A Study on the Lateral Behavior of Pile-Bent Structures with Effect

In this study, the lateral behavior of Pile-Bent structures subjected to lateral loading was evaluated by a load-transfer approach. An analytical method based on the Beam-Column model and nonlinear load transfer curve method was proposed to consider material non-linearity (elastic and yielding) and $P-{\Delta}$ effect. Special attention was given to the lateral deflection of Pile-Bent structures depending on different soil properties, lateral load, slenderness ratio based on pier length and reinforcing effect of casing. From the results of the parametric study, it is shown that the increase of lateral displacement in a pile is much less favorable for an inelastic analysis than for an elastic analysis. It is found that for inelastic analysis, the maximum bending moment is located within a depth approximately 3.5D(D: pile diameter) below ground surface, but within 1.5D when $P-{\Delta}$ effect is considered. It is also found that the magnitude and distribution of the lateral deflections and bending moments on a pile are highly influenced by the inelastic analysis and $P-{\Delta}$ effect, let alone soil properties around an embedded pile.

효과를 고려한 Pile-Bent 구조물의 수평거동 연구

본 연구에서는 말뚝-지반의 상호작용을 고려한 Pile-Bent 구조물의 수평하중 해석기법을 제안하였다. 특히, 수평하중이 작용하는 Pile-Bent 구조물의 특성을 고려한 재료의 항복거동과 기하학적 비선형 거동인 $P-{\Delta}$ 효과를 해석기법에 도입하였다. 개발한 해석기법상의 현장타설 말뚝은 보-기둥 모델을 적용하였으며 지반은 비선형 하중전이 함수를 이용하였다. 본 연구결과, 강하부 일체형인 Pile-Bent 구조물의 경우 해석방법(재료의 탄성 또는 비탄성)에 따라 수평변위의 차가 크게 발생하였다. 재료의 항복거동만 고려할 경우 최대 휨 모멘트($M_{max}$)는 지표 아래의 약 3.5D(D는 말뚝직경) 깊이에서 발생되었으며, 재료의 항복거동과 $P-{\Delta}$ 효과를 모두 고려할 경우 $M_{max}$의 지점이 다소 상승하여 지표 아래 약 1.5D 깊이에서 발생하였다. 세장비에 따른 재료의 항복 및 $P-{\Delta}$ 효과는 단주일 경우에는 재료의 항복거동이, 장주일 경우에는 $P-{\Delta}$ 효과에 의한 기하학적 비선형 거동이 수평변위의 주요 영향인자임을 확인하였다.