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유한요소해석에 의한 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 바닥판의 휨성능 평가

Evaluation on Flexural Performance of Precast Decks with Ribbed Joint by FEM

박세진|신동호|강명구|오현철|정철헌
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2016.01|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제20권 제1호|pp. 85-94

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휨성능Flexural performance요철형 이음프리캐스트 교량 바닥판유한요소해석 모델Ribbed connectionPrecast bridge decksFEM model
주제분류안전공학

초록

본 연구에서는 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 교량 바닥판 이음부의 정적 휨성능을 예측하기 위한 비선형 유한요소해석 모델을 구성하였으며, 선행연구에 의한 실험결과와의 비교를 통해 유한요소해석의 적합성을 확인하였다. 유한요소해석 모델을 구성하는 재료특성으로 각각의 이론을 적용하였으며, 실험결과 및 사전 변수해석을 통해 입력변수들을 결정하여 유한요소해석 모델을 구성하였다. 본 연구에서 수행된 유한요소해석 결과는 각각의 실험체에 대한 구조적 거동을 평균 5% 이내로 비교적 정확하게 추정하는 것으로 나타났으며, 소성 변형률 분포로부터 각 실험체의 균열양상 및 파괴형태를 간접적으로 예측할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 사용된 유한요소해석 모델은 향후 프리캐스트 바닥판 이음부의 극한거동 예측 및 이음부의 설계식 도출을 위한 변수해석 연구 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract

In this study, a non-linear FEM model is presented to predict the static flexural performance of precast bridge decks with ribbed joint andis verified with previous experiment results through comparison. The several theory of material properties were applied to each mechanical propertiesin FEM model and FEM model’s input variables were determined through experiment result and parametric study. The FEM results showed goodaccuracy in predicting the structural performance of the specimens and FEM model’s average error rate was 5%. Also, each specimen’s cracking aspectand failure mode can be predicted through FEM’s plastic strain distribution. Thus, this FEM model can be used effectively for predicting the ultimatebehavior and parametric study to development of design formula for joint.

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