허용응력 설계법에 의한 콘크리트 충전형 합성교각의 합리적인 설계방안에 관한 연구 = (A) study on design of concrete-filled steel piers by allowable stress design

국문 초록 (Abstract)

교각의 형태는 크게 강교각, 콘크리트 교각, 및 합성형식의 교각으로 나뉘어 질 수 있다. 강교각의 경우 비용면에서는 콘크리트 교각에 비해 상대적으로 고가이나 강성 및 연성도가 우수하며 교각 자체의 무게가 가볍고, 건설기간이 짧다는 장점이 있다. 콘크리트 교각은 경제성은 뛰어나지만 교각 자중이 많이 나가고, 시공 속도가 느린 단점이 있다. 반면 합성교각의 한 형태인 콘크리트 충전형 합성교각의 경우 합성효과로 인해 단면이 작아지고, 외측강판이 콘크리트의 영구거푸집 역할을 해주어 시공속도가 빠르고 그 강도와 연성도 특성이 강교각이나 콘크리트 교각보다 월등히 우수하다. 이에 따라 뛰어난 내진성, 제한된 공간 및 건설기간이 요구되는 도심내의 교각과 같은 곳에 강합성 교각을 적용하기 위한 연구가 일본을 중심으로 진행되고 있다.
이 논문에서는 현재까지 축적된 연구결과를 기초로 하여 콘크리트 충전형 합성교각의 합성재료 특성과 합성교각의 압축재, 기둥재, 연결부분등과, 내진에 관한 검토 사항을 허용응력 설계법을 통하여 연구하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The types of piers are to be classified into steel piers, concrete piers and concrete-filled steel piers. In steel pier's case, there are some advantages of good strength and ductility, light self weight and short construction period in spite of a high price compared with RC piers. RC piers have an economic merit, but self weight is heavy and the rate of construction is slow. On the other hand, in case of concrete-filled steel piers, the smaller cross section can be used due to a composite effect, the rate of construction is fast because outside steel plates play a role of a permanent concrete form and a 1 quality of strength and ductility is more excellent than others. Therefore, many studies about concrete-filled steel piers are going on to apply to piers constructed in highly populated places like urban area where seismic safety, limited space and fast construction are indispensably required.
In this paper, on the basis of accumulated results of study up to this day, I studied composite properties of concrete-filled steel piers and main points which are about compression members, column members, connecting parts, and seismic safety by allowable stress design.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 표목차 = iv
• 그림목차 = v
• 국문초록 = vi
• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구목적 = 1
• 1.2 연구방향 = 1
• 2. 콘크리트 충전형 합성교각 = 2
• 2.1 정의 = 2
• 2.2 특징 및 설계목적 = 3
• 2.3 콘크리트 충전형 합성교각이 구비해야 할 일반사항 = 3
• 3. 설계의 기본사항 = 5
• 3.1 설계의 재료특성 = 5
• 3.1.1 일반사항 = 5
• 3.1.2 콘크리트 = 6
• 3.1.3 철근 = 8
• 3.1.4 강재 = 9
• 3.1.5 단기 허용응력도 = 13
• 3.1.6 반복응력 = 13
• 3.2 하중 및 하중조합 = 13
• 3.2.1 일반사항 = 13
• 3.2.2 고정하중 = 14
• 3.2.3 활하중 = 15
• 3.2.4 충격 = 15
• 3.2.6 콘크리트 타설시의 측압 = 15
• 3.2.6 충전 콘크리트의 크리프에 대한 영향 = 17
• 3.2.7 충전 콘크리트의 건조수축의 영향 = 18
• 3.3 구조해석 = 18
• 3.3.1 일반사항 = 18
• 3.3.2 안전성의 확보 = 18
• 4. 허용응력 설계법에 의한 검토 = 19
• 4.1 압축재 = 19
• 4.1.1 일반사항 = 19
• 4.1.2 강재의 폭두께비 제한 = 19
• 4.1.3 단면성능 = 20
• 4.1.4 허용압축응력 = 21
• 4.2 기둥재 = 22
• 4.2.1 일반사항 = 22
• 4.2.2 허용휨응력 = 22
• 4.2.3 허용전단응력 = 23
• 4.2.4 휨과 축력을 받는 부재 = 23
• 4.2.5 기둥재의 설계상세 = 25
• 4.3 연결에 관한 일반사항 = 26
• 4.3.1 일반사항 = 26
• 4.3.2 구조세목 = 26
• 4.3.3 부착설계 = 27
• 4.3.4 기둥기초부설계 = 28
• 5. 내진에 관한 검토 = 36
• 5.1 일반사항 = 36
• 5.2 내진설계의 기본방침 = 36
• 5.2.1 내진설계기준의 기본개념 = 36
• 5.3 설계 일반사항 = 37
• 5.3.1 설계지반운동 = 37
• 5.3.2 내진등급과 설계지진수준 = 38
• 5.3.3 지반의 분류 = 38
• 5.3.4 응답수정계수 = 40
• 5.4 해석 및 설계에 대한 규정 = 40
• 5.4.1 일반사항 = 40
• 5.4.2 해석방법 = 40
• 5.4.3 탄성력 및 탄성변위 = 41
• 5.4.4 직교 지진력의 조합 = 41
• 5.4.5 단경간교의 설계규정 = 41
• 5.4.6 지진구역 II에 위치하는 내진II등급교의 설계지진력 = 41
• 5.4.7 설계지진력 = 42
• 5.4.8 설계변위 = 43
• 5.5 해석방법 = 44
• 5.5.1 일반사항 = 44
• 5.5.2 탄성지진응답계수 = 44
• 5.5.3 단일모드스펙트럼해석법 = 45
• 5.5.4 다중모드스펙트럼해석법 = 46
• 5.6 내진성능의 검토 = 47
• 6. 재료 및 시공 = 51
• 6.1 일반사항 = 51
• 6.2 콘크리트의 재료 및 배합 = 51
• 6.3 레디믹스트 콘크리트 = 52
• 6.4 구조용 강재 = 52
• 6.5 접합용 재료 = 52
• 6.6 충전 콘크리트의 시공 = 54
• 6.7 공기빼기 구멍 = 54
• 7. 결론 = 55
• 8. 참고문헌 = 56
• (Abstract) = 57