부재의 웨브 좌굴 실험
• 6.3.3 등분포 하중을 받는 1셀 FRP부재의 웨브 좌굴 실험
• 6.3.4 I-형 FRP부재의 웨브 좌굴 실험
• 6.3.5 웨브 좌굴성능 분석
• 6.4 FRP 바닥판 실험
• 6.4.1 실험 개요
• 6.4.2 실험 결과
• 6.5 요약
• 제7장 결론
• 7.1 연구결과 요약
• 7.1.1 FRP바닥판 설계기준 연구
• 7.1.2 FRP바닥판 최적설계 프로그램 개발 및 최적설계
• 7.1.3 FRP바닥판-거더 연결구조 해석적 연구
• 7.1.4 GFRP 부재 부착모델 개발 및 부착성능 검증
• 7.1.5 FRP바닥판 성능검증을 위한 Pilot Test
• 7.2 향후 연구계획
• 참고문헌
• 부록 A FSDT이론을 적용한 FRP바닥판 해석
• 부록 B FRP바닥판 모듈 재료시험 결과(한국화학시험연구원 실시)