본 연구는 안전성을 유지하면서 제작성 및 작업성을 향상시키기 위해, 단순화된 프리캐스트 세그먼트 설계와 새로운 시공 기술을 적용한 부분 프리캐스트 콘크리트 합성(세그멘탈) 교각 상자기둥(브리지 칼럼)을 제안한다. 제안된 설계에서는 기둥 하부에 에너지 소산 능력을 유지하기 위해 현장 타설(CIP, cast-in-place) 방식을 적용하고, 기둥 상부에는 내부 구획이 없는 단일 원형 중공 단면을 두어 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 제작성을 향상시킨다. 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 운반 안전을 확보하기 위해 리브를 설치하고, 결합 효과를 증대시키기 위해 전단 키(shear keys)를 사용한다. 세그멘탈 기둥은 매치 캐스팅(match-casting) 방식이 아니라 수직 고정구를 사용하여 조립함으로써 작업성을 개선하였다. 시험체의 등가 점성 감쇠비(equivalent viscous damping ratio)는 22.1%이다. 3차원(3D) 유한요소(FE) 모델과 프레임 모델을 이용한 시뮬레이션 결과는 실험 데이터와 양호하게 일치한다. 검증된 3D FE 모델을 활용하여 세 가지 매개변수—CIP 기초의 압축 콘크리트 강도, CIP 기초의 길이, 종방향 철근의 항복강도—가 기둥의 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 검증된 프레임 모델을 이용하여 비선형 시간의존 해석을 수행하였다. 그 결과, 기둥의 낮은 최대 가속도 응답과 작은 잔류 횡방향 변위가 확인되었으며, 고지진 위험 지역에서도 제안된 기둥의 실질적인 에너지 소산 능력과 작동 연속성이 검증되었다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.