다경간 사장교의 비탄성 좌굴해석

Abstract

본 논문에서는 다경간 사장교의 좌굴 안정성을 검토하고 사장교의 좌굴 거동을 분석하는데 주안점을 두었다. 다경간 사장교 주요부재의 안정성 검토를 위해 3경간, 5경간, 7경간 사장교 수치해석 모델을 통하여 탄성 및 비탄성 좌굴해석을 수행하고, 2가지 안정성 검토 방법을 고려하였다. 첫 번째 방법은 탄성 좌굴해석을 기반으로 도로교 설계기준(KHBS, 2005)에서 규정하고 있는 응력식과 안정식을 사용하여 사장교의 안정성을 검토하는 것이다. 두 번째 방법은 비탄성 좌굴해석을 기반으로 도로교 설계기준에서 규정하고 있는 응력식과 안정식을 사용하여 사장교의 안정성을 검토하는 것이다. 탄성 좌굴해석은 사장교 부재의 비선형성과 탄소성효과를 고려하지 못하는 해석 방법으로 고유치 해석을 이용하여 수행하였다. 비탄성 좌굴해석은 도로교설계기준의 기둥의 강도 곡선과 반복적인 고유치 해석을 이용하여 부재의 탄소성 효과를 근사적으로 모사하는 방법을 사용하였다. 다경간 사장교 수치해석 모델과 실제 교량인 인천대교 수치해석 모델에 대해서 주요부재의 안정성을 검토하고 다경간 사장교의 좌굴 거동을 분석하였다. 연구 결과, 2가지 안정성 검토 방법의 비교를 통하여 비탄성 좌굴해석에 의한 안정성 검토 시 설계 측면에서 부재의 경제적 설계를 가능하게 하며 비탄성 효과를 고려하여 보다 정확한 안정성 검토가 가능할 것으로 사료되며, 다경간 사장교 수치해석 모델을 통하여 탄성 및 비탄성 좌굴해석을 통한 좌굴 강도와 좌굴 형상을 분석하여 좌굴 거동의 경향을 예측할 수 있었다.; This thesis is focused on investigating buckling stability of Multi-span Cable-stayed bridges and analyzing buckling behave of Multi-span Cable-stayed bridges. For the purpose of investigating stability of principal elements of Multi-span Cable-stayed bridges elastic and inelastic buckling analysis were executed through numerical value analysis model of Multi-span Cable-stayed bridges of 3span, 5span and 7span, and two methods were also considered for examination of stability. First method was investigating stability of Multi-span Cable-stayed bridges based on elastic buckling analysis applying stress equation and stability equation being stipulated in KHBS 2005. Second method was investigating stability of Multi-span Cable-stayed bridges through inelastic buckling analysis used in the same way of the first method Elastic buckling analysis is a lack of nonlinear and elasto-plasticity effect for principal elements of Multi-span Cable-stayed bridges thereby eigenvalue analysis was executed. Inelastic buckling analysis approached more closely for element of elasto-plasticity effect with a method of applying strength curve of column in KHBS 2005 and repeated eigenvalue analysis. This method investigated stability of principal element on numerical value analysis model of Multi-span Cable-stayed bridges and substantial Incheon bridge, and analyzed buckling behave of Multi-span Cable-stayed bridges. In conclusion of this study, through a comparison of above two methods on stability investigation, when it comes to investigating stability by the way of inelastic-buckling analysis it enables economical design on principal elements and creates more accurate investigation on stability by considering inelastic effect. Therefore through a numerical value analysis model of Multi-span Cable-stayed bridges, elastic and inelastic buckling analysis enable tendency of buckling behave to predict through analyzing buckling strength and buckling shape.