FRP 부재를 이용한 단순 사장교 모델의 거동 해석
An Anlysis of Simplified Cable Stayed Bridge with FRP Components
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초록
건설 분야에서는 신소재인 FRP(fiber reinforced polymer) 복합재료는 그 경량성과 고강도로 점차 그 사용영역이 넓어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 FRP 소재의 성능을 평가하기 위하여 제2 진도대교를 원형(prototype)으로 하는 3차원 선형 모델링을 하였고 케이블 및 거더에 복합소재를 적용하여 해석하였다. 해석 결과는 Steel 케이블 및 보강형을 사용한 경우와 비교를 통하여 분석하였고 정적해석 및 모드해석을 수행하였다. 정적해석에서는 각 부재의 최대 응력 및 중앙 지점의 최대 처짐을 비교하였다. 사하중 감소 때문에 복합소재를 사용한 경우 상판의 처짐이 감소하는 것을 확인하였으며, 케이블의 단면을 감소시켜 해석함으로써 그 결과를 다시 보였다. 단면 감소, 모드해석에서는 진동수 비를 통해 Flutter의 발생 풍속을 비교하였다.
Abstract
As an emerging materials in construction fields, FRP(fiber reinforced polymer) has been used in many area of civil engineering for its light weight and high strength. In this study we chose the 2nd Jindo-Bridge as a prototype, and evaluate effect of replacing steel components to FRP components through simplified 3D linear analysis. Static and modal analysis are done and the analysis results are compared with steel case analysis. From the static analysis results, the maximum stress of each component and maximum displacement of middle span are compared. Due to the reduction of deadload, the FRP structure causes less deflection than the original steel structure, and from the reduced section (cable) analysis we confirmed the previous result. The occurrence wind velocity of flutter is compared by the frequency ratio.
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