본 논문은 5경간 라멘형 교량의 지진취약도 분석을 위한 해석적 연구이다. 연구를 위하여 한국에서 공용중인 교각 높이 72m의 교량을 선정하였으며 범용 구조해석 프로그램인 OpenSEES를 이용하여 비선형시간이력해석을 실시하였다. 비선형시간이력해석은 총 50개의 지진을 사용하였으며, 지진파의 최대지반가속도를 0.1g에서 2.0g까지 0.1g 간격으로 증가시켜 다양한 강도 범위의 지진파를 고려하였다. 또한 단면해석을 통해 각 교각의 항복변위와 극한변위를 산출하였으며 시간이력해석 결과 및 단면해석 결과를 바탕으로 Barbat 등이 제시한 손상상태 정의에 따라 대상교량의 손상상태를 분류하였다. 해석결과 0.731g의 지진이 교축방향으로 작용하였을 때 P1교각에서 Extensive Damage가 발생하는 것으로 예측되었다. 또한 지진위험도 평가결과를 국내 내진설계 기준에 적용한 결과 구조물의 기능을 수행할 수 없는 Extensive Damage가 발생할 확률은 4,800년 주기 지진에서 약 4.2%로 대상교량은 충분한 내진성능을 확보하고 있을 것으로 예상된다.

In this study, nonlinear time history analysis was performed using OpenSEES, a general structural analysis program, after selecting the target bridges. The degree of damage was classified by the damage status definition proposed by Alkex(2008). The seismic evaluation of the target bridges was carried out through the analysis results.

The flexural behavior of reinforced concrete (RC) beams strengthened with an iron based-shape memory alloys strip(Fe-SMAs) by a near-surface mounted (NSM) method was evaluated. The pre-strained values of 0% and 4% and introduced prestressing force by an activation of a shape memory effect of the Fe-SMA strengthening material were considered as experimental variables. The experimental results show a large increase in initial stiffness of beams reinforced with 4% pre-strain. On the contrary, The effect of prestressing seems to be insignificant on the yielding and ultimate loads of tensile bars.

표면매립공법으로 매립한 철계-형상기억합금으로 보강한 보의 휨 거동을 장기 하중 재하실험을 통해 평가하였다. 철계-형상기억 합금 길이대비 2%와 4%의 사전변형 및 형상기억효과 활성화에 의한 프리스트레스 하중 도입을 실험변수로 설정하였다. 1 tonf의 콘크리트 추를 보 중앙에 거치한 후 6개월간의 보 중앙부의 장기 처짐을 측정하였다. 실험결과, 철계-형상기억합금으로 보강한 보의 휨 강성이 증대되었으며, 사전변형이 증가할수록 보강재의 강성감소로 인한 처짐이 증가하는 것으로 나타났다. 프리스트레스 하중 도입에 따른 처짐을 비교했을 때, 프리스트레스 하중을 도입하지 않은 실험체에 비해, 프리스트레스 하중을 도입한 실험체는 약 30%의 처짐 감소 효과를 보이는 것으로 나타났다.

This study presents a technique for measuring the local strain of RC columns using high strength materials. A acrylic rod with strain gauges at intervals of 5 mm were embedded in high-strength RC columns. Under uniaxial compression loading, the local strain of the column was measured with strain gauges attached to the acrylic rod. It was confirmed from experimental results that the technique applied in this study is very effective in measuring the local strain of high-strength RC columns and the compressive failure of the high-strength RC columns is concentrated in some local regions.

This study evaluates a prestressing effect of reinforced concrete (RC) beam strengthened with a pre-strained iron shape-memory alloy (Fe-SMA) strip. A pre-strained value was chosen as experimental variable to investigated the prestressing effect on the RC beams. A recovery stress on the pre-strained Fe-SMA strip occurred by heating, when the deformation of the strip was restricted. The recovery stress introduced a compressive force to the surrounding concrete, resuting in the upward deflection (camber effect). With this finiding from experimental tests, it could be concluded that the Fe-SMA strip can be used as the strengthening material to strengthen the damaged structure and to increase its durability.