부식을 고려한 PSC 텐던의 확률적 강도 예측

Abstract

본 연구에서는 강연선의 기하학적 특성, 부식 평가 모델의 오차 및 여러 불확실성 요소를 고려하여 부식 텐던 강도의 확률적 특성을 도출해내는 기법을 제안한다. 제안 기법은 소선, 강연선 및 텐던의 각 구조 해석 모델을 단계적으로 구축하는 멀티스케일 해석 방법을 활용하며, 요소 단위의 해석 결과는 다음 높은 단계의 구조 해석의 입력 정보로 사용된다. 먼저 유한요소해석 소프트웨어인 ABAQUS를 활용하여 부식 소선의 구조 해석 모델을 구축하며, 큰 계산 비용 문제를 해결하기 위해 비모수 근사 모델을 생성한다. 소선의 해석 결과는 부식강연선의 강도 예측 입력정보로 사용되며, thin-rod 이론을 기반으로 하는 Costello 모델을 도입하여 계산된다. 텐던은 구성 강연선 간의 상호작용이 없다는 가정하에 강도가 예측되며, 이 과정을 몬테카를로 시뮬레이션으로 반복하여 부식 텐던 강도의 확률적 특성을 도출해낸다. 제안 기법은 실교량으로부터 취득한 부식 소선 예제에 적용되었으며, 확률적 강도 예측 값이 성공적으로 도출되었다.