목차
[표제지 등]=0,1,2
요약문=1,3,2
Excutive Summary=3,5,2
목차=5,7,3
Contents=8,10,3
표목차=11,13,2
List Of Table=13,15,2
그림목차=15,17,7
List Of Figures=22,24,7
제1장 서론=1,31,1
1. 연구 필요성=1,31,3
2. 국내외 기술 동향=3,33,1
2.1. 국내 기술개발 동향=3,33,3
2.2. 국외 기술개발 동향=5,35,3
제2장 루프 이음 프리캐스트 바닥판=8,38,1
1. 철근의 정착 및 부착=8,38,9
2. 루프 이음 상세=17,47,1
2.1. 도로교 설계기준=17,47,3
2.2. DIN 1045=19,49,4
3. 루프 이음의 정착 및 부착=22,52,3
3.1. 강성 및 부재 강도=24,54,6
3.2. 강도비 및 연성=30,60,2
3.3. 균열발생 및 파괴상황=31,61,3
3.4. 하중 단계별 균열폭=33,63,4
4. 결론=36,66,2
제3장 루프 이음부 휨피로 수명 평가=38,68,1
1. 바닥판간 횡방향 루프 이음=38,68,2
2. 루프 이음부의 휨 피로 특성=39,69,1
2.1. 개요=39,69,2
2.2. 루프이음 피로실험=40,70,4
2.3. 실험 결과 및 분석=44,74,8
2.4. 파괴 형상=51,81,4
2.5. 피로파괴 회수 및 사용성 평가=54,84,3
2.6. 소결=56,86,2
3. 합성형 교량 바닥판의 피로수명 평가=57,87,1
3.1. S-N 곡선=57,87,2
3.2. 피로수명 검토 방법=59,89,14
3.3. 교량 바닥관의 피로수명=72,102,13
3.4. 소결론=84,114,1
제4장 연속교에서의 프리캐스트 바닥판의 거동 특성=85,115,1
1. 연구의 필요성=85,115,4
2. 2거더 연속교 루프 이음 프리캐스트 바닥판의 거동=88,118,2
2.1. 2거더 연속합성형교의 실험=89,119,18
2.2. 실험 결과(Case I)=106,136,18
3. 균열폭 제어를 위한 이론적 고찰=123,153,1
3.1. 축인장력을 받는 철근콘크리트 부재의 변형=123,153,5
3.2. 인장력을 받는 합성거더의 변형=127,157,3
3.3. 기존 균열폭 산정식=130,160,2
4. 루프 이음 프리캐스트 바닥판의 균열거동=132,162,5
5. 결론=136,166,2
제5장 펀칭전단 및 펀칭피로 거동 특성=138,168,1
1. 바닥판의 펀칭전단에 관한 기존연구=138,168,1
1.1. RC 바닥판의 펀칭전단=138,168,3
1.2. PSC 바닥판의 펀칭전단=140,170,7
1.3. 루프이음 프리캐스트 바닥판의 피로실험=146,176,2
1.4. 콘크리트 바닥판의 피로설계=147,177,6
1.5. 아칭효과 및 피로수명 영향 인자=153,183,4
2. 펀칭진단 강도 실험=156,186,2
2.1. 바닥판 면내 펀칭 피로 (Case I)=157,187,4
2.2. 바닥판 면내 중앙 정적 펀칭 (Case II)=161,191,12
2.3. 바닥판 이음부 정적 펀칭 (Case III)=172,202,10
2.4. 바닥판 이음부 펀칭 피로(Case IV)=182,212,9
2.5. 신형식 바닥판 이음부 정적 펀칭 (Case V)=190,220,4
2.6. 신형식 바닥판 면내 중앙 정적 펀칭 (Case VI)=194,224,4
2.7. 소결=198,228,1
3. 해석적 연구=198,228,1
3.1. 선형 탄성 해석=198,228,14
3.2. 재료 비선형 해석=212,242,15
3.3. 시방 기준 검토=226,256,2
4. 결론=227,257,2
제6장 윤하중 피로실험을 통한 피로수명 연구=229,259,1
1. 연구배경 및 내용=229,259,2
2. 윤하중 피로실험=230,260,1
2.1. 윤하중 피로실험(김병석 2005)=230,260,3
2.2. 윤하중 실험장치(김병석 2005)=232,262,3
3. 실험체 설계 및 실험 조건=235,265,1
3.1. 실험체 설계=235,265,1
3.2. 계측 설계=235,265,4
3.3. 실험체 제작과정=239,269,2
3.4. 실험 조건=240,270,2
4. 하중위치에 따른 프리캐스트 바닥판 거동 특성=242,272,1
4.1. 하중 위치에 따른 처짐 특징=242,272,1
4.2. 하중 위치에 따른 응력 특징=243,273,3
5. 윤하중 조건에서의 프리캐스트 바닥판 피로 수명 특성=245,275,1
5.1. 반복하중 횟수에 따른 처짐 특징=245,275,3
5.2. 반복하중 횟수에 따른 균열폭 특징=247,277,2
5.3. 반복하중 횟수에 따른 응력 특징=249,279,3
6. 소결론=252,282,2
제7장 결론=254,284,6
참고문헌=260,290,8
서지자료=268,298,2
[판권지]=270,300,1
표 2.1. 도로교 설계 기준에 따른 이음부 제원=18,48,1
표 2.2. 계수 α₃=20,50,1
표 2.3, 계수 α₁=20,50,1
표 2.4. 허용 기본 부착응력 (Tall)(이미지 참조)=21,51,1
표 2.5. 최소 휨반경 d(br)(이미지 참조)=21,51,1
표 2.6. DIN 1045에 따른 이음부 제원=22,52,1
표 2.7. 실험결과=31,61,1
표 3.1. 재료 강도=40,70,1
표 3.2. 실험체명 및 제원=41,71,1
표 3.3. 반복하중에 대한 파괴회수 (이음 종류별:FR19, FL19, FLS19)=54,84,1
표 3.4. 반복하중에 대한 파괴회수 (루프이음:철근 직경별)=55,85,1
표 3.5. 실험체별 작용 모멘트 및 파괴 반복횟수=57,87,1
표 3.6. 교량 모델의 치수특성=63,93,1
표 3.7. 차축의 중량, 축수, 그리고 축의 형태에 따른 차량의 분류=66,96,1
표 3.8. 차종별 축간거리=67,97,1
표 3.9. 트럭 차종별 축중분포 및 축중최대치=68,98,1
표 3.10. 설계 차선에 대한 트럭통행량 분포 p=70,100,1
표 3.11. 교량지간 상에서 가능한 축하중 재하형태 및 발생확률=71,101,1
표 3.12. 고속도로상 축중분포와 연간 발생횟수=71,101,2
표 3.13. 피로수명비교 (모델교량:G5)=80,110,1
표 3.14. 피로수명비교 (모델교량:G7)=81,111,1
표 3.15. 루프이음부와 일반 RC바닥판의 휨 피로수명 비교=81,111,1
표 3.16. 루프이음부 휨 피로수명과 일반 RC바닥판의 펀칭전단 피로수명 비교=82,112,1
표 4.1. 재료강도=95,125,1
표 4.2. 하중 재하 실험의 구분=95,125,1
표 4.3. Maximum Bar Diameters For High Bond Bars (prEN1994-1-1)=129,159,1
표 4.4. 균열하중 및 균열간격=136,166,1
표 5.1. PSC바닥판의 제원=145,175,1
표 5.2. 펀칭전단내하력=145,175,1
표 5.3. RC바닥판의 피로수명에 관한 요인=154,184,1
표 5.4. 하중 재하실험의 구분=157,187,1
표 5.5. 펀칭전단강도에 대한 설계기준=226,256,1
표 5.6. 펀칭전단강도=227,257,1
표 6.1. 일본의 윤하중 주행 실험기의 현황=233,263,1
표 6.2. 한국건설기술연구원의 윤하중 실험기 제원 및 성능=234,264,1
그림 2.1. 부착응력=9,39,1
그림 2.2. 철근응력과 부착응력의 관계=9,39,1
그림 2.3. 평균 휨 부착응력=10,40,1
그림 2.4. 부착전달메커니즘=12,42,1
그림 2.5. 부착응력을 받는 콘크리트 프리즘에서의 응력=14,44,1
그림 2.6. 표준 갈고리=15,45,1
그림 2.7. 응력과 미끄러짐 180도 표준갈고리 철근 응력=16,46,1
그림 2.8. 표준갈고리의 형태=17,47,1
그림 2.9. 국내 설계기준에 따른 루프반경 및 겹침이음 길이=19,49,1
그림 2.10. 루프 이음 RC보의 휨실험=24,54,1
그림 2.11. 루프철근 직경에 따른 하중-처짐 곡선=25,55,2
그림 2.12. 이음부 간격에 따른 하중-처짐 곡선=27,57,2
그림 2.13. 일반 RC부재와 루프이음 RC부재의 하중-처짐 곡선 비교=29,59,1
그림 2.14. 변수별 루프이음 RC부재의 연성도=30,60,1
그림 2.15. 균열진전 및 분포=32,62,2
그림 2.16. 루프철근 직경에 따른 하중-균열폭 곡선=33,63,2
그림 2.17. 루프 이음 간격에 따른 하중-균열폭 곡선=35,65,2
그림 3.1. 실험체 상세도=42,72,1
그림 3.2. 반복하중 실험전경=43,73,1
그림 3.3. 정적실험결과:FR19 VS FL19=45,75,1
그림 3.4. 반복하중 횟수별 모멘트-처짐 곡선=46,76,1
그림 3.5. 반복하중(0.3Pu) 횟수별 최대값(처짐, 균열폭, 변형률) 곡선=48,78,1
그림 3.6. 반복하중(0.5Pu) 횟수별 최대값(처짐, 균열폭, 변형률) 곡선=49,79,1
그림 3.7. E7 반복하중(0.7Pu) 횟수별 최대값(처짐, 균열폭, 변형률) 곡선=50,80,1
그림 3.8. 반복회수에 따른 루프이음 RC보의 거동 분석=51,81,1
그림 3.9. FL19-70 최종피로파괴=52,82,1
그림 3.10. FL19-50 최종 피로파괴형상=52,82,2
그림 3.11. FL19-70 최종 피로파괴형상=53,83,2
그림 3.12. 200만회 반복하중 재하 이후 처짐, 균열폭, 변형률의 증가율=55,85,2
그림 3.13. S-N곡선=58,88,1
그림 3.14. 단일 축하중 작용시의 손상누적=60,90,1
그림 3.15. 조합 축하중 작용 시의 손상누적=62,92,1
그림 3.16. 모델교량=64,94,2
그림 3.17. 축수 및 축간거리에 따른 트럭의 형상=66,96,1
그림 3.18. 트럭의 축간거리 기호=67,97,1
그림 3.19. 차종 6번(TT3) 트럭의 축중분포=69,99,1
그림 3.20. 차종 8번(ST5) 트럭의 축중분포=69,99,1
그림 3.21. 교축직각방향 휨 피로수명=73,103,1
그림 3.22. 교축방향 휨 피로수명=74,104,1
그림 3.23. 교축직각방향 휨 피로수명=75,105,1
그림 3.24. 교축방향 휨 피로수명=76,106,1
그림 3.25. 바닥판의 펀칭파괴모델=77,107,1
그림 3.26. 펀칭전단 파괴 매커니즘=78,108,1
그림 3.27. RC 바닥판 전단피로수명 및 최소위치=79,109,1
그림 3.28. 휨 피로수명 및 펀칭전단 피로수명 최소위치 (직사각형:휨 피로, 삼각형:펀칭전단 피로)=80,110,1
그림 3.29. 휨피로수명 및 전단피로수명 최소위치 (직사각형:휨피로, 삼각형:전단피로)=81,111,1
그림 3.30. 보수적인 S-N곡선=82,112,1
그림 3.31. 보수적인 교축 직각방향 휨 피로수명=83,113,1
그림 4.1. 연속합성거더의 제원=90,120,1
그림 4.2. 바닥관 몰드=91,121,1
그림 4.3. 바닥판 제작 순서=91,121,2
그림 4.4. 루프 이음 프리캐스트 바닥판 연속합성거더의 제작=93,123,2
그림 4.5. 측정 위치 및 가력 방법=96,126,4
그림 4.6. 가력위치 및 측정위치=100,130,1
그림 4.7. 가력위치 및 측정위치=101,131,2
그림 4.8. 가력위치 및 측정위치=103,133,2
그림 4.9. 신형식 바닥판=105,135,1
그림 4.10. 신형식 바닥판 이음부에 대한 펀칭전단실험=105,135,1
그림 4.11. 가력위치=106,136,1
그림 4.12. 3차원 해석모델=107,137,1
그림 4.13. 탄성 휨거동에 관한 하중-처짐 곡선=108,138,1
그림 4.14. 바닥판의 균열도=109,139,1
그림 4.15. 하중-균열폭 곡선=110,140,1
그림 4.16. 바닥판 철근 및 콘크리트 변형률=111,141,1
그림 4.17. 루프 겹이음 철근 및 이음부 경계면 철근의 변형률=111,141,1
그림 4.18. 철근 응력-균열폭 곡선=112,142,1
그림 4.19. 상대슬립의 측정=112,142,1
그림 4.20. 하중-상대슬립 곡선=113,143,1
그림 4.21. 반복 재하에 따른 하중-처짐 이력곡선=114,144,1
그림 4.22. 반복하중 회수-처짐 누적 곡선=115,145,1
그림 4.23. 반복하중-균열폭 이력 곡선 (O-6)=116,146,1
그림 4.24. 반복회수-균열폭 관계 곡선=117,147,1
그림 4.25. 바닥판과 거더간 상대슬립=119,149,1
그림 4.26. 하중-처짐 곡선:정적재하 900kN=120,150,1
그림 4.27. 하중-균열폭 곡선=121,151,1
그림 4.28. 철근응력-균열폭 곡선=122,152,1
그림 4.29. 하중-상대슬립 곡선=122,152,1
그림 4.30. 거더의 하부 플랜지 변형률=123,153,1
그림 4.31. 축력으로 균열이 발생한 철근 콘크리트 부재 응력 상태=124,154,1
그림 4.32. 축인장력을 받는 부재의 축력과 평균 변형 관계=126,156,1
그림 4.23. 균열이 발생한 부재 철근의 평균 변형 (EC-91에 따름)=127,157,1
그림 4.34. 균열 분포도=135,165,1
그림 4.35. 모멘트-균열폭 곡선=135,165,1
그림 5.1. 펀칭전단 파괴의 역학모델=142,172,1
그림 5.2. 압축응력과 전단강도의 관계=143,173,1
그림 5.3. Dowel력에 의한 박리응력해석 모델=143,173,1
그림 5.4. 인장응력 분포=144,174,1
그림 5.5. 식 (2)와 식 (8)의 관계=145,175,1
그림 5.6. 피로강도 평가법=148,178,1
그림 5.7. 피로수명 평가법=148,178,1
그림 5.8. 피로하중 재하방법 개략도=151,181,1
그림 5.9. 고정접 및 이동 윤하중 재하에 의한 S-N선도=152,182,1
그림 5.10. 면내 압축력의 도입=154,184,1
그림 5.11. 3차원 해석모델=158,188,1
그림 5.12. 해석모델의 처짐=158,188,1
그림 5.13. 바닥판의 응력분포=159,189,1
그림 5.14. 탄성상태(50kN 재하)하중-처짐 곡선=160,190,1
그림 5.15. 바닥판 하면 펀칭피로 균열=160,190,1
그림 5.16. 펀칭전단하중의 재하=161,191,1
그림 5.17. 하중-처짐 곡선 (정적펀칭전단하중 - 바닥판 중앙)=162,192,1
그림 5.18. 합성교량의 처짐=163,193,1
그림 5.19. 13번 바닥판 균열도와 하중 재하위치=164,194,1
그림 5.20. 바닥판의 펀칭 전단파괴면=164,194,3
그림 5.21. 하중-균열폭 곡선=166,196,1
그림 5.22. 하중과 변형률과의 관계=167,197,3
그림 5.23. 최대하중에서의 철근과 콘크리트 변형률 관계(L3 Vs. CL3)=170,200,1
그림 5.24. 상대슬립곡선=171,201,1
그림 5.25. 거더의 하부플랜지 변형률=172,202,1
그림 5.26. 바닥판간 이음부면 펀칭전단강도 실험=172,202,1
그림 5.27. 하중-처짐 곡선 (정적펀칭전단하중 - 이음부)=174,204,1
그림 5.28. 바닥판의 처짐=174,204,1
그림 5.29. 합성거더교의 처짐=175,205,1
그림 5.30. 펀청전단하중 파괴면=176,206,3
그림 5.31. 하중과 균열폭과의 관계=178,208,1
그림 5.32. 축직각방향 상부철근(JD)의 변형률=179,209,1
그림 5.33. 교축직각방향 콘크리트(CJD)의 변형률=180,210,1
그림 5.34. 상대슬림곡선=180,210,2
그림 5.35. 거더의 하부플랜지 변형률=181,211,1
그림 5.36. 하중처짐곡선=182,212,2
그림 5.37. 균열폭 곡선=184,214,2
그림 5.38. 하중과 처짐과의 관계=186,216,1
그림 5.39. 하중과 균열폭과의 관계=187,217,1
그림 5.40. 철근 및 콘크리트 변형률=188,218,2
그림 5.41. 거더의 하부플랜지 변형률=190,220,1
그림 5.42. 하중과 처짐과의 관계=191,221,1
그림 5.43. 이음부 하면 균열도=191,221,1
그림 5.44. 이음부 볼트 언결부의 균열=192,222,1
그림 5.45. 철근 및 콘크리트 변형률=193,223,1
그림 5.46. 하중과 처짐과의 관계=194,224,1
그림 5.47. N3바닥판 하면 균열도=195,225,1
그림 5.48. 철근 및 콘크리트 변형률=196,226,2
그림 5.49. 해석 교량 모델=199,229,1
그림 5.50. 단면 모멘트 설정 방법=200,230,1
그림 5.51. Case I 탄성해석 처짐결과 비교=201,231,1
그림 5.52. Case I 교축방향 단면모멘트=202,232,1
그림 5.53. Case I 교축직각방향의 단면모멘트=203,233,1
그림 5.54. Case I 해석모델의 주응력분포=204,234,1
그림 5.55. Case II 탄성해석 처짐결과 비교=205,235,1
그림 5.56. Case II 교축방향 단면모멘트=206,236,1
그림 5.57. Case II 의 축직각방향 단면모멘트=207,237,1
그림 5.58. Case II 해석모델의 주응력 분포=208,238,1
그림 5.59. Case II 탄성해석 처짐결과 비교=209,239,1
그림 5.60. Case II 의 교축방향 단면모멘트=210,240,1
그림 5.61. Case III 의 교축직각방향 단면모멘트=211,241,1
그림 5.62. Case III 해석모델의 주응력 분포=211,241,1
그림 5.63. 실험체 단면=212,242,1
그림 5.64. 재료의 물성치=213,243,1
그림 5.65. 비선형 해석결과 비교=214,244,1
그림 5.66. 판 해석 모델=214,244,1
그림 5.67. 바닥판의 경계조건=215,245,1
그림 5.68. 경계조건 변화 시의 바닥판의 펀칭강도=215,245,1
그림 5.69. 재료 비선형 해석 모델=216,246,1
그림 5.70. Case l 바닥판의 비선형해석 처짐=217,247,1
그림 5.71. Case I 의 바닥판 교축방향 단면 모멘트=217,247,1
그림 5.72. Case I 의 교축직각방향 단면모멘트=219,249,1
그림 5.73. Case I 비선형 해석시 주 응력 분포=219,249,1
그림 5.74. Case II 비선형 해석시의 처짐 비교=220,250,1
그림 5.75. Case II 의 교축방향 단면모멘트=221,251,1
그림 5.76. Case II 교축직각방향 단면모멘트=222,252,1
그림 5.77. Case II 비선형 해석시 주응력 분포=222,252,1
그림 5.78. Case III 비선형 해석시 바닥판 처짐 비교=223,253,1
그림 5.79. Case III 교축방향 분포=224,254,1
그림 5.80. Case III 교축직각방향 분포=225,255,1
그림 5.81. Case III 비선형 해석시 주응력 분포=226,256,1
그림 6.1. 고정점 피로실험 장면=230,260,1
그림 6.2. 윤하중 피로실험 장면 (본 실험)=230,260,1
그림 6.3. 실제 RC교량 바닥판의 균열모습=231,261,1
그림 6.4. 실제 펀칭전단 파괴된 바닥판=231,261,1
그림 6.5. 고정점 피로실험의 균열모습=231,261,1
그림 6.6. 윤하중 피로실험의 균열모습=231,261,1
그림 6.7. 하중조건에 따른 S-N선도 (Perdikaris 등, 1993)=232,262,1
그림 6.8. 하중조건에 따른 S-N선도 (Klingner 등, 1995)=232,262,1
그림 6.9. 자주식 윤하중 실험장치 모습=234,264,1
그림 6.10. 교량 실험체 상세도=236,266,1
그림 6.11. 계측장치 모습=237,267,1
그림 6.12. 자료 수집 및 제어기 모습=237,267,1
그림 6.13. 계측장치 설치 위치=238,268,1
그림 6.14. 프리캐스트 바닥판 패널 제작 순서=239,269,1
그림 6.15. 프리캐스트 교량 바닥판 윤하중 실험체 제작과정=240,270,1
그림 6.16. 윤하중 위치와 이동거리=241,271,1
그림 6.17. 하중 위치에 따른 처짐 곡선=242,272,1
그림 6.18. 교축직각방향 철근의 응력 곡선 (LC1 경우)=243,273,1
그림 6.19. 교축방향 철근의 응력 분포 곡선 (LC1 경우)=244,274,1
그림 6.20. 교축방향 철근의 응력 분포 곡선 (LC4 경우)=244,274,1
그림 6.21. 교축방향 철근의 응력 분포 곡선 (LC4 경우)=245,275,1
그림 6.22. 윤하중 반복횟수에 따른 처짐 곡선 (LC4 경우)=246,276,1
그림 6.23. 윤하중 반복횟수에 따른 처짐 곡선 (LC5 경우)=246,276,1
그림 6.24. 윤하중 반복횟수에 따른 바닥판간 균열폭 곡선 (LC4 경우)=248,278,1
그림 6.25. 윤하중 반복횟수에 따른 바닥판간 균열폭 곡선 (LC5 경우)=248,278,1
그림 6.26. 윤하중 반복횟수에 따른 교축직각방향 응력 곡선 (하부철근)=250,280,1
그림 6.27. 윤하중 반복횟수에 따른 교축직각방향 응력 곡선 (상부철근)=250,280,1
그림 6.28. 윤하중 반복횟수에 따른 교축방향 응력 곡선 (하부철근)=251,281,1
그림 6.29. 윤하중 반복횟수에 따른 교축방향 응력 곡선 (상부철근)=251,281,1
그림 3.9. FR19-70 최종피로파괴=52,82,1
그림 4.3. 바닥판 제작 순서=92,122,1
그림 4.5. 측정 위치 및 가력 방법=96,126,1
그림 5.20. 바닥판의 펀칭전단파괴면=164,194,3
그림 5.30. 펀칭전단하중 파괴면=177,207,2