표제지
목차
제1장 서론 12
1.1. 연구목적 및 필요성 12
1.2. 연구 동향 15
1.3. 연구범위 17
제2장 지주구조물 설계 및 부재 연결부 피로응력집중 평가 19
2.1. 도로 지주구조물 및 설계 19
2.2. 강구조물의 파괴 및 피로설계 21
2.3. 응력집중의 발생 원인 22
2.4. 용접 형태 및 단면변화에 따른 응력집중 23
2.5. 응력집중 평가법 24
제3장 교통신호등주 영향인자 및 강도평가 25
3.1. 교통신호등주 영향인자 25
3.1.1. 교통신호등주 세부사항 25
3.1.2. 교통신호등주 작용하중 27
3.1.3. 교통신호등주에 작용하는 하중 고려사항 28
3.2. 교통신호등주 강도평가법 30
3.2.1. 교통신호등주 해석 30
3.2.2. 유한요소 상세해석 30
3.2.3. Frame 구조해석 32
3.2.4. 부착대에 발생하는 최대주응력 33
3.2.5. 지주에 발생하는 최대주응력 36
3.3. 기존 설계도면 해석 42
제4장 교통신호등주 최적 단면설계 및 연결부 설계 44
4.1. 개요 44
4.2. 교통신호등주 최적 단면설계 48
4.2.1. 교통신호등주 최적 단면설계 세부사항 48
4.2.2. 부착대 1개 강관 단면 적용 48
4.2.3. 부착대 2개 강관 단면 적용 56
4.3. 교통신호등주 연결부 설계 59
4.3.1. 부착대-지주 연결부 설계 59
4.3.2. 부착대-지주 연결부 수정설계 61
4.3.3. 기초-지주 연결부 설계 64
제5장 기초-지주 연결부 용접 형태에 따른 응력집중계수 71
5.1. 개요 71
5.2. 응력집중 크기 해석 방법 및 세부사항 73
5.2.1. 응력집중 크기 해석 방법 및 모델링 73
5.2.2. 응력집중 영향인자 76
5.3. 용접형태에 따른 응력집중 85
5.3.1. 필릿용접 세부사항 및 지주 별 응력집중 크기 85
5.3.2. 필릿용접 GSCF 식 수정 92
5.3.3. 그루브용접 세부사항 및 지주 별 응력집중 크기 96
5.3.4. 그루브용접 GSCF 식 수정 101
제6장 결론 105
참고문헌 108
요약문 111
Abstract 112
부록 114
표 2.1. 국내 도로 지주구조물 설계지침서 20
표 3.1. 신호등 설계 시 지역별 기본풍속 29
표 3.2. 상세해석과 Frame 구조해석 41
표 3.3. 기존 설계도면 상세해석 42
표 3.4. 기존 설계도면 Frame 구조해석 43
표 4.1. 부착대 1단 강관 적용 최적 단면 52
표 4.2. 제작 효율성을 고려한 강관 치수 53
표 4.3. 제작 효율성을 고려한 1단 강관 최적 설계 54
표 4.4. 1단 강관 최적 설계 무게비 55
표 4.5. 부착대 2개 강관 단면 적용 부착대 개수 및 길이 제안 56
표 4.6. 강관 직경별 최대 최소 두께 57
표 4.7. 2단 구조설계 사용 강관 치수 57
표 4.8. 2단 구조설계 최대주응력 및 기존 설계와의 무게비 58
표 5.1. 한국, 미국 지주 및 기초판 최대 최소 치수 72
표 5.2. 지주 직경 별 상세해석 모델 73
표 5.3. CBC에 따른 x방향 변위 크기[이미지참조] 78
표 5.4. COP에 따른 x방향 변위 크기[이미지참조] 81
표 5.5. 지주 직경에 따른 최소 CBC[이미지참조] 86
표 5.6. 최소 CBC에 따른 SCF[이미지참조] 86
표 5.7. CBC 1.92 적용 SCP[이미지참조] 87
표 5.8. 직경 90mm, 115mm 지주 GSCF 91
표 5.9. 응력집중계수 연향인자 적용 가능 범위 94
그림 3.1. 교통신호등주의 구성 25
그림 3.2. 교통신호등주의 종류 26
그림 3.3. 교통신호등주에 작용하는 하중 28
그림 3.4. 상세해석 모델 제작 세부사항 31
그림 3.5. 원형관 세부 사항 33
그림 3.6. 교통신호등주 세부사항 34
그림 3.7. 지주에 팔이 2개 부착되어있는 교통신호등주 37
그림 3.8. Frame 구조해석을 통한 응력추출 위치 39
그림 3.9. 상세해석과 Frame 구조해석 비교 41
그림 4.1. 응력추출경로 45
그림 4.2. 각 부재 응력 분포 45
그림 4.3. 둘레 및 두께 방향 응력집중 크기 47
그림 4.4. 부착대 1개 강관 단면 적용 상세해석 51
그림 4.5. Contact 및 Tie 해석 응력 양상 59
그림 4.6. Contact 해석 x방향 단면 60
그림 4.7. Sleeve 길이 변화에 따른 응력집중 변화 61
그림 4.8. Sleeve 수정 설계 61
그림 4.9. Sleeve 수정설계 응력 양상 63
그림 4.10. 기초-지주 연결부 상세 64
그림 4.11. 기초-지주 연결부 인장 및 압축면 부재 두께에 따른 응력 양상 66
그림 4.12. 지주 인장부 응력 양상 67
그림 4.13. 지주 압축부 응력 양상 68
그림 4.14. 슬리브 인장부 응력 양상 69
그림 4.15. 슬리브 압축부 응력 양상 70
그림 5.1. 응력집중 모델 세부 사항 및 응력추출 경로 74
그림 5.2. Global 및 Sub 모델 75
그림 5.3. 최대응력 추출 위치 76
그림 5.4. 기초-지주 연결부 용접 형태 77
그림 5.5. CBC 각 항목[이미지참조] 77
그림 5.6. CBC에 따른 변위[이미지참조] 79
그림 5.7. COP 각 항목[이미지참조] 81
그림 5.8. COP에 따른 변위[이미지참조] 82
그림 5.9. 그루브용접 휨에 대한 저항단면 83
그림 5.10. 필릿용접 기초-지주 연결부 용접 형태 85
그림 5.11. 필릿용접 각 변수에 따른 SCF, GSCF 변화량 차이 90
그림 5.12. 필릿용접 수정 식을 통한 GSCF와 SCF 차이 94
그림 5.13. 필릿용접 간략 식을 통한 GSCF와 SCF 차이 95
그림 5.14. 그루브용접 기초-지주 연결부 용접 형태 96
그림 5.15. ROP[이미지참조] 97
그림 5.16. 그루브용접 각 변수에 따른 SCF, GSCF 변화량 차이 100
그림 5.17. 그루브용접 수정 식을 통한 GSCF와 SCF 차이 103
그림 5.18. 그루브용접 간략 식을 통한 GSCF와 SCF 차이 104