In order to determine fragility curves, the limit state of piers for each damage level is suggested in this paper based on the previous test results in Korea, including our test results. In previous studies, the quantitative measures for damage levels of piers have been represented by curvature ductility, lateral drift ratio, or displacement ductility. These measures are transformed to lateral drift ratios of piers for consistency, and the transformed values are compared and verified with our push-over test results for flexural RC piers with a circular cross-section. The test specimens are categorized concerning the number of lap-splices in the plastic hinge region and whether seismic design codes are satisfied or not. Based on the collected test results in Korea, including ours, the lateral drift ratio for each pier damage level is suggested.

교각의 내구성 증진 및 내진 보강을 위하여 원형철근 콘크리트 교각 외부에 강판을 보강한 경우, 교각 외부에서 발 생하는 화재에 대해 보강된 교각의 내화성능을 정량적으로 평가하였다. 범용유한요소해석프로그램 ABAQUS를 이용하였으며 ISO 834-1의 표준화재곡선을 적용하여 교각의 거동을 해석하였다. 해석 변수로는 강판보강두께와 원형교각 지름의 비, 교각에 수직으로 작용하는 축력비를 적용하였다. 교각의 상부와 하부는 힌지-롤러 경계조건을 고려하여 상부는 수직으로 변위가 발생하 도록 하였으며, 교각 외부 전체에 열하중을 가하였고 편심 없는 순수 축하중을 교각 중앙에 가력하였다. 온도에 따른 콘크리트, 철근 및 강재의 비열, 열전도율, 탄성계수 등을 고려하여 보강에 따른 교각의 내화 성능 향상도를 평가하였다. 강판으로 보강한 원형철근 콘크리트 교각은 콘크리트의 중심부일수록 강판 두께의 영향을 받지 않으며 강판 두께별 축력을 주 었을 때 내화시간은 축력비 0.7에서 최대 약 3분 향상되었다. 또한, 보강두께가 두꺼울수록 내하력이 향상하며 60분 이후에 모 두 내하력비가 1.0 이하로 감소하기 시작하는 것을 알 수 있었다. 강판보강공법은 내화성능을 향상시킬 수 있으며 강판 보강 두 께와 보강 지름의 비가 클수록 화재에 대해 축방향에 대한 변위와 내하력이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 토대로 원형철근 콘크리트 교각의 외부 강판 보강을 통하여 교각의 내화 성능을 향상시킬 수 있음을 정량적으로 판단할 수 있었다.

손상된 콘크리트 구조물은 적절한 보수 및 보강을 통해 성능과 기능을 회복시켜야 한다. 장기간 공기 중에 노출된 콘크리트는 동결융화 작용으로 균열 및 박리를 일으켜 내부 철근의 부식을 유발하게 되는 주요 요인이 된다. 본 연구에서는 동 결융해 손상을 입은 콘크리트 교각의 FRP 보강의 연성에너지 증가 효과를 분석하였다. 보강 FRP 재료와 보강 높이, 보강 겹수 에 따라 동결융해 손상 콘크리트의 푸쉬오버 매개변수 해석을 수행하여 모멘트 곡률의 연성에너지를 비교 분석하였다. FRP 보 강 높이는 소성 힌지 이상의 높이 보강은 비효율적이며, 동결융해 손상이 커질수록 FRP 보강으로 인한 연성에너지 증가량은 커 지는 것을 확인하였다. 보강으로 인한 연성에너지 증가를 위해서는 고강도 FRP 재료보다는 높은 탄성계수를 갖는 FRP 재료가 효율적으로 나타났다. 또한 각 FRP 재료의 특성에 따라 일정 보강 겹수 이상에서 보강 효과가 나타나는 것을 확인하여 FRP 보 강으로 인한 손상된 콘크리트 교각의 연성에너지를 비교 분석하였다.

In seismic design, hollow section concrete columns offer advantages by reducing the weight and seismic mass compared to concrete section RC bridge columns. However, the flexure-shear behavior and spirals strain of hollow section concrete columns are not well-understood. Octagonal RC bridge columns of a small-scale model were tested under cyclic lateral load with constant axial load. The volumetric ratio of the transverse spiral hoop of all specimens is 0.00206. The test results showed that the structural performance of the hollow specimen, such as the initial crack pattern, initial stiffness, and diagonal crack pattern, was comparable to that of the solid specimen. However, the lateral strength and ultimate displacement of the hollow specimen noticeably decreased after the drift ratio of 3%. The columns showed flexure-shear failure at the final stage. Analytical and experimental investigations are presented in this study to understand a correlation confinement steel ratio with neutral axis and a correlation between the strain of spirals and the shear resistance capacity of steel in hollow and solid section concrete columns. Furthermore, shear strength components (Vc, Vs., Vp) and concrete stress were investigated.

지진 하중에 의해 피해를 받는 교각의 보강을 위한 방법론과 다양성에 대한 연구가 활발히 진행되었지만, 단자유도에 대한 비선형 정적 분석에 대한 연구가 주로 수행되었으며, 교각을 구성하는 재료적 특성만이 변수로 간주되었다. 그러나, 교 각의 기하학적 요소와 보강 수단의 관계성에 관한 연구는 수행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 CFRP 재킷을 사용하여 캘리포 니아에 존재하는 비 내진 상세 콘크리트 교량 교각을 보강하고 형상 변화에 따라 (교각 직경, 전단 경간 비, 보강 재킷의 길이) 교량 교각의 지진 취약성 곡선 도출하고 내진 성능을 평가하였다. 상기의 목표를 달성하기 위해 Opensees 프로그램를 사용하여 문헌에서 인용할 수 있는 실험체를 모델링하고 반복 하중을 가하여 결과 비교를 통해 해석방법의 적절성을 결정하였다.

This paper presents a framework for developing aftershock fragility curves for reinforced concrete bridges initially damaged by mainshocks. The presented aftershock fragility is a damage-dependent fragility function, which is conditioned on an initial damage state resulting from mainshocks. The presented framework can capture the cumulative damage of as-built bridges due to mainshock-aftershock sequences as well as the reduced vulnerability of bridges repaired with CFRP pier jackets. To achieve this goal, the numerical model of column jackets is firstly presented and then validated using existing experimental data available in literature. A four-span concrete boxgirder bridge is selected as a case study to examine the application of the presented framework. The aftershock fragility curves are derived using response data from back-to-back nonlinear dynamic analyses under mainshock-aftershock sequences. The aftershock fragility curves for as-built bridge columns are firstly compared with different levels of initial damage state, and then the post-repair effect of FRP pier jacket is examined through the comparison of aftershock fragility curves for as-built and repaired piers.

This study investigates the performance of hollow precast segmental bridge columns with reinforcement details for material quantity reduction. The proposed triangular reinforcement details are economically feasible and rational, and facilitate shorter construction periods. The precast segmental bridge columns provides an alternative to current cast-in-place systems. We tested a model of hollow precast segmental bridge columns under a constant axial load and a quasi-static, cyclically reversed horizontal load. We used a computer program, Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology (RCAHEST), for analysis of reinforced concrete structures. The used numerical method gives a realistic prediction of performance throughout the loading cycles for hollow precast segmental bridge column specimens investigated. As a result, proposed reinforcement details for material quantity reduction was equal to existing reinforcement details in terms of required performance.

This study investigates the seismic performance of new hollow reinforced concrete (RC) bridge piers with triangular reinforcement details. The developed triangular reinforcement details are economically feasible and rational, and facilitate shorter construction periods. We tested a model of new hollow RC bridge piers with triangular reinforcement details under a constant axial load and a quasi-static, cyclically reversed horizontal load. We used a computer program, Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology (RCAHEST), for analysis of RC structures. The used numerical method gives a realistic prediction of seismic performance throughout the loading cycles for several hollow pier specimens investigated. As a result, developed triangular reinforcement details for material quantity reduction was equal to existing reinforcement details in terms of required performance.

The purpose of this study is to investigate the behavior characteristics of new hollow reinforced concrete (RC) bridge pier sections with triangular reinforcement details and to provide the details and reference data. Among the numerous parameters, this study concentrates on the shape of the section, the reinforcement details and the spacing of the transverse reinforcement. Additional eight column section specimens were tested under quasi-static monotonic loading. In this study, the computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), was used. A innovative confining effect model was adopted for new hollow bridge pier sections. This study documents the testing of new hollow RC bridge pier sections with triangular reinforcement details and presents conclusions based on the experimental and analytical findings.

The purpose of this study was to investigate the performance of new hollow reinforced concrete (RC) bridge pier sections with triangular reinforcement details. The proposed triangular reinforcement details are economically feasible and rational and facilitate shorter construction periods. A model of pier sections with triangular reinforcement details was tested under quasi-static monotonic loading. As a result, proposed triangular reinforcement details was equal to existing reinforcement details in terms of required performance. In the companion paper, the parametric study for the performance assessment of new hollow RC bridge pier sections with triangular reinforcement details is performed.

이 연구에서는 물량저감 철근상세를 갖는 중공 철근콘크리트 교각 시스템의 전용 설계프로그램과 소성설계 적용 결과를 제시하였다. 개발된 물량저감 철근상세는 경제성과 합리성을 갖으며 공사기간의 단축을 가져올 수 있다. 물량저감 중공 철근콘크리트 교각의 적용을 통해 경제성 평가를 수행하였다. 평가 결과 개발상세가 기존상세에 비해 구조적 합리성, 시공성, 그리고 경제성 등이 우수함을 확인하였다.

The purpose of this study is to investigate the seismic performance of hollow RC bridge columns with reinforcement details for material quantity reduction. The proposed reinforcement details provide economy, are rational and shorthen the construction periods. The accuracy and objectivity of the assessment process can be enhanced by using a sophisticated nonlinear finite element analysis program. Solution of the equations of motion is obtained by numerical integration using Hilber-Hughes-Taylor (HHT) algorithm. The adopted numerical method gives a realistic prediction of seismic performance throughout the input ground motions for several test specimens investigated. As a result, the proposed reinforcement details for material quantity reduction develop equal performance to that required for existing reinforcement details.

The purpose of this study is to investigate the seismic behavior of hollow reinforced concrete bridge column systems with reinforcement details for material quantity reduction and to provide the details and reference data. Five hollow reinforced concrete bridge columns were tested under a constant axial load and a cyclically reversed horizontal load. The accuracy and objectivity of the assessment process can be enhanced by using a sophisticated nonlinear finite element analysis program. The adopted numerical method gives a realistic prediction of seismic performance throughout the loading cycles for several the investigated test specimens. This study documents the testing of hollow reinforced concrete bridge column systems with reinforcement details for material quantity reduction and presents conclusions based on the experimental and analytical findings.

The purpose of this study was to investigate the performance of hollow reinforced concrete bridge column systems with reinforcement details for material quantity reduction. The proposed reinforcement details have economic feasibility and rationality and make construction periods shorter. A model of hollow reinforced concrete bridge columns was tested under a constant axial load and a quasi-static cyclically reversed horizontal load. As a result, proposed reinforcement details for material quantity reduction were equal to existing reinforcement details in terms of required performance. The companion paper presents the experimental and analytical study for the performance assessment of hollow reinforced concrete bridge column systems with reinforcement details for material quantity reduction.

The purpose of this study is to investigate the inelastic behavior of hollow reinforced concrete bridge column sections with reinforcement details for material quantity reduction and to provide the details and reference data. Among the numerous parameters, this study concentrates on the shape of the section, the reinforcement details, the diameter of the transverse reinforcement and loading types. Eighteen column section specimens were tested under quasi-static monotonic loading. In this study, the computer program RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology) was used. A modified lateral confining effect model was adopted for the hollow bridge column sections. This study documents the testing of hollow reinforced concrete bridge column sections with reinforcement details for material quantity reduction and presents conclusions based on the experimental and analytical findings.:

The purpose of this study was to investigate the performance of hollow reinforced concrete bridge column sections with reinforcement details for material quantity reduction. The proposed reinforcement details has have economic feasibility and rationality and makes construction periods shorter. A model of column sections with reinforcement details for material quantity reduction was tested under quasistatic monotonic loading. As a result, the proposed reinforcement details for material quantity reduction was were equal to existing reinforcement details in terms of the required performance. In the a subsequent paper, the an experimental and analytical study will be performed for the performance assessment of hollow reinforced concrete bridge column sections with reinforcement details for material quantity reduction will be performed.

국내외 교량의 내진성능 평가관련 연구들을 조사, 분석한 결과 국내에서 휨 거동 교각의 내진성능에 대한 연구는 상당히 이루어졌으나, 국내에 상당수 분포하는 것으로 분석된 휨-전단 교각에 대해서는 연구실적이 부족한 것으로 파악되었다. 따라서, 이 연구에서는 휨-전단 복합거동이 예측되는 형상비 2.67과 전단거동이 예측되는 형상비 2.25의 실물크기 실험체 및 형상비 2.67의 축소모형 실험체를 제작하여 준정적 내진성능 실험을 실시하였으 며, 주철근의 겹침이음과, 형상비 변화에 따른 파괴거동을 조사 및 분석하였다. 실험결과 휨-전단거동이 예상되는 형상비 부근의 교각은 형상비와 철근상세 변화에 따라 파괴거동 특성이 휨-전단 파괴에서 전단 파괴 또는휨 파괴, 그리고 주철근 부착파괴로 변하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 실험결과들로부터 비내진 원형 철근콘크리트 교각에 대한항복변위 및 극한변위 산정식을 제안하여 실험을 실시하지 않고도 실제 비내진 교각의 내진성능을 파악할 수 있도록 하였으며, 이는 추후비내진으로 분류되는 실제 교량의 내진성능 조사 및 보수보강에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

이 연구의 목적은 중공원형 철근콘크리트 교각의 횡방향철근에 따른 지진거동을 파악하고 합리적이면서 경제적인 내진 설계기준의 개발을 위한 자료를 제공하는데 있다. 3개의 중공원형 교각 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적실험을 수행하였다. 정확하고 올바른 성능평가를 위하여 신뢰성 있는 비선형 유한요소해석 프로그램을 사용하였다. 이용된 해석기법은조사된 실험체에 대하여 하중단계에 따라 내진성능을 비교적 정확하게 예측하였다. 실험적, 해석적 결과로부터 중공원형 철근콘크리트교각의 설계와 시공 실무를 향상하기 위한 내진상세를 제시하였다.

이 연구의 목적은 결합원형띠철근을 갖는 철근콘크리트 교각의 내진성능을 파악하는데 있다. 3개의 인터락킹 교각 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 사용된 해석기법은 조사된 실험체에 대하여 하중단계에 따라 성능을 비교적 정확하게 예측하였다. 실험적, 해석적 결과로부터 결합원형띠철근을 갖는 철근콘크리트 교각의 설계와 시공 실무를 향상하기 위한 상세를 제시하였다.