주철근 겹침이음 비율에 따른 RC교각의 연성능력 평가

Abstract

국내외의 실험을 통해 알려진 바와 같이 RC교각의 연성능력은 소성힌지구간에 위치한 주철근 겹침이음 비율 및 횡방향 구속철근이 보유한 횡구속력에 따라 차이를 보이고 있다. 내진설계가 반영되지 못한 기존 교각의 경우 소성힌지구간의 겹침이음 비율에 따라 강도 및 연성능력의 저하에 미치는 영향이 크다. 우리나라에서는1992년 내진설계가 도입된 이후 철근콘크리트 교각의 주철근 겹침 이음에 대한 규정은 없었으나, 2005년 도로교 설계기준에서 주철근 겹침이음을 50% 이내에서 허용하고 있다. 기존 교량의 내진성능 평가 요령에 있어서도 이를 반영하여 교각의 연성능력을 평가하고 있지만 주철근 겹침이음 비율을 단순 유 무에 따라서 구분하여 평가하고 있고 평가기법 또한 명확하게 정립되어 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 비내진 교각의 겹침이음 비율별 연성능력평가를 위하여 현재까지 국내에서 수행된 연구실험결과를 분석하고, 교각의 비선형성 및 주철근의 겹침이음을 고려하기 위하여 섬유요소를 이용한 단면해석으로 RC교각의 연성능력을 산정시 적절한 콘크리트의 극한변형률을 제시하였다. As internal and external seismic experiment results, the seismic performance of RC bridge piers is largely dependent on the ratio of lap-spliced bars to all longitudinal reinforcing bars in plastic hinge regions, and confining effects of transverse reinforcements. Capacity and displacement ductility of non-seismically designed existing RC piers are reduced by lap splices in plastic hinge regions. The provision for the lap splice of longitudinal reinforcing bars was not specified in KBDS (Korean Bridge Design Specifications) before the implementation of 1992 seismic design code, but the ratio of lap-spliced bars to all longitudinal reinforcing bars in plastic hinge regions is restricted to 50% in the 2005 version of KBDS. This paper presents a seismic assessment of RC piers at lap-splicing ratios of 0%, 50%, and 100%. Through a comparison of experimental and analytic results of RC piers, we introduce an appropriate ultimate strain of confined concrete in plastic hinge regions with lap-splices, and propose a method for estimating displacement ductility ratios of non-seismically designed existing RC piers using fiber element analysis.