FBG 변형률센서를 이용한 현수교의 정적 처짐형상 추정

조남소(Cho Nam-So),김남식(Kim Nam-Sik) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.5A

교량구조물의 안전성 평가에 있어서 처짐형상을 측정하는 것은 매우 중요한 요소이다. 그러나 교량의 처짐을 측정하는 작업은 일반적으로 용이하지 않으며, 경우에 따라서 측정점이 제한되거나 많은 비용이 소요된다. 따라서 최근에 광섬유 변형률 센서를 이용한 교량의 처짐형상을 간접적으로 추정하는 연구가 진행되고 있으나 단순지지 형식의 교량에 주로 적용되고 있다. 본 연구에서는 현수교의 고전적인 처짐이론을 적용하여 측정된 변형률로부터 처짐형상을 추정하는 기법을 제시하였으며, 이에 대한 검증을 위하여 남해대교를 대상으로 현장 재하시험을 수행하였다. 남해대교 보강형 내부에 부착한 FBG 변형률센서를 이용하여 변형률을 계측하였으며, 제안한 추정기법을 적용하여 얻어진 처짐형상을 정밀측량데이터 및 구조해석결과와 비교분석하였다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 현수교 처짐형상 추정기법의 적용가능성을 검증하였으며, FBG 변형률센서의 현장 적용성을 확인하였다. For most structural evaluation of bridge integrity, it is very important to measure the geometric profile, which is a major factor representing the global behavior of civil structures, especially bridges. In the past, because of the lack of appropriate methods to measure the deflection profile of bridges on site, the measurement of deflection has been restricted to just a few discrete points along the bridge, and the measuring points have been limited to the locations installed with displacement transducers. Thus, some methods for predicting the static deflection by using fiber optic strain sensors has been applied to simply supported bridges. In this study, a method of estimating the static deflection profile by using strains measured from suspension bridges was proposed. Based on the classical deflection theory of suspension bridges, an equation of deflection profile was derived and applied to obtain the actual deflection profile on Namhae suspension bridge. Field load tests were carried out to measure strains from FBG strain sensors attached inside the stiffening girder of the bridge. The predicted deflection prof ties were compared with both precise surveying data and numerical analysis results. Thus, it is found that the equation of predicting the deflection profiles proposed in this study could be applicable to suspension bridges and the FBG strain sensors could be reliable on acquiring the strain data from bridges on site.

승차감을 고려한 자기부상철도 가이드웨이 구조물의 처짐 한계

이진호 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.6

승객에게 편안한 승차감을 제공할 수 있도록 자기부상열차 차체 연직가속도의 진동크기에 대한 기준을 제시하고 이를 만족하는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 제안한다. 차량-구조물 상호작용을 고려한 해석기법을 사용하여 자기부상열차 시스템의 매개변수 해석을 수행하고, 차체 연직가속도에 대한 기준을 만족할 수 있는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 L/1300 로 제안한다. 이를 실제 자기부상열차 시스템의 동적 해석에 적용하여 제안한 처짐한계의 적절성을 검토한다. 기존의 자기부상철도 가이드웨이 구조물의 설계 기 준과 비교하였을 때, 이 연구에서 제안한 처짐한계를 적용하면 경제적인 가이드웨이 구조물의 설계와 시공이 가능할 것으로 기대된다. A standard for the vibration magnitude of a maglev train is presented herein to ensure a comfortable ride for the passengers. The vibration magnitude is determined from the vertical acceleration of the car body. A parameter analysis of the maglev train system is then performed considering the vehicle-structure interaction, and a deflection limit of L/1300 is proposed to satisfy the standard for the vertical acceleration. The proposed deflection limit is applied to the dynamic analysis of the actual maglev train system to assess applicability. Compared with the existing standard for the guideway structure, the proposed deflection limit is expected to enable economical design and construction.

플랫 플레이트 구조의 장단기 처짐 제어에 대한 동바리 재설치 작업의 효과 분석

김재요,박수범 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.21 No.1

RC 무량판 구조는 강도 뿐만 아니라 사용성 조건에 지배받을 수 있으며, 시공 과정 및 이에 따른 동바리로 연결된 슬래브들 간의 중 력하중의 분포가 무량판의 장단기 거동에 영향을 주는 중요한 요소로 작용할 수 있다. 조기재령 슬래브에 과하중이 작용하여 균열이 발생하는 경우 시공 과정에서 무량판 구조의 처짐이 크게 증가할 수 있으므로, 동바리 재설치를 통해 다층지지 슬래브에서 하중의 수직 분포를 조절하는 것은 처짐을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 이 연구에서는 무령판 구조의 장단기 처짐에 대한 동바리 재설치 작업의 영향을 분석한다. 다양 한 동바리 재설치 조건과 슬래브 설계 및 시공 조건에 따른 슬래브 시공하중이 간편법에 의하여 정의되고, 시공 과정과 콘크리트의 균열 및 장 기 효과를 고려한 슬래브 처짐 실용해석법을 통해 장단기 처짐이 산정된다. 변수연구를 통하여 동바리 재설치 작업의 슬래브 처짐 저감효과를 검증하며, 슬래브 처짐을 위한 동바리 시공과 슬래브 설계 및 시공에 대한 최적 조건을 분석한다. RC flat plates may be governed by a serviceability as well as a strength condition, and a construction sequence and its impact on the distributions of gravity loads among slabs tied by shores are decisive factors influencing short and long term behaviors of flat plate. Over-loading and tensile cracking in early-aged slabs significantly increase the deflection of a flat plate system under construction, and a reshoring work may be helpful in reducing slab deflections by controlling the vertical distributions of loads in a multi-shored flat plate system. In this study, a effect of reshoring works on short and long term deflections of flat plate systems are analyzed. The slab construction loads with various reshoring schemes and slab design and construction conditions are defined by a simplified method, and the practical calculation of slab deflections with considering construction sequences and concrete cracking and long term effects is applied. From parametric studies, the reshoring works are verified to reduce slab deflections, and the optimized conditions for the reshoring works and slab design and constructions are discussed.

집중하중을 받는 전단지간비가 짧은 RC보의 순간처짐 산정에 대한 연구

모귀석,김대중,정제평 대불대학교 2002 論文集 Vol.8 No.1

In concrete structures, compliance with functional requirements is strictly related to behavior in service condition. Among the most significant aspect in the service condition involved is deflection control. The current methods to estimate deflections of short beam(a/d<2.5) are considered not to be satisfactory to estimate deflections for safety. This paper describes an attempt to develop a new equation to calculate deflection for reinforced concrete short beams. The main idea incorporated with this equation is the state factor(r) which is able to express global state of internal force flow in cracked reinforced concrete beams subjected to shear and bending, A new equation for deflection calculation using state factor(r) provides more exact result of deflections in reinforced concrete short beams than those predicted by the current code provisions.

1방향 고강도철근 콘크리트 부재에 대한 간접적인 처짐제어 평가

최봉섭 국제차세대융합기술학회 2023 차세대융합기술학회논문지 Vol.7 No.11

본 연구에서는 지속하중에 의한 장기처짐으로 손상될 수도 또는 안 될 수도 있는 비구조요소들을 지지하 는 1방향 고강도철근(fy = 690MPa) 콘크리트 슬래브에 대하여 설계기준의 최대허용처짐을 초과하지 않는 최소두 께 값을 l/h로 계산할 수 있는 결정론적 모델을 개발하고 변수분석을 수행하였다. 결과로서 현 설계지침의 최소두 께는 가장 보수적인 설계범위 조건에서 얻어진 결과값과 비교해서 평균적으로 최대허용처짐 l/240의 경우 약 37%, l/480의 경우 약 8% 과대평가 되어있다. Ie/Ig의 범위는 l/240의 경우 0.3∼0.35, l/480의 경우 0.34∼0.46으 로 처짐제한이나 지지조건에서 큰 차이는 없었다. DL/LL에서는 l/240의 경우 1.08∼2.44, l/480의 경우 1.39∼2.86 으로 나타내고 있는데 처짐제한을 보다 엄격하게 제한하는 경우와 양단의 강성이 약한 지지조건에서 상대적으로 최소두께의 증가로 이어져 고정하중이 다소 커지는 것을 알 수 있다. In this study, the deterministic model which can calculate minimum thicknesses as l/h, not exceeding the maximum permissible deflection, for one-way concrete members with high-strength bars (fy = 690MPa) supporting to nonstructural elements likely or not likely to be damaged by long-time deflections due to the sustained load was developed and the parametric study was performed. As a result, the minimum thicknesses of current design guide are, on average, overestimated by about 37% for l/240 and about 8% for l/480, which are the maximum allowable deflections, comparing to the results from the most conservative range of design conditions. The range of Ie/Ig is 0.3∼0.35 for l/240 and 0.34∼0.46 for l/480 which the big difference is not shown in the conditions of deflection control and support . The ratio of DL/LL presents 1.08∼2.44 for l/240 and 1.39∼2.86 for l/480, which are resulted in a little increment of dead load from the increase of minimum thickness in the tighter deflection control and weaker support condition.

RC슬래브의 처짐제어를 위한 상향긴장식 부분PT공법의 적용

이득행(Deuck-Hang Lee),김강수(Kang-Su Kim),김상식(Sang-Sik Kim),김용남(Yong-Nam Kim),임주혁(Joo-Hyuk Lim) 한국콘크리트학회 2009 콘크리트학회논문집 Vol.21 No.3

4경간 현수교에서의 중앙주탑 휨강성의 영향

권순길,유훈,최동호,Gwon, Sun-Gil,Yoo, Hoon,Choi, Dong-Ho 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.1

해협횡단 교량으로서 적용사례가 증가될 것으로 예상되는 다경간 현수교에 대한 거동을 간략하면서도 정확히 해석하기 위하여, 현수교에 대한 고유의 해석이론인 처짐이론 해석방법을 사용할 수 있다. 본 연구에서는 처짐이론 방법을 이용한 4경간 현수교의 구조해석을 수행하였다. 거더를 축인장력을 받는 단순보로 고려하였고, 연직방향 하중 및 지점부 모멘트에 의한 단순보의 수직변위를 산정하여, 이 변위가 케이블의 적합방정식을 만족할 때까지 반복해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과와 비교하여 모든 주탑의 휨강성을 고려하는 처짐이론 해석의 결과를 검증하고, 주케이블과 탑정부 간의 구속조건 변화에 따른 다양한 케이블 적합방정식을 이용하여, 4경간 현수교에서의 주탑 휨강성의 중요성을 확인하였다. 또한 중앙주탑 휨강성의 변화에 따른 간단한 변수해석을 수행하여 그에 따른 거동을 파악하였다. For simple and accurate analysis for behaviors of multi-span suspension bridges which are expected to be frequently constructed as strait-crossing bridges, the deflection theory as the peculiar theory of a suspension bridge can be applied. This paper performs a structural analysis for four-span suspension bridges using the deflection theory. Simply-supported beams with tension are used for girders and the deflections of the beams due to the vertical loads and moments at supports are calculated. The calculation is performed iteratively until the deflections satisfy the compatibility equations of cables. The results of the deflection theory analysis considering tower rigidity are compared with those of the finite element analysis for verification. Importance of the tower rigidity for four-span suspension bridges is confirmed using various compatibility equations of the cable due to variation of the constraint conditions between main cable and top of towers. In addition, the simple parametric analysis for variation of the center tower rigidity is performed.

FRP-보강근 콘크리트 부재의 처짐계산을 위한 개선된 ACI 440 모델의 제안

최봉섭 청운대학교 건설환경연구소 2013 청운대학교 건설환경연구소 논문집 Vol.8 No.1

The objective of this study is to evaluate the applied range of deflection model and the existing problems in the ACI 440.1R-06 design guide and propose the improved deflection model. For this purpose, the results of ACI 440 model and Rafi model were analysed and compared with eight test beams composed of six beams with rectangular sections and two beams with T-shaped sections. Also, though the parametric study with the results obtained from comparison, the reduced cracking moment was suggested and the modification factor, 1.2 for fully cracking moment of inertia was proposed. 본 연구에서는 ACI 440.1R-06 설계지침에서 제안된 처짐모델의 적용범위와 그에 따른 문제점들을 파악하고 개선된 처짐모델을 제안하고자 하였다. 이를 위해 이전에 수행된 실험결과들 중에서 6개의 장방형단면과 2개의 T형단면으로 구성된 총 8개의 보를 사용하여 ACI 440모델과 라피의 모델로 부터 계산된 결과들과 비교‧분석 하였다. 또한 이를 바탕으로 변수분석을 통하여 저감된 균열모멘트의 필요성과 더불어 완전균열단면2차모멘트의 보정계수, 값을 1.2로 수정 제안하였다.

승차감을 고려한 경전철 고가구조물의 처짐 한계 제안

이진호(Jin Ho Lee),김성일(Sung Il Kim),신정열(Jeong Ryol Shin) 한국철도학회 2020 한국철도학회논문집 Vol.23 No.4

춤 300 mm 신형상 딥 데크의 시공 중 처짐성능 평가

최인락(Choi, In Rak),이경률(Lee, Gyung Ryul),전상현(Jeon, Sang Hyeon),경제환(Kyung, Jae Hwan) 한국강구조학회 2021 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.33 No.5