Design Parametric Analysis for Plastic Neutral Axis of PSC Composite Girder Bridges Using High-Strength Concrete

Q4 Materials Science Journal of The Korea Concrete Institute Pub Date : 2023-10-31 DOI:10.4334/jkci.2023.35.5.469

Wen-Cheng Cui, Seok-Goo Youn

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Abstract

이 논문에서는 고강도 콘크리트가 적용된 PSC 합성거더교에 대한 설계변수해석을 수행하고, 설계 규정인 소성중립축 깊이를 만족시킬 수 있는 설계 방법을 연구하였다. 설계 기준은 현행 도로교설계기준(한계상태설계법)을 적용하였다. 설계 변수는 PSC 거더 콘크리트의 설계압축강도, 긴장재의 초기허용긴장력, 강연선의 강도, 그리고 콘크리트 교량바닥판의 설계압축강도와 종방향 철근비이다. 지간장 50 m인 한국도로공사 EX 거더 표준단면을 변수해석을 위한 PSC 거더 단면으로 활용하였다. 사용한계상태를 만족시키는 PSC 합성거더교를 설계한 후, 극한한계상태에서 소성중립축 깊이 규정을 만족되는지 검토하였다. 시공단계별 장기거동해석은 콘크리트 재령을 고려한 AEMM 방법을 적용하였고, 설계휨강도는 단면 설계를 위한 긴장재와 콘크리트의 응력변형률 곡선을 이용한 변형률적합해석 방법을 적용해 산정하였다. 변수해석결과 PSC 합성거더교는, PSC 거더 콘크리트 설계압축강도가 증가할수록 소성중립축 깊이가 증가하여, 설계 규정을 만족하는데 불리한 요인으로 작용함을 확인할 수 있었다. 소성중립축 깊이에 대한 설계요구조건을 만족시키는 설계 방법으로, PSC 합성거더 콘크리트바닥판 설계압축강도를 증가시키는 방법보다, 사용하중 작용 시 PSC 거더 하연에 발생하는 허용인장응력을 증가시키는 방법이 효과적이라 평가하였다.

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Journal of The Korea Concrete Institute Materials Science-Materials Science (miscellaneous)

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