DOI QR코드

DOI QR Code

변단면 파일벤트 구조의 수평거동 분석

Analysis of Laterally Loaded Pile-Bent Structure with Varying Cross-sectional Area

  • 정상섬 (연세대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 성철규 (신세계건설) ;
  • 고준영 (연세대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 김수일 (연세대학교 공과대학 토목공학과)
  • 발행 : 2009.04.30

초록

본 연구에서는 수평하중을 받는 파일벤트(pile-bent) 구조의 변단면에 따른 거동특성을 분석하기 위하여 beam-column 모델을 적용하여 수평변위 및 모멘트, 부재력(응력)을 단일단면 파일벤트 구조의 수평거동과 비교하였다. 분석결과 지표면에서 변단면 파일벤트 구조의 수평변위량이 동일하중 재하시 단일형 파일벤트 구조의 수평변위량보다 커지는 경향을 보였으나, 동일지반, 동일하중조건의 경우에는 변단면 존재유무에 관계없이 최대휨모멘트 발생위치는 일정한 경향을 보였다. 또한 말뚝재료의 부재력 검토 결과 파일벤트 구조의 변단면 부분에서의 부재력이 최대침모멘트 발생 깊이에서의 부재력보다 큰 것으로 나타났다. 이는 일체형 말뚝의 구조적 특성으로 최대침모멘트 발생위치보다 변단면 부분의 단면축소로 인해 취약해지기 때문에 변단면 발생부분에 대한 보강이 필수적으로 요구됨을 알 수 있었다.

The load distribution and deformation of pile-bent structures are investigated using a numerical study. A numerical analysis that takes into account the effects of varying cross-sectional area was performed for different pier diameters, loading steps, and soil conditions. Through the comparison study, it is shown that the location of maximum bending moment is almost the same per each loading step, regardless of varying cross-sections. However, the member force (i.e., stress of pile material) has the largest value at the ground surface when the cross-section is changed. Based on the results obtained, it is found that the location of maximum member force influences highly the behavior of pile-bent structure with varying cross-sections for repair works.

키워드

참고문헌

  1. 건설교통부 (2008), 도로교설계기준 해설, p.25
  2. 김영호, 정상섬, 김정환, 이양구 (2007), "해상 현장타설 말뚝의 p-y 곡선 산정을 통한 횡방향 상대 강성 분석", 한국지반공학회논문집, 23권 6호, pp.37-51
  3. 손혁수, 서석구, 송종영, 이완수 (2005), "횡방향철근의 구속효과 를 고려한 현장타설콘크리트 말뚝 설계", 대한토목학회 2005년도 학술발표회 논문집
  4. 원진오, 정상섬 (2005), "교량 말뚝기초의 캡강성을 고려한 비선형 3차원 해석", 한국지반공학회 논문집, 제21권, 제6호, pp.19-30
  5. 이풍희, 김종흔, 전경수 (2003), "단일 현장타설말뚝 기초의 설계방안 수립", 한국지반공학회, 2003 가을 학술발표회 논문집
  6. 전경수, 김정환, 김명모 (1999), "풍화암에 근입된 현장타설말뚝의 지지거동 분석", 한국지반공학회 논문집, 15권 6호, pp.155-165
  7. 정상섬, 원진오, 김영호 (2007), "교대를 지지하는 군말뚝의 캡강성효과", 한국지반공학회 논문집, 23권 9호, pp.39-49
  8. 정상섬, 곽동옥, 안상용, 이준규 (2005), "P- $\Delta$ 효과를 고려한 Pile-Bent 구조물의 수평거동 연구", 한국지반공학회 논문집, 22권 8호, pp.77-88
  9. 한국지반공학회 (2003), 구조물 기초설계기준 해설, pp.335-336
  10. Bentz, E.C. Sectional Analysis of Reinforced Concrete Members, Ph.D. Thesis, Department of Civil Engineering, University of Toronto, p.310
  11. Caltrans (1999), Seismic Design Criteria, Version 1.1, California Department of Transportation Transportation, Sacramento, CA. USA
  12. Daesoo Lee, Jinoh Won, Sangseom Jeong (2008), "Influence of Pile Cap Flexibility on Cap-Pile-Soil System", International Journal of Offshore and Polar Engineering, Vol.18, No.1
  13. FB-Pier Version 3 (2000), Florida Bridge Software Institute, Depratment of Civil & Coastal Engineering, University of Florida
  14. O'Neill, M. W. and Gazioglu. S, M. (1984), "Evaluation of P-Y Relationships in Cohesive Soils", Proceedings of a Analysis and Design of Pile Foundations, ASCE geotechnical Engineering Division, pp.192-213
  15. Reese, L. C., Cox, W. R., and Koop, F. D. (1974), "Analysis of laterally loaded piles in sand", Proceedings, 6th Annual Offshore Technology Conf., Houston