콘크리트의 균열을 고려하는 강화 콘크리트 도로 다리 데크에 대한 구조 성능의 라이브 배팅 사이트 평가

Yoshida Yuki, Takeshima Natsumi, Nie Jing, Kisaku Tomoaki, Okada Seiji

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Yoshida Yuki: 재료 및 구조 엔지니어링 그룹, 기술 플랫폼 센터, 기술 및 인텔리전스 통합
Takeshima Natsumi: LCB · DX Division, IHI Infrastructure Systems Co., Ltd.
Nie Jing: 재료 및 구조 엔지니어링 그룹, 기술 플랫폼 센터, 기술 및 인텔리전스 통합
Kisaku Tomoaki: 박사 공학 박사, P.E.JP (토목 공학), 관리자, 자재 및 구조 공학 그룹, 기술 플랫폼 센터, 기술 및 인텔리전스 통합
Okada Seiji: LCB · DX Division, IHI Infrastructure Systems Co., Ltd.

일본에는 감지 된 철근 콘크리트 도로 다리 데크 (RC 슬래브)가 많이 있습니다. 제한된 유지 보수 및 갱신 예산은 기술이 서비스 중 RC 슬래브의 수리 및 교체의 우선 순위를 정하는 필요성을 만듭니다. 부하 운반 용량 및 고장 프로세스와 같은 서비스 내 서비스 RC 슬래브의 구조적 성능을 평가하는 기술은 잠재적 우선 순위 지정 기준입니다. 비선형 라이브 배팅 사이트은 콘크리트에 존재하는 균열의 영향을 적절하게 고려할 수있는 능력으로 인해 RC 슬래브의 구조적 성능을 평가하는 데 사용됩니다. 따라서, 비선형 라이브 배팅 사이트의 정확도는 RC 슬래브 시편의 다양한 하중 시험을 재현함으로써 검증되었다. 결과는 비선형 라이브 배팅 사이트이 수리 및 교체 우선 순위를 결정하기위한 기준 기술로 효과적임을 나타냅니다.

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1. 소개

도로 다리의 갑판은 도로 다리를지나 거더 및 기타 다리 멤버로가는 보행자와 차량의 하중을 전달하는 바닥 슬래브입니다. 다양한 유형의로드 브리지 데크 중, 철근 콘크리트 슬래브 (이하 "RC 슬래브"라고 함)는 수년에 걸쳐 사용해 왔던 가장 일반적인 유형의 데크 중 하나입니다. RC는 "강화 콘크리트"에 대한 약어이며, 강화 막대로 강화 된 콘크리트이며, 콘크리트 내부에 보강재가 배치되는 구조를 RC 구조라고합니다. RC 슬래브는 건설이 쉽고 경제적이기 때문에 널리 사용됩니다.

일본에서는 건설 수요가 급속한 경제 성장 기간 동안 폭발적으로 증가했습니다 (1955-1973). 50 년 이상 도로 교량의 수는 2023 년까지 일본의 모든 도로 교량의 약 40%에 도달 할 것으로 예상됩니다. 2033 년에는 60% 이상^{(1), (2)}. 기존 다리의 이러한 정의는 단순히 연령에 의해 결정되는 것이 아니라 정의 정도는 각 다리 현장의 환경 조건과 유지 보수 상황에 따라 다릅니다. 따라서 제한된 예산 내에서 수리 및 교체를 효율적으로 수행해야합니다. 그렇기 때문에 기술이 서비스 중 RC 슬래브의 구조적 성능을 정확하게 평가하고 수리 및 교체 요구를 우선 순위로 삼는 것이 필요한 이유입니다. 그러나 RC 구조의 고장 거동이 복잡하기 때문에 정확한 평가는 어렵습니다.

또한 설계 계산에 일반적으로 사용되는 이론적 공식은 구조적으로 건전한 슬래브에 적용하기위한 것이므로 기존의 균열과 지속적인 재료 정의의 영향을 허용하기가 어렵습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 폭이 넓은 비선형 라이브 배팅 사이트을 통해 콘크리트의 균열 및 재료 정의의 영향을 허용 할 수 있습니다. 이 연구에서 기존 구조의 유지에 기여하기 위해 과거에 수행 된 다수의 하중 테스트 결과는 비선형 라이브 배팅 사이트에 의해 재현되어 서비스 내 RC 슬래브의 구조적 성능이 평가 될 수 있음을 보여줍니다.

선형 라이브 배팅 사이트과 비교하여, 비선형 라이브 배팅 사이트 수율은 재료 모델, 모델링 방법,로드 증분 및 솔루션 방법과 같은 세부 사항의 영향으로 다양한 결과를 얻었습니다. 따라서 첫 번째 단계는 RC 슬래브의 기본 고장 모드, 즉 굴곡 장력 고장, 대각선 장력 고장 및 펀칭 전단 고장에 초점을 맞추고 RC 빔에서 정적 로딩 테스트 결과를 재현하여 비선형 라이브 배팅 사이트 접근법의 유효성 및 라이브 배팅 사이트 정확도를 확인하는 것입니다. 이어서 특수 구조를 갖는 90 세의 RC 슬래브를 사용하여 빔 시편에서 수행 된 4 점 벤딩 테스트 결과의 라이브 배팅 사이트 재현이 이어진다. 이것의 목적은 특수 구조가 있더라도 RC 슬래브의로드 캐리 용량 및 고장 프로세스를 평가할 수 있는지 여부를 결정하는 것입니다.

2. RC 구조의 비선형 라이브 배팅 사이트

2.1 개요

콘크리트에는 여러 가지 장점이 있습니다. 압축 강도가 높고 강철보다 자유롭게 형성되기 쉽고 비교적 저렴합니다. 반면에 단점은 낮은 인장 강도입니다. 따라서, 강철 강화 막대는 콘크리트의 약점을 보상하고 콘크리트 구조물의 하중 운반 용량을 증가시키기 위해 인장력에 저항하는 데 사용됩니다.

콘크리트는 외부 힘과 온도와 습도의 변화로 인해 균열이 발생하기 쉽습니다. RC 구조의 강화 막대는 또한 검출 계수 요인의 침입으로 인한 부식이 발생하기 쉽다. 강화 막대의 부식 유발 팽창으로 인한 콘크리트의 균열은 RC 구조의 검출을 더욱 가속화시킨다. 크래킹과 같은 서비스 내 RC 구조의 재료 정의는 구조의 고장 거동에 영향을 미칩니다. 이러한 균열 및 재료 정의를 겪은 RC 구조의 실패 거동을 평가하기 위해 비선형 라이브 배팅 사이트을 사용하는 것이 바람직하다. 고려해야 할 비선형 성에는 재료 응답의 비선형 성, 구조의 큰 변형의 영향을 허용하기위한 기하학적 비선형 성 및 접촉, 슬립, 마찰 등을 허용하기위한 경계 비선형 성을 허용하는 재료 비선형 성이 포함됩니다. 또한, 강화 콘크리트 구조물의 비선형 성 라이브 배팅 사이트은 콘크리트의 균열로 인한 상당한 비선형 성을 고려하는 것이 특징입니다.

2.2 비선형 라이브 배팅 사이트을위한 헌법

이 섹션에서는이 연구에 사용 된 관계 표현식 (구성 법)이 물질적 비선형 성을 표현하기 위해 소개합니다. RC 구조 모델링의 경우 구성 법률^{(3), (4)}Maekawa et al. 사용됩니다.

​​그림 1콘크리트 균열 모델의 예를 보여줍니다. 널리 사용되는 콘크리트 균열 모델은 두 가지 있습니다 : 불연속 균열 모델과 번짐 균열 모델. 불연속 균열 모델에서, 요소들 사이의 노드가 연결이 끊어지고, 균열 개방 변위는 요소들 사이의 상대 변위로 간주된다. 번지는 균열 모델에서, 균열 개방 변위는 요소에서 균열이 번져 있다는 가정에서 요소 평균 변형으로 처리된다. 이 연구에서, 부재에서 균열이 균일하게 발생하는 경우 사용하기에 적합한 번짐 균열 모델이 사용됩니다. 균열을 포함하는 영역은 번짐 균열 모델에서 요소로 취급 될 수 있기 때문에 균열 위치를 미리 정의 할 필요가 없으며 번짐 균열 모델은 모델링을 용이하게합니다.

두 가지 유형의 요소 균열 모델이 있습니다. 균열 평면이 주요 응력에 따라 회전되는 회전 균열 모델과 발생한 균열에 대한 기하학적 정보가 저장되고 균열 방향을 고정하여 라이브 배팅 사이트을 수행합니다. 이 연구에서는 고정 된 균열 모델이 사용되지만, RC 구조의 변형이 증가함에 따라 응력 및 변형의 축은 점차 서로 벗어나기 시작합니다. 고정 된 균열 모델을 사용한 라이브 배팅 사이트에서이를 정확하게 평가하려면 균열 평면을 가로 질러 전단 전달을 개별적으로 모델링해야합니다.

이 연구에 사용 된 1 차 방향 균열에 대한 전단 전달 모델은 균열 평면을 따른 전단 변형과 균열 개방 변형률 사이의 비율을 매개 변수화하여 균열 폭이 증가하여 강성의 감소를 허용 할 수 있습니다. 다 방향 균열은 각 요소에 대해 고려되지만 대부분의 경우 주요 비선형 성은 단방향 균열에 의해 관리됩니다. 이러한 이유로, 우리는 활성 균열 모델을 사용하는데, 여기서 우세한 균열에 초점을 맞추고, 그들의 요소의 로컬 좌표 시스템이 각각 회전되고, 압축, 인장 및 전단 모델이 각 방향으로 적용됩니다. 두 가지 이상의 직교 균열의 경우, 교차 각도 범위는 π/2 ± π/8으로 제한됩니다 (이 균열은 "비 지골 균열"이라고합니다. 고려 될 이러한 비 직교 균열의 지시를 4 개의 좌표계 (2 개의 좌표계)로 증가 시키도록 개발 된 모델은이 연구에서 사용되는 비 직교 다중 방향 균열 모델이라고합니다. 활성 균열 방법과 비 직교 균열 모델은그림. 2.

그림 3~ 5는이 모델에 적용되는 RC에 대한 기본 구성 법 (압축 모델, 장력 모델 및 1 방향 균열에 대한 전단 전달 모델)을 보여줍니다. 이러한 모든 구성 법에 공통적 인 개념은 특정 범위에서 균열 유발 변위의 불연속을 평균화함으로써 평균 균주를 고려하는 것입니다. 여기서 단조로운 증분 하중을 고려할 때 언로드 경로가 정의되지 않으면 적절한 솔루션을 얻을 수 없습니다. 이것은 로딩 된 조건에서도 균열 주위의 요소에서 변형 이완이 발생하기 때문입니다. 따라서 각 구성 법에 대해, 하역 및 재 장전 경로도 정의됩니다.

강화 모델링의 경우, 콘크리트 요소 외에 강화의 효과를 통합하는 번짐 된 강화 모델이 콘크리트 요소에 균일하게 분포되어 있다는 가정에 사용됩니다. 이 번지는 강화 모델이 적용되는 요소를 "RC 요소"라고합니다. RC 요소의 장력 범위에서, 장력 강화를 고려하는 평균 응력 평균 변형 관계가 사용됩니다. 장력 강화는 강철 단독 만 강화하는 것과 비교하여 응력-변형 관계에서 강성을 증가시키는 강화 콘크리트의 효과를 말합니다. 균열 평면에서 콘크리트는 인장 응력에 저항 할 수 없습니다. 강화와 콘크리트 사이의 결합은 균열 위치를 우회하여 인장 응력을 전달하여 콘크리트도 인장 응력에 저항하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 장력 강화에 영향을받지 않은 지역에서는 강화 콘크리트가 일반 콘크리트 요소를 사용하여 모델링됩니다. 골절 역학 이론은 일반적인 콘크리트 요소에 적용되며, 균열 후 연화 곡선은 원소에서 소비되는 에너지의 양이 골절 에너지의 에너지와 비교되도록 정의됩니다 (그림. 4). 연화와 관련된 관련성은 요소 치수에 따라 설정됩니다.

도로 교량의 RC 슬래브는 차량 부하와 같은 반복적 인 이동 하중으로 인해 피로 손상이 발생하며 서비스 수명 추정 방법을 포함한 연구가 수행되고 있음을 지적했습니다.^{(5), (6)}. 비선형 라이브 배팅 사이트에 적용된 구성 법은 압축 강성, 장력 강성 및 전단 전달 용량의 감소를 고려합니다^{(5), (6)}.

3. 기본 실패 동작 라이브 배팅 사이트의 정확성 확인

3.1 개요

콘크리트 구조에 대한 표준 사양 (JSCE)은 신뢰할 수있는 것으로 간주되는 라이브 배팅 사이트의 예를 소개합니다⁽⁷⁾. 이러한 예제와 관련하여, 기본 실패 동작을 평가할 때 비선형 라이브 배팅 사이트의 유효성과 정확성을 확인하기 위해 RC 테스트 시편에서 수행 된 로딩 테스트 결과를 재현하기 위해 다수의 비선형 라이브 배팅 사이트이 수행되었다. 모든 라이브 배팅 사이트에서, 콘크리트와 강철의 모델링에 고체 요소가 사용되었습니다.

3.2 RC 빔 시편에 대한 정적 4 점 벤딩 테스트

3.2.1 라이브 배팅 사이트 조건

굴곡 장력 고장과 관련된 검증의 경우 정적 4 점 벤딩 테스트⁽⁸⁾Okada et al. 라이브 배팅 사이트되었습니다. 오카다 등 주요 강화의 직경을 매개 변수화하여 시편을 준비했습니다. 이 연구에서, 직경 16mm의 SD345 강철 변형 강화 막대를 사용 하였다. 그림 6은 사용 된 세 가지 시편 (B16-2A, B16-2B 및 B16-2C)을 보여줍니다. 세 가지 유형의 표본은 약간 다른 압축 강도를 가지고 있습니다 (34.7 ~ 36.2 N/mm²). 시편에는 전단 범위, A, 850mm, 전단 범위 비율, A/D, 5.667 (D : 시편의 상단에서 시편의 하단 부분에서 강화 중심까지의 유효 높이), 깊이 150mm 및 500 밀리미터 길이의 균일 벤딩 섹션이 있습니다. 시편의 고장 모드는 굽힘 장력 파괴이며, 이곳에서 보강재를 산출 한 후 콘크리트가 압박에 실패합니다.

그림 7하중 지점과지지 지점에 배치 된 강판의 중심선을 따라 수직 번역 이동 방향으로 제공됩니다 (이하는“로딩 플레이트”및“지지 점 플레이트”). Poisson의 콘크리트 비율은 0.20으로 가정되며 압축 강도는 35.4 N/mm², 이것은 측정 된 값의 평균입니다. 콘크리트의 표준 사양에 주어진 공식을 사용하여 콘크리트의 탄성 및 인장 강도의 정적 계수는 압축 강도로부터 추정되었다.⁽⁷⁾. 메인 강화 막대는 바닥 보강재를위한 D16 막대, 상단 강화를위한 D16 막대, 교반 용 D10 막대⁽⁸⁾. 강화는 이중선으로 모델링되었으며 강화의 항복점은 논문에 표시된 바와 같이 362 N/mm2라고 가정했습니다.⁽⁸⁾. Young 's Moduli와 Poisson의 강철 부재와 강화 막대의 비율은 2.06 × 105 N/mm²및 0.30. 로딩 플레이트와지지 점 플레이트는 선형 탄성 및 조인트 요소로 모델링되었습니다⁽⁹⁾우리는 접촉 및 마찰의 영향을 허용하기 위해 로딩 플레이트와 지지대 플레이트의 경계에 콘크리트와 함께 배치했습니다. 접촉 마찰의 핵심은 하이브리드 구조에 대한 표준 사양에 따라 0.5로 설정되었습니다.⁽⁹⁾. 하중 플레이트의 중심선의 노드에서 변위 제어 하에서 하중을 수직으로 아래쪽으로 적용했습니다.

3.2.2 라이브 배팅 사이트 결과

그림 8실험 및 라이브 배팅 사이트에서 얻은 부하 미드 스팬 편향 관계를 보여줍니다. 실험에서, 3 종은 강화가 약 45 kN에서 생성 될 때까지 로딩 공정 동안 하중 미드 스팬 편향 관계의 관점에서 일치를 나타냈다. 실험에서 3 종의 최대 부하의 평균값은 46.8 kN이었다. 라이브 배팅 사이트 결과는 강화의 수율이 생성 될 때까지 실험에서 관찰 된 경로와 유사한 경로를 따랐다. 그리고 그 후, 라이브 배팅 사이트은 실험에서 관찰 된 거동과 유사한 행동을 보여 주었다. 라이브 배팅 사이트의 최대 부하는 47.9 kN으로 측정 된 값의 오차가 2.3%입니다. 라이브 배팅 사이트으로 표시된 고장 모드가 실험에서와 같이 굽힘 장력 실패라는 사실을 고려할 때 라이브 배팅 사이트이 충분히 정확하다고 결론을 내릴 수 있습니다.

3.3 RC 빔 시편에 대한 정적 3 점 벤딩 테스트

3.3.1 라이브 배팅 사이트 조건

라이브 배팅 사이트 할 테스트는 정적 3 점 벤딩 테스트⁽¹⁰⁾Fukasawa et al. 그림 9는 테스트 시편 (Y1)을 보여줍니다. 시편은 전단 범위, A, A, 800mm, 전단 범위 비율, A/D, 5.0 및 깊이는 200mm입니다. 시험에서 시편의 고장 모드는 대각선 장력 실패였습니다. 중간 스팬 영역에서 다중 굴곡 균열이 발생하여 강성이 감소하고 전단력이 대각선 균열을 일으켜 고장이 발생했습니다.

그림 10라이브 배팅 사이트 모델을 보여줍니다. 굴곡 장력 파괴를 재현하기 위해 수행 된 라이브 배팅 사이트의 경우, 대칭을 고려하는 1/4 모델이 사용되었고 깊이는 100mm로 설정되었습니다. 대칭 평면에 수직 인 방향의 번역 운동이 복원되었다. 콘크리트의 포아송 비율은 0.20으로 설정되었고 압축 강도 37.5 N/mm², 논문에 주어진 값⁽¹⁰⁾가 사용되었습니다. 콘크리트의 탄성 및 인장 강도의 정적 계수는 콘크리트 구조에 대한 표준 사양에 주어진 공식을 참조하여 결정되었다.⁽⁷⁾. 메인 강화 막대는 바닥 보강재를위한 D22 막대, 상단 보강재를위한 D10 막대 및 등자의 경우 D10 막대입니다. 강화는 이중선으로 모델링되었고, 강화의 항복점은 362 N/mm², 논문에 표시된 값⁽¹⁰⁾. Young 's Moduli와 Poisson의 강화 막대 및 강철 부재의 비율은 3.2.1 항에 표시된 조건과 동일합니다. 로딩 플레이트 및지지 점 플레이트는 선형 탄성으로 모델링되었고, 접촉 및 마찰의 효과를 고려 하였다. 하중 플레이트의 중심선의 노드에서 변위 제어 하에서 하중을 수직으로 아래쪽으로 적용했습니다.

3.3.2 라이브 배팅 사이트 결과

그림 11실험 및 라이브 배팅 사이트에서 얻은 부하 미드 스팬 편향 관계를 보여줍니다. 실험 결과를 재현하기 위해 수행 된 라이브 배팅 사이트에서 얻은 최대 부하와 최대 부하는 114.0 kN 및 113.9 kN이었다. 즉, 실험 결과의 오류는 0.1%입니다. 그림 12는 최대 하중에서 첫 번째 주요 변형의 윤곽을 보여줍니다. 이 결과는 실험에서 관찰 된 굽힘 균열 및 대각선 균열도 라이브 배팅 사이트적으로 재현되었음을 확인합니다.

3.4 펀칭 전단 테스트 RC 슬래브 시편

3.4.1 라이브 배팅 사이트 조건

RC 슬래브의 펀칭 전단 용량은 피로 수명 평가의 지표로 사용되기 때문에 중요합니다. RC 슬래브의 펀칭 전단 용량에 관한 검증을 위해, Tanaka et al. (11)에 의해 수행 된 RC 슬래브 시편에 대한 펀칭 전단 테스트가 라이브 배팅 사이트되었다.그림 13테스트 시편 (0%)을 보여줍니다. 시편은 전단 범위, A, 450mm, 전단 범위 비율, A/D, 3.75 및 깊이는 900mm입니다. 하중 시험에서, 콘크리트의 탄성 탄성의 압축 강도 및 정적 계수는 각각 28.2 N/mm2 및 18.7 kN/mm2였으며, 인장 강도는 콘크리트 구조에 대한 표준 시편에 주어진 등가로부터 추정되었다 (7). 주요 강화, 분포 강화 및 응력은 각각 D16, D10 및 D10 Bar이며, 이들의 항복 강도는 각각 382 N/MM2 및 391 N/MM2이다. Young 's Moduli와 Poisson의 강화 막대 및 강철 멤버의 비율은하위 섹션 3.2.1.

그림 14라이브 배팅 사이트 모델을 보여줍니다. 대칭을 고려하는 1/4 모델이며 깊이는 450mm입니다. 대칭 평면에 수직 인 방향의 번역 운동이 복원됩니다. 로딩 플레이트와지지 점 플레이트는 선형 탄성으로 모델링되며 접촉 및 마찰의 효과가 고려됩니다. 하중 플레이트의 중심선의 노드에서 변위 제어 하에서 하중을 수직으로 아래쪽으로 적용했습니다.

3.4.2 라이브 배팅 사이트 결과

그림 15실험과 라이브 배팅 사이트에서 얻은 부하 미드 스팬 편향 관계를 비교합니다. 최대 부하는 실험에서 249.1 kN이고 라이브 배팅 사이트에서 233.0 kN입니다. 따라서 오류는 6.5%입니다. 그림 16은 최대 하중 하에서 첫 번째 주요 변형의 윤곽을 보여줍니다. 보고 된 연구의 일부로 수행 된 펀칭 전단 테스트에서⁽¹¹⁾, 로딩 지점에서 시작되는 하향 대각선 균열로 인해 테스트 시편이 실패했습니다. 따라서 라이브 배팅 사이트이 우수한 정확도로 관찰 된 실패 모드를 재현했다는 결론을 내릴 수 있습니다.

4. 복잡한 구조화 된 RC 슬래브에 대한 정적 4 점 벤딩 테스트

4.1 개요

90 년 이상 서비스를받은 RC 슬래브에서 가져온 빔 시편에서 정적 4 점 벤딩 테스트가 수행되었습니다.⁽¹²⁾. 그림 17실제 RC 슬래브의 구조. 슬래브의 주요 강화가 바닥에 배치되었지만 상단 강화는 없습니다. 주요 강화는 대안 적으로 배치 된 직선 및 구부러진 강화 막대로 구성됩니다. 팽창 된 금속은 슬래브의 바닥 표면에 놓여 있습니다. 슬래브는 하부 RC 층 (이하 "RC 섹션") 및 상부 레벨링-콘크리트 (일반 콘크리트) 층 ( "P-C 섹션")으로 구성된 2 층 구조입니다. 이 장에서는 복잡한 구조화 된 RC 슬래브의 부하 운반 용량 및 고장 프로세스가 비선형 라이브 배팅 사이트을 통해 재현 될 수 있음을 확인합니다.

4.2 테스트 조건

그림 18실제 RC 슬래브를 사용하여 준비한 RC 빔 시편을 보여줍니다. 시험의 목적 상, 굽힘 장력 파괴를 유도하기 위해 7.0 이상의 전단 범위 비율이 유지되었다. 시편의 필요한 길이를 달성하기 위해, 시편은 RC 슬래브의 주요 강화 막대에 추가 강화 막대를 플레어 링하고 양쪽 끝에 새로운 콘크리트를 배치함으로써 시편을 확장시켰다. 따라서 제조 된 시험 시편은 400mm, 전단 범위는 2,000mm 및지지 지점 스팬은 4400mm입니다. 시편은 한쪽 끝에 핀을지지하고 다른 쪽 끝에 핀-롤러가 지원되며, 중간 스팬 편향이 약 50mm에 도달 할 때까지 로딩이 계속됩니다. PIN 지원 조건은 회전이 허용되고 수직 및 수평 이동이 복원되었음을 의미하며, 핀-롤러지지 조건은 PIN지지 조건에서 시편의 종 방향으로의 움직임이 가능하다는 것을 의미합니다. 아래에 설명 된 테스트 방법 및 라이브 배팅 사이트 방법에 대한 자세한 내용은 이전 논문에서보고되었습니다⁽¹²⁾.

4.3 라이브 배팅 사이트 조건

그림 19이 연구에 사용 된 라이브 배팅 사이트 모델을 보여줍니다. 콘크리트 및 강철 부재는 견고한 요소로 모델링됩니다. 라이브 배팅 사이트 모델은 대칭을 고려하는 1/2 모델이며, 대칭 평면에 수직 인 방향의 번역 운동, 스팬 중심에서의 수직 번역 운동 및 한 지원 지점에서의 종 방향 번역 운동이 제한된다. 슬래브의 특성, 즉 슬래브 두께의 변화, RC 섹션 및 P-C 섹션으로 구성된 2 층 구조 및 구부러진 강화 막대가 표현되고, 하중은 두 하중 지점의 중앙에서 아래쪽으로 적용됩니다. 두 콘크리트 층의 박리 및 상대 변위를 고려하기 위해, RC 섹션과 P-C 섹션 사이에 비선형 조인트 요소가 제공됩니다.⁽¹³⁾.

이전 연구에서⁽¹²⁾, 두 가지 경우가 라이브 배팅 사이트되었습니다 : 사례 1은 팽창 된 금속이 격자 모양의 빔 요소를 배치하여 모델링되는 경우, 팽창 된 금속은 무시되는 경우. 이전 연구에서, 팽창 된 금속의 항복 강도는 235 N/mm²SR235의 표준 지정 값에 따라. 그러나이 연구의 목적을 위해 항복 강도는 300 N/mm으로 변경되었습니다.², 이것은 주요 강화 막대의 측정 강도입니다. 이전 연구에서 P-C 섹션의 압축 강도는 15.5 N/mm²(라이브 배팅 사이트 이름 : 사례 1-p15.5). 이 연구에서, P-C 섹션의 압축 강도는 다음과 같은 사실을 고려할 때 라이브 배팅 사이트 파라미터로서 다양하다. 실제 RC 슬래브의 P-C 섹션의 시각적 관찰은 콘크리트에 내장 된 목재 조각의 존재를 밝혀냈다. 아스팔트 절단 작업 중 또는 90 년 이상 서비스 중에 발생한 것으로 생각되는 균열이 발견되었습니다. 재료 테스트의 위치에 따라 강도 variemmmd의 측정 된 값. 이 연구에서, 사례 1-P15.5를 기반으로 한 두 가지 새로운 사례가 고려된다 : 사례 1-P10, P-C 섹션의 압축 강도는 10 N/mm²및 사례 1-P5는 5.0 N/mm².

4.4 라이브 배팅 사이트 결과

그림 20실험 및 라이브 배팅 사이트에서 얻은로드 미드 스팬 편향 관계를 보여줍니다. 팽창 된 금속이 무시되는 사례 2의 경우, 최대 부하는 측정 된 값보다 약 16.7%더 작고 최대 부하 후 부하는 실험 결과와 유사합니다. 팽창 된 금속이 고려되는 경우 1의 경우, 라이브 배팅 사이트 결과는 실험과 유사한 동작을 최대 부하까지 향상 시켰지만 최대 부하는 실험 결과보다 약 12%더 컸습니다. 실험 결과와의 폐쇄 일치를 보여준 사례는 사례 1-P5이며, 여기서 P-C 섹션의 압축 강도는 5.0 N/mm². 이 결과는 슬래브 밑면의 팽창 된 금속이 어떤 이유없이 제거되는 대신 하중 운반 용량에 크게 영향을 미쳐야 함을 나타냅니다. 결과는 또한 정확한 정확도로 기존 구조의 하중 전달 용량을 추정하기 위해 구조의 조건을 올바르게 결정하는 것이 가장 중요하다는 것을 나타냅니다.

4.5로드 캐리 용량 및 고장 모드 평가

4.5.1로드 테스트

그림 21실패 후 시편의 모양을 보여줍니다. 실험에서, 하중이 115 kN에 도달했을 때, 미드 스팬 영역에서는 굽힘 균열이 발생하지 않고 슬래브의 얇은면에서 주요 강화 막대가 구부러졌다. 그 후, 강화 콘크리트와 P-C 섹션은 최대 하중 아래 인터페이스에서 분리되었습니다. 마지막으로, 굽힘 균열이 발생한 위치에서 압축 측의 콘크리트가 실패했습니다. 스트레인 게이지 측정에 따르면 압축 실패가 발생하기 전에 주요 강화가 산출되었음을 나타냅니다. 따라서 시편의 고장 모드가 굽힘 장력에 실패했다고 결론 지었다.

4.5.2 재생산 라이브 배팅 사이트

그림 22사례 1-p5에서 3.0 mm의 미드 스팬 편향에서 첫 번째 주요 변형률 윤곽을 보여줍니다.그림. 23같은 경우 18.1 mm의 미드 스팬 편향에서 수직 응력 윤곽을 보여줍니다. 도시 된 바와 같이, 라이브 배팅 사이트 결과는 RC 섹션 및 P-C 섹션의 균열 위치 및 박리를 포착합니다.

그림 24실험에서 얻은 부하 미드 스팬 편향 관계 및 사례 1-P5의 라이브 배팅 사이트으로 표시된 실패 프로세스를 비교합니다. 굽힘 균열 및 계면 박리가 발생한 미드 스팬 편향은 콘크리트에서 최대 원칙 변형 및 종 방향 변형의 단면 분포로부터 추정되었다.그림. 21with그림. 22및23굴곡 균열의 위치와 인터페이스 박리의 위치가 좋은 일치를 보여줍니다. 라이브 배팅 사이트에서, 압축 실패가 발생하기 전에 주요 강화가 산출되었으며, 이는 실험에서와 같이 굽힘 장력 파괴가 발생했음을 나타낸다.

5. 결론

이 연구에서 얻은 결과는 다음과 같이 요약 될 수 있습니다.

(1) 철근 콘크리트 (RC) 빔의 기본 실패 모드, 즉 굴곡 장력 고장, 대각선 장력 고장 및 펀칭 전단 고장의 기본 실패 모드는 라이브 배팅 사이트적으로 재생산 될 수 있으며, 비결정 라이브 배팅 사이트을 사용하여 A RC 빔에 대한 정적 로딩 테스트를 통해 우수한 정확도를 사용하여 적절한 정확도를 평가할 수 있음을 확인했습니다.

(2) 기존 복잡한 구조화 된 RC 슬래브에서 가져온 시편에 대한 하중 테스트를 재현하기 위해 수행 된 비선형 라이브 배팅 사이트은 기존 콘크리트 구조의 재료 특성이 하중 전달 용량뿐만 아니라 사후 피크 동작에도 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. 구조의 실제 실패 과정은 구조가 복잡하더라도 라이브 배팅 사이트적으로 재현 될 수 있음을 확인했습니다.

(3) 기존 구조물에 확장 된 금속과 같은 강철 부재가있는 경우 구조물의 하중 운반 용량을 유지하기 위해 제자리에 두는 것이 바람직합니다. 또한 기존 구조의 하중 전달 용량을 정확하게 평가하기 위해 구조의 상태를 올바르게 결정하는 기술을 갖추는 것이 중요하다는 것이 확인되었습니다.

따라서, RC 슬래브의 주요 고장 모드, 즉 유연한 장력 고장, 대각선 장력 고장 및 펀칭 전단 장애는 비선형 라이브 배팅 사이트을 통해 올바르게 평가되었습니다. 또한 고려중인 구조가 2 층 구조, 확장 금속 및 구부러진 강화 막대와 같은 복잡한 구조적 특징을 갖는 경우에도 하중 운반 용량 및 고장 프로세스가 라이브 배팅 사이트적으로 재현 가능하다는 것이 밝혀졌다. 파괴적인 테스트를 통해 서비스 내 도로 다리의 데크의 하중 운반 용량을 측정하는 것은 불가능하지만,이 연구에서와 같이 비선형 라이브 배팅 사이트을 효과적으로 사용하여 이론적으로 부하 운반 용량을 평가할 수 있습니다. 이러한 비선형 라이브 배팅 사이트 기술을 활용하면 사양 및 정의 조건에서 RC 슬래브의 구조적 성능을 평가할 수 있습니다. 실제 교통량 및 트래픽 부하와 함께 얻은 결과를 평가함으로써 나머지 유용한 수명 및 수리 및 교체 우선 순위를 추정 할 수 있도록 향후 손상을 예측할 수 있습니다. 우리는 이러한 평가 기술이 사회 인프라의 건전성과 예방 유지 보수를 유지하는 데 기여할 것이라고 생각합니다.

- 감사 -

우리는 Kinki Regional Development Bureau, 토지 인프라, 운송 및 관광부,이 연구에 참여한 사람들 이이 연구와 관련된 관대 한 지침 및 지원을 위해이 연구에 참여한 사람들에게 깊은 감사를 표하고 싶습니다.

　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

Vol.56 No.1