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반복 하중을 받는 GFRP 보강근 적용 교각 기둥의 3차원 유한요소 비선형 해석 KCI 등재

Three-dimensional Finite Element Nonlinear Analysis of Bridge Columns Reinforced with GFRP Rebars under Repetitive Loads

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/439402
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

본 연구에서는 반복 하중에 의한 철근 및 GFRP로 보강된 교각 기둥부의 비선형 거동을 수치해석적으로 모사하기 위하여 Parabolic 함수와 Weibull 함수가 적용된 콘크리트 손상 소성모델 및 운동학적 경화모델을 적용하였다. 3차원 유한요소 모델링을 구현하였으며, 고속도로용 교각 기둥부의 실제 설계 제원을 기반으로 GFRP 보강근의 축방향 배근 개수를 변화하였을 때 하중-변위 곡선 및 포락선을 도출하여 각 변수해석 결과를 비교 분석하였다. 본 연구의 수치해석 결과로부터, 교각 기둥부와 같은 압축부재에 기존의 국외기준에서 GFRP 보강근의 압축성능이 무시된 것은 보수적이고 과다한 설계로 판단되며, 본 연구결과는 GFRP 보강근의 압축부 설계에 대한 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

This study applied concrete damage plasticity models and kinematic hardening models incorporating Parabolic and Weibull functions to numerically simulate the nonlinear behavior of bridge columns reinforced with GFRP rebars under repetitive loading. A three-dimensional finite element model was to investigate the structural response, particularly focusing on variations in the number of axial GFRP rebar arrangements based on actual design specifications of highway bridge columns. The load-displacement curves and envelopes were derived to compare and analyze the results of various configurations. The findings suggest that existing international standards for compression members, such as bridge columns, may be overly conservative by disregarding the compression performance of GFRP reinforcements. The results of this study are expected to serve as valuable guidelines for the design of compression components utilizing GFRP reinforcements.

목차
ABSTRACT
1. 서 론
2. GFRP 적용 교각 기둥부 설계 이론
3. 3차원 유한요소 비선형 해석
    3.1 개요
    3.2 3차원 유한요소 모델링
    3.3 수치해석 및 결과 분석
4. 요약 및 결론
감사의 글
REFERENCES
국문초록
저자
  • 김수환(국립안동대학교 지진방재공학과 석사) | Kim Su-Hwan (Master, Department of Earthquake Disaster Prevention Engineering, Andong National University, Andong, Korea)
  • 이상열(국립안동대학교 건설시스템공학과 교수) | Lee Sang-Youl (Professor, Department of Civil Systems Engineering, Andong National University, Andong, Korea) Corresponding author