표제지
목차
국문요약 16
1장 서론 19
1.1. 연구배경 및 목적 19
1.2. 라멘교의 장경간화를 위한 연구 동향 21
1.3. 연구내용 및 범위 25
2장 토압 저감을 위한 라멘교 구조 형식 28
2.1. 교량 일반 28
2.1.1. 교량의 일반개요 28
2.1.2. 구조형식에 의한 분류 28
2.2. 개방형 벽체를 갖는 라멘교 32
2.2.1. 개요 32
2.2.2. 주요 특징 33
2.3. 개방형 벽체를 갖는 라멘교에 적용되는 하중 34
2.3.1. 한계상태설계법 vs 강도설계법 34
2.3.2. 하중의 종류 34
2.3.3. 하중조합 46
2.3.4. 재료저항계수 및 강도감소계수 52
3장 구조해석 54
3.1. 구조해석 프로그램 54
3.2. 개방형 벽체를 갖는 라멘교에 대한 구조해석 54
3.3. 모델링 57
3.3.1. 재료특성 61
3.3.2. 하중조건 61
3.4. 구조해석 결과 68
3.4.1. 경간장이 20m인 라멘교 68
3.4.2. 경간장이 15m인 라멘교 75
3.5. 2차 구조해석 81
3.5.1. 모델링 81
3.5.2. 구조해석 결과 84
4장 결과분석 85
4.1. 한계상태설계법 vs 강도설계법 85
4.1.1. 경간장 20m인 라멘교 85
4.1.2. 경간장 15m인 라멘교 87
4.2. 경간장 20m 라멘교의 완전 폐쇄형 벽체의 부모멘트와 폐쇄높이 또는 폐쇄폭에 따른 부모멘트 비교 90
4.2.1. 헌치부와 만나는 슬래브 단부 90
4.2.2. 헌치부 중앙부 100
4.2.3. 헌치부와 만나는 벽체의 단부 109
4.3. 경간장 15m 라멘교의 완전 폐쇄형 벽체의 부모멘트와 폐쇄높이 또는 폐쇄폭에 따른 부모멘트 비교 117
4.3.1. 헌치부와 만나는 슬래브 단부 117
4.3.2. 헌치부 중앙부 126
4.3.3. 헌치부와 만나는 벽체의 단부 134
4.4. 면적개방률과 부모멘트비와의 관계식 142
4.4.1. 경간장 10m 143
4.4.2. 경간장 15m 146
4.4.2. 경간장 20m 150
5장 결론 155
참고문헌 158
Abstract 161
표 2.1. 재료의 단위중량 35
표 2.2. 온도변화에 따른 응력 계산에 이용되는 선팽창계수 36
표 2.3. 온도경사 기본값 36
표 2.4. 설계에 이용되는 건조수축 변형률 37
표 2.5. 교량받침(가동)의 마찰계수 39
표 2.6. 설계차선 유효폭 39
표 2.7. 다차로재하계수 40
표 2.8. 표준차로하중 41
표 2.9. 보도에 재하되는 등분포하중 43
표 2.10. 충격하중계수 43
표 2.11. 거더교의 풍압 44
표 2.12. 기타 교량 부재에 작용하는 풍압 45
표 2.13. 하중의 종류 47
표 2.14. 하중조합과 하중계수 48
표 2.15. γp에 관한 하중계수(이미지참조) 50
표 2.16. 강도설계법에 따른 하중조합 및 하중계수 51
표 2.17. 재료저항계수 52
표 2.18. 강도설계법에 따른 강도감소계수 52
표 3.1. 경간장 20m에 대한 구조해석 CASE 58
표 3.2. 경간장 15m에 대한 구조해석 CASE 59
표 3.3. 콘크리트 재료특성 61
표 3.4. 설계차선 유효폭 산정 62
표 3.5. 한계상태설계법에 따른 차로 수에 대한 차량활하중(KL-510) 63
표 3.6. 강도설계법에 따른 차로 수에 대한 설계차량활하중(DB-24, DL-24) 65
표 3.7. 토압 66
표 3.8. 경간장 20m인 완전 폐쇄형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 69
표 3.9. 경간장 20m인 개방형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 70
표 3.10. 경간장 20m인 완전 폐쇄형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 71
표 3.11. 경간장 20m인 개방형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 71
표 3.12. 경간장 20m인 완전 폐쇄형 벽체를 갖는 라멘교에서의 토압에 대한 최대 부모멘트 73
표 3.13. 경간장 20m인 개방형 벽체를 갖는 라멘교에서의 토압에 대한 최대 부모멘트 73
표 3.14. 경간장 15m인 완전 폐쇄형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 76
표 3.15. 경간장 15m인 개방형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 76
표 3.16. 경간장 15m인 완전 폐쇄형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 77
표 3.17. 경간장 15m인 개방형 벽체를 갖는 라멘교에서의 조합하중에 대한 최대 부모멘트 77
표 3.18. 경간장 15m인 완전 폐쇄형 벽체를 갖는 라멘교에서의 토압에 대한 최대 부모멘트 79
표 3.19. 경간장 15m인 개방형 벽체를 갖는 라멘교에서의 토압에 대한 최대 부모멘트 79
표 3.20. 2차 구조해석 CASE 83
표 3.21. ROWS의 최대 부모멘트 84
표 4.1. 강도설계법에 대한 한계상태설계법의 부모멘트 비(경간장 20m) 86
표 4.2. 강도설계법에 대한 한계상태설계법의 부모멘트 비(경간장 15m) 87
표 4.3. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 90
표 4.4. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 91
표 4.5. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 96
표 4.6. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 96
표 4.7. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 100
표 4.8. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 100
표 4.9. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 105
표 4.10. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 105
표 4.11. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 109
표 4.12. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 109
표 4.13. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 113
표 4.14. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 113
표 4.15. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 117
표 4.16. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 118
표 4.17. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 122
표 4.18. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 122
표 4.19. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 126
표 4.20. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 126
표 4.21. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 130
표 4.22. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 130
표 4.23. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 134
표 4.24. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 134
표 4.25. 폐쇄된 높이(h) 및 폐쇄되는 폭(b)에 따른 부모멘트 크기 138
표 4.26. 높이 폐쇄비(h/H) 및 폭 폐쇄비(b/B)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의 부... 138
표 4.27. 경간장 10m일 때 최적면적개방률 145
표 4.28. 경간장 10m일 때 면적개방률 가이드라인 146
표 4.29. 경간장 15m일 때 최적면적개방률 148
표 4.30. 경간장 15m일 때 면적개방률 가이드라인 149
표 4.31. 경간장 20m일 때 최적면적개방률 152
표 4.32. 경간장 20m일 때 면적개방률 가이드라인 153
그림 2.1. 개방형 벽체의 라멘교 32
그림 2.2. 기존의 폐쇄형 벽체를 가지는 라멘교(RCWS) 33
그림 2.3. 콘크리트와 강재상부구조물에 발생하는 온도의 수직변화곡선 37
그림 2.4. 표준트럭하중 40
그림 2.5. 표준트럭하중(DB하중) 및 차로하중(DL하중) 42
그림 2.6. 교량 총폭 B와 총높이 D 44
그림 3.1. 개방형 벽체를 갖는 라멘교의 종단면도 55
그림 3.2. 개방형 벽체 56
그림 3.3. 폐쇄폭, 폐쇄높이에 대한 해석 CASE의 명칭 표기 58
그림 3.4. 기타 고정하중 재하도 62
그림 3.5. 한계상태설계법의 차량활하중(KL-510) 재하도 63
그림 3.6. 강도설계법에 따른 설계차량활하중(DB-24, DL-24) 재하도 64
그림 3.7. 토압 재하도 66
그림 3.8. 온도하중 재하도 67
그림 3.9. 경간장이 20m인 라멘교의 종단면도 68
그림 3.10. 경간장이 15m인 라멘교의 종단면도 75
그림 3.11. 2차 구조해석을 위한 모델링 단면도 82
그림 3.12. 폭 및 높이에 대한 해석 CASE의 명칭 표기 82
그림 4.1. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 92
그림 4.2. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 93
그림 4.3. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 95
그림 4.4. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 97
그림 4.5. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 98
그림 4.6. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 99
그림 4.7. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 101
그림 4.8. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 102
그림 4.9. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 104
그림 4.10. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 106
그림 4.11. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 107
그림 4.12. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 108
그림 4.13. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 110
그림 4.14. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 111
그림 4.15. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 112
그림 4.16. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 114
그림 4.17. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 115
그림 4.18. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 116
그림 4.19. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 119
그림 4.20. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 120
그림 4.21. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 121
그림 4.22. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 123
그림 4.23. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 124
그림 4.24. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 125
그림 4.25. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 127
그림 4.26. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 128
그림 4.27. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 129
그림 4.28. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 131
그림 4.29. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 132
그림 4.30. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 133
그림 4.31. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 135
그림 4.32. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형... 136
그림 4.33. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 137
그림 4.34. 고정된 폐쇄폭(b)에 대한 변화되는 폐쇄높이(h)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체의... 139
그림 4.35. 고정된 폐쇄높이(h)에 대한 변화되는 폐쇄폭(b)의 부모멘트에 대한 완전 폐쇄형 벽체... 140
그림 4.36. 폭 폐쇄비 및 높이 폐쇄비에 따른 부모멘트 비 141
그림 4.37. 지간 10m인 라멘교에서 면적개방률에 대한 부모멘트 비 144
그림 4.38. 경간장 10m일 때 최적면적개방률 그래프 145
그림 4.39. 경간장 10m일 때 면적개방률 가이드라인 그래프 146
그림 4.40. 지간 15m인 라멘교에서 면적개방률에 대한 부모멘트 비 148
그림 4.41. 경간장 15m일 때 최적면적개방률 그래프 149
그림 4.42. 경간장 15m일 때 면적개방률 가이드라인 그래프 150
그림 4.43. 지간 20m인 라멘교에서 면적개방률에 대한 부모멘트 비 152
그림 4.44. 경간장 20m일 때 최적면적개방률 그래프 153
그림 4.45. 경간장 15m일 때 면적개방률 가이드라인 그래프 154