Rev.2, 3. July 2017 내진설계 2017. 7. 3 한국철도시설공단
REVIEW CHART
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θ 16
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Δ Δ 22
Δ Δ Δ 23
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= = + = + 25
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= = 30
N.A N.A 31
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전체면적 힘 힘 F p k eff F p k eff d n d p 변위 d n d p 변위 F n F n 36
β 37
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시 작 단면가정 응답변위법 ( 유사정적해석 ) 지반조건에 지진계수 따른 결정 시간이력해석 ( 동적해석법 ) 기반암 설정 기반암 설정및 가속도시간이력산정 변위, 지반계수, 관성력, 주변전단응력 산정 동적지반물성치산정 상시하중 해석결과 설계하중 산정 단면검토 N.G O.K 단면결정 52
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지표면 K H K SS 표층지반 K V K SB 기반면 해석단면설정 지반조건결정 수준별설계하중산정 지진계수결정 단면력계산 지반변위폭산정 상시하중, 붕괴방지수준에대한설계단면력과의비교 지반반력계수 산정 단면상세결정 상시하중계산 지진시하중계산 54
지진구역계수 : 0.11( 서울특별시기반암지반종류 SB) 위험도계수 : 기능수행수준 0.57, 붕괴방지수준 1.40 지표면가속도계수 : 기능수행수준 0.063, 붕괴방지수준 0.154 프로그램 : SIMQKE 기반암인공가속도시간이력작성지속시간 : 27sec, 감쇠비 : 5%, 최대지반가속도 : 0.063, 0.154 프로그램 : SHAKE 지층별변위, 가속도감쇠, 동적지반특성치결과분석 프로그램 : 기존 FEM 해석프로그램이용 SHAKE 로수정된지반물성치입력 지진하중 : 기반암인공가속도시간이력입력 하중조합 : 0.75(1.4D+1.7L+1.8H+1.8E) 철근콘크리트단면검토 55
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EQ EQ EQ EQ EQ EQ EQ EQ 67
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2 * * * 1 2 교대 기둥또는교각 1 * * 지간내의힌지 : 신축이음또는교량상부구조의단부 70
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αβγ 72
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설계단계시작 설계단계 1 예비설계 ( 내진기본설계 ) 설계단계 2 지진력처리방법검토 강성및연성처리검토 설계단계 3 해석방법의산정 설계단계 4 지진력결정 설계단계 5 설계지진력결정 설계단계 6 설계지진범위검토 설계단계 7 구조부재의검토 설계단계 8 기초설계 설계단계 9 교대설계 설계단계 10 구조계획또는단면조정 부재단면및탄성지진변위량적정성 설계단계 11 연결부및부재설계상세 기본흐름도로이동 74
설계단계 1 시작 단계 1-1 3.6.1(1) 구조계획 교량형식과단면및재료특성 연속지간장분할검토 기초지질검토 부재단면가정 단계 1-1 3.6.1(2) 기본조건선정 가속도계수 A=0.07 혹은 0.11 내진등급 지반계수 응답수정계수 1 등급, 2 등급, 3 등급 지반종류에따른계수 1.0 2.0 1 등급, 2 등급, 3 등급 단계 1-1 3.6.1(3) 예비내진설계 ( 간편추정식적용 ) 개략적교축방향해석 개략적교축직각방향해석 단계 1-4 3.6.1(4) 구조계획조정 아니오 상시와지진시구조계획적정성 기본흐름도로이동 75
설계단계 2 시작 단계 2-1 3.6.2(1) 구조적안전성및경제성검토 교각기둥의항복 φ 예 아니오 연성내진 내진설비 면진설비 제진설비 탄성설계 설계단계 2-2 3.6.2(2) 지진력처리방법재검토 아니오적정성예기본흐름도로이동 검토항목 76
설계단계 3 시작 단계 3-1 3.6.3(1) 해석방법검토 검토항목 아니오 기하학적비정형구조 - 진동단위 - 재료특성 - 교량형식 - 기초형식 고유주기단주기 아니오 지진변위비중요교량 ( 탄성변위검토 ) 아니오 해석방법 해석방법 해석방법 단일모드스펙트럼해석법 다중모드스펙트럼해석법 비선형시간이력해석법 단계 3-2 3.6.3(2) 해석방법선정 기본흐름도로이동 77
설계단계 4 시작 단계 4-1 3.6.4(1) 해석교량의모형화 단계 4-2 3.6.4(2) 교각기초와교대강성 단계 4-3 3.6.4(3) 교축직각방향지진력과변위결정 해석방법 1 해석방법 2 해석방법 3 단일모드스펙트럼해석법 다중모드스펙트럼해석법 시간이력해석법 1 2 3 단계 4-4 3.6.4(4) 교축방향지진력과변위결정 해석방법 1 해석방법 2 해석방법 3 단일모드스펙트럼해석법 다중모드스펙트럼해석법 시간이력해석법 1 2 3 기본흐름도로이동 78
해석방법 1 해석방법 2 해석방법 3 정적처짐 계산 구조해석모델링 구조해석모델링 α, β, γ 계산 모드형태와주기계산 인공지진파생성 고유주기 (T) 계산 모델링검토 시간이력해석 등가정적지진하중 계산 스펙트럼해석 단면력과탄성변위계산 단면력과탄성변위계산 단계 4 흐름도로이동 모드의조합 단면력과탄성변위계산 단계 4 흐름도로이동 단계 4 흐름도로이동 79
설계단계 5 시작 단계 5-1 3.6.5(1) 비지진력결정 고정하중 (D) 설계력결정 부력 (B) 설계력결정 유체압 (F) 설계력결정 횡토압 (H) 설계력결정 단계 5-2 3.6.5(2) 지진력결정 축방향별탄성지진력 직교지진력의조합 설계지진력결정 기본흐름도로이동 80
설계단계 6 시작 단계 6-1 3.6.6(1) 최소받침지지길이 단계 6-2 3.6.6(2) 탄성해석최대변위 단계 6-3 3.6.6(3) 신축이음부유간검토 기본흐름도로이동 81
설계단계 7 시작 단계 7-1 3.6.7(1) 교각기둥설계 축방향단면보강재 ( 주철근 ) 횡방향단면보강재 ( 횡방향철근 ) 심부구속철근 단계 7-2 3.6.7(2) 코핑부설계 단계 7-3 3.6.7(3) 연결부설계 코핑부에서의정착 기초에서의정착 교량받침의설계 단계 7-4 3.6.7(3) 기타구조부재설계 (Shear-Key, 낙교방지장치등 ) 기본흐름도로이동 82
설계단계 8 시작 단계 8 3.6.8 직접기초설계 단계 8 말뚝기초설계 기초설계력결정 말뚝기초설계력의결정 기초안정성검토 말뚝기초의안정성검토 기초크기확정 말뚝본체의설계 기초단면설계 말뚝본체구조상세 확대기초단면설계 기본흐름도로이동 83
설계단계 9 시작 단계 9-1 받침부설계 단계 9-2 내진장치설계 단계 9-3 교대설계조건 일반조건 지반조건 하중조건 단계 9-4 교대설계력계산 단면가정 자중및관성력계산 토압계산 상부반력에의한설계력 하중집계및조합 단계 9-5 교대안정검토 단계 9-6 기초크기확정 단계 9-7 구체및기초설계 구체설계 기초설계 기본흐름도로이동 84
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GL 지반변위 지반변위에의한하중 주면전단력 + 지반변위하중 지반변위에의한하중 d 관성력 기반 88
시작 지반변위산정방법의선정 기존의실측기록 지반응답해석 응답스펙트럼곡선 고유주기 응답스펙트럼 설계수평진도를사용 지반변위분포의산정 지반반력계수의산정 단면가정 구조계산 단면변경 안정대조조사단면대조조사 N.G. O.K. 끝 ν 및 89
ln 90
시작 자연지반의응답해석 구조물의등가전단탄성계수의산출 응답계수 (α r ) 의산출 구조물의응답값의예측 δ s = α r δ g 구조물의정적비선형해석 부재손상의대조조사 종료 91
[ 대상구조물, 대상영역 ] 선형, 비선형 2 차원 ~3 차원 [ 입력지진동의설정 ] 입력기반 입력파형 최대진폭 주파수특성 [ 터널및지반의모형화 ] 터널의모형화 지반의모형화 구조물 - 지반의상호작용의모형화 [ 동적해석 ] (1) 응답스펙트럼법스펙트럼모드해석 (2) 시간이력응답해석법시간이력모드해석직접적분법 (3) 주파수응답해석법 구조물각부의응답치 안정성의평가 92
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Free-Field Quiet Boundary Quiet Boundary Free-Field Free-Field Quiet Boundary Quiet Boundary Free-Field Quiet Boundary External Dynamic Input (Stress Force Only) External Dynamic Input (Acceleration or Velocity) 95
α β ω 96
97 KR C-02070
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99 KR C-02070
± cos coscos cos sin sin cos cos θ 100
Δ δ Δ cos cos cos cos cos cos 101 KR C-02070
Δ Δ γ Δ 0.8DK dynh gh 0.8DK dynh gh H DP dynh P aeh = P ah + DP dynh H/3 P ah 0.5H mh K ah gh 0.2DK dynh gh ( K + 0.2D K ) gh ah dynh (a) 정적토압 (b) 동적토압증가분 (c) 동적토압분포 k h W G k h W G W W 102
103 KR C-02070
RECORD HISTORY 104