KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

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Assessment of Lateral Behavior of Steel-concrete Composite Piles Using Full-scale Model Tests

실대형 모형 실험을 이용한 강관합성 말뚝의 수평 거동 특성 평가

  • 권형민 ((주)대우건설 토목기술팀) ;
  • 이주형 (한국건설기술연구원 지반연구실) ;
  • 박재현 (한국건설기술연구원 지반연구실) ;
  • 정문경 (한국건설기술연구원 지반연구실)
  • Received : 2009.05.25
  • Accepted : 2009.08.07
  • Published : 2009.09.30
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Abstract

This paper presents full scale model tests on the various types of model piles carried out to estimate the behavior of laterally loaded steel-concrete composite piles. Subgrade-reaction spring system was developed to simulate the reaction of ground in laboratory condition. In addition, lateral behavior of piles under working load condition was estimated using composite loading system, which is available for independent loading in vertical and horizontal direction. Steel-concrete composite piles showed higher efficiency in lateral resistance rather than drilled shaft made of reinforced concrete. The lateral resistance of composite pile was larger than the summation of steel pile and concrete pile due to the composite effect by steel casing. The effect of shear key or strength of concrete on the behavior of composite pile was examined. The substitution of reinforcing bar by steel casing was also investigated.

본 연구에서는 수평하중을 받는 강관합성 말뚝의 역학적 특성을 평가하기 위하여 서로 다른 단면 특성을 가진 모형 말뚝에 대하여 실내 모형 실험을 수행하였다. 지반 반력의 효율적인 모사를 위하여 스프링 장치를 이용한 지반 반력 시스템을 개발하였으며, 축하중 및 수평하중을 독립적으로 재하할 수 있는 하중 재하 시스템을 적용하여 사용하중 상태에서의 말뚝의 수평방향 거동 특성을 평가하였다. 강관합성 말뚝은 기존의 현장타설 말뚝에 비하여 증가된 수평저항 특성을 보여주며, 강관 합성 효과에 의하여 강관 및 철근 콘크리트의 수치합 보다 큰 수평 극한강도를 발휘하는 것을 확인하였다. 또한, 전단 연결재의 사용에 따른 강관-콘크리트의 일체화 거동을 검토하였으며, 고강도 콘크리트의 사용에 따른 강관합성 말뚝의 하중 지지성능을 평가하였다. 이와 함께, 강관합성 말뚝의 강관에 의한 내부 철근망의 대체 가능성 여부를 평가하였다.

Keywords

References

  1. 김병석, 김영진, 곽임종, 조창백, 조정래(2001) 휨-전단 복합 거동을 보이는 RC 원형교각의 내진성능 평가, 한국지진공학회논문집, 한국지진공학회, 제5권 제3호, pp. 29-36.
  2. 김영수, 김병탁(1999) 비균질 지반에서 항타 관입한 단일 강성말뚝의 수평가동 연구, 한국지반공학회논문집, 한국지반공학회, 제15권 제6호, pp. 167-185.
  3. 김재관, 김익현, 임현우, 이재호(2003) 수평 반복하중을 받는 비내진상세 RC 중공구형교각의 거동특성, 한국콘크리트학회논문집, 한국콘크리트학회, 제15권 제2호, pp. 263-272. https://doi.org/10.4334/JKCI.2003.15.2.263
  4. 대한토목학회, 교량설계핵심기술연구단(2008) 도로교설계기준 해설.
  5. 박정민, 김화중(1995) 콘크리트 충전 강관 기둥의 좌굴 내력 및 변형능력에 관한 연구, 대한건축학회논문집, 대한건축학회, 제11권 제9호, pp. 203-215.
  6. 서보국, 손차의, 최영수, 김명학(2005) 파형 희생 강관을 사용한 현장 타설 말뚝의 주면마찰응력 산정에 관한 연구, 대한토목학회 정기학술대회논문집, 대한토목학회, pp. 4253-4256.
  7. 송병석(2005) 케이싱이 있는 현장타설말뚝의 거동에 관한 연구, 석사학위논문, 국민대학교 대학원 건설시스템공학부.
  8. 우해성, 김진호, 최성모(2002) 단순가력시험을 통한 콘크리트 충전 강관기둥의 부착응력에 관한 연구, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제14권 제4호, pp. 481-487.
  9. 조성민, 정일환, 최고일, 복기찬(2006) 인천대교에 적용한 해상대구경 현장타설말뚝의 설계 특성 : 지지력 관점, 대한토목학회 정기학술대회논문집, 대한토목학회, Vol. C, pp. 163-166.
  10. 천병식, 김원철, 서덕동, 김수봉(2003) 수평재하시험을 이용한 말뚝의 수평거동에 관한 연구, 대한토목학회 정기학술대회논문집, pp. 3332-3337.
  11. 한국건설기술연구원(2008) 고효율 하이브리드 대형 기초 공법 개발 (II), 건기연 2008-113.
  12. 한국지반공학회(2003) 구조물 기초설계기준 해설.
  13. 한국콘크리트학회(2003) 콘크리트 구조설계기준 해설.
  14. Bowles, J.E. (1996) Foundation Analysis and Design, McGraw-Hill Book Co., NY.
  15. Coduto, D.P. (1994) Foundation Design, Prentice-Hall Inc., Engliewood Cliff, NJ.
  16. Das, B.M. (1984) Principles of Foundation Engineering, Monterey, CA.
  17. Poulos, H.G. and Davis, E.H. (1980) Pile foundation analysis and design, John Wiley & Sons, NY.