• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.288-296
• /
• 2003

최근 말뚝기초 공법으로서 강관말뚝의 활용이 토목 및 건축 분야에서 증대됨에 따라 이종의 재질을 가진 강관 말뚝과 콘크리트 확대 기초의 연결방법에 대한 기술개발 및 실제거동 파악에 대한 관심이 매우 높아지고 있다. 연결부에 대한 국내 시방서는 두 가지(A, B-type) 연결방법을 제시하고 있지만 실제적으로는 B-type 방법이 주로 활용되고 있는 상황이다. 본 논문에서는 강관 말뚝의 B-type 연결방법의 구조거동을 파악하기 위하여 말뚝에 작용하는 대표적인 하중인 연직하중에 대하여 3종류와 수평 하중에 대하여 두 종류의 실험체에 대한 재하시험을 실시하였다. 또한 재하실험 결과값에 대한 비교 분석을 위하여 3차원 유한 요소해석을 수행하였다. 실험과 수치해석 결과를 비교 분석한 바 현재 강관 말뚝 연결부의 설계법으로 적용되고 있는 가상 철근 콘크리트 기둥의 거동을 확인하였다. 또한 콘크리트 확대기초에 작용하는 하중을 강관으로 전달하기 위하여 사용되는 미끌림 방지턱의 역할과 이러한 방지턱이 강관과 콘크리트의 합성거동에 미치는 영향을 확인하였다. 본 연구를 통하여 향후 합리적인 강관 말뚝 연결부에 대한 설계 방법 및 기준을 정립함에 있어 기초 연구자료와 강관 말뚝 연결부의 구조거동을 파악하기 위한 실험방법을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.325-337
• /
• 2021

도로와 철도터널에서는 비상시 대피를 위한 시설이 필수적이며, 제연 및 화재 진압을 위한 설비와 승객의 피난 통로가 그것이다. 장대 병설터널에서는 횡갱을 배치하여 화재 발생 반대편 터널로 대피하도록 계획된다. 병설 쉴드터널에서는 횡갱의 시공을 위해 기 시공된 본선터널의 영구 구조물인 세그먼트 라이닝을 철거하여 원지반을 노출하여야 한다. 현대의 대부분의 쉴드TBM이 막장을 격벽으로 차단한 폐쇄형 쉴드TBM임을 감안할 때, 원지반이 노출되는 횡갱의 시공은 쉴드터널의 시공단계에서 위험도가 높은 과정 중 하나이다. 특히, 지하수위 아래의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공에서는 세그먼트 철거 및 굴착 중 토사지반의 안정성 확보를 위한 차수 및 굴착공법에 대한 면밀한 검토가 요구된다. 본 사례 연구에서는 토사지반에서 대구경 강관추진을 활용한 횡갱 굴착 공법의 시공 중 유의사항을 소개하고 시공 후 계측결과를 분석하였다. 본 사례 연구에서 소개되는 횡갱 굴착공법은 그라우팅으로 보강된 토사지반에 대구경 강관 추진 후 내부 굴착하는 공법으로써, 두 가지 메커니즘에 의해 토사지반에서 굴착 중 막장의 안정성을 확보한다. 첫 번째는 대구경 강관을 추진하여 막장 전방 토사지반의 전주면을 강관에 의해 선 지보 한다. 두 번째는 대구경 강관 추진으로 내부로 압입된 토사의 Plugging 효과에 의해 막장 전면의 지지효과를 얻을 수 있다. 추진력에 의한 강관의 변형 및 강관의 관통 완료 후 응력발생 계측결과로부터 대구경 강관 추진에 의한 횡갱 굴착공법이 토사지반에서 충분한 시공성과 안정성을 확보함을 확인하였다. 본 사례 연구의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공공법은 유사한 현장조건에서 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.327-335
• /
• 2001

강관 적층용접부에서 발생하는 잔류응력의 특징과 생성 메커니즘을 밝히기 위해 유한요소법을 이용한 3차원 열탄소성 해석을 수행하였다. 용접에 의해 강관을 접합할 때, 원주방향잔류응력과 두께방향잔류응력은 강관 내 외부에서 모두 접합부에서 인장응력이 발생하고, 길이방향잔류응력은 강관 내무에서 인장응력, 외부에서 압축응력이 발생된다. 또한 강관 적층 용접부의 잔류응력 생성기구를 명확히 하였다. 그 결과, 강관의 용접에 의한 잔류응력은 열응력에 의해 발생 할 뿐만 아니라, 강관의 기하학적 형상변화에 의한 영향도 받는다는 것을 밝혔다. 그리고, 용접조건과 강관의 제원이 달라질 경우에도 잔류응력 생성기구가 변함이 없음을 밝혔다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제11권4호통권41호
• /
• pp.385-395
• /
• 1999

철골구조물에 각형강관기둥과 H형강보가 많이 사용되는 추세에 있다. 각형강관기둥과 H형강보의 접합부는 그 회전강성이 약한 것으로 알려져 있다. 그러한 약점을 보완하기 위해서 콘크리트 충전된 각형강관과 H형강보 접합부에 대한 많은 고안이 이루어지고 있다. 그런데 이렇게 고안된 모든 접합부 모델에 대해서 실험을 행할 수는 없으므로 수치해석 모델링과 수치해석에 의해 그 강도를 규명해야 한다. 본 논문에서는 유한요소 모델링기법을 연구하고 접합부의 강성을 좌우하는 여러요소 즉 콘크리트 강도, 각형강관두께, 축력의 크기 및 편심위치 등을 변화시켜 접합부 강성변화에 어떤 영향을 미치는지 살펴보았다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권2A호
• /
• pp.113-120
• /
• 2010

콘크리트 충전강관을 이용한 교량은 새로운 형식의 교량 형태이다. 강관을 이용한 교량을 적용하는데 있어서 가장 중요한 것은 이음부의 설계이다. 이 논문에서는 축하중을 받는 충전강관 N형 이음부에서 현재는 충전강관으로 브레이스는 강관으로 구성된 이음부의 특성을 범용 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 충전강관 이음부의 핫스폿 응력을 결정하는 기하학적 인자 중, 용접 각장길이, 현재의 직경, 브레이스의 두께에 따른 핫스폿 응력의 차이점을 비교하였다. 또한 충전강관 N형 이음부에서 사재의 각도와 수직재와 사재사이의 거리를 변수로 하여 유한요소해석을 수행하였으며, 현재에 충전된 콘크리트의 강도의 변화에 따른 이음부의 핫스폿 응력 특성을 살펴보았다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.347-357
• /
• 2013

최근, 콘크리트 충전강관 기둥(CFT)은 우수한 구조성능을 인정받아 현장적용이 활발하게 이뤄지고 있다. 한편 강재개발과 가격 상승으로 인해 단면을 효율적으로 사용하고자 하는 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 본 연구실에서는 단면의 효율을 극대화 하기 위해 얇은 L형 플레이트 4개를 각형강관으로 형성한 단면을 제안한다. 이로 인해 강관 내부에 형성된 리브는 폭 중앙에 위치하고 있어 콘크리트와의 앵커역할이 가능하다. 또한 동일한 단면적을 갖는 일반 CFT기둥에 비해 우수한 좌굴내력과 변형성능이 발휘됨을 실험으로 평가되었다. 본 연구에서는 활용범위를 넓히고자 얇은 강판으로 조립된 신형상 기둥을 제안하며 구조적 성능을 재평가 하고자 한다. 실험 주요변수 폭두께비(b/t: 78,96,107) 이다. 실험결과 규준에서 제시하고 있는 폭두께비를 초과했음에도 내부에 설치된 리브의 앵커역할로 인해 충분한 내력을 발휘하며, 변형성능 향상에 유리한 것으로 분석되었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.579-585
• /
• 2013

본 연구에서는 매개변수해석을 통하여 횡력에 의한 강관의 전달좌굴응력에 대해 분석을 하였다. 비선형좌굴에 의한 전단좌굴응력을 산정하기 위해 ABAQUS의 상세 쉘 모델을 적용한 유한요소해석을 수행하였으며, 매개변수로는 강종, 두께, 반지름 그리고 길이를 선택하였다. 해석대상 강종은 STK400, STK490, SM570이며, 강재의 두께는 2mm, 40mm로 하였고 반지름과 부께의 비(R/t)는 20~200, 길이와 반지름의 비(L/R)는 1~3이 되도록 하였다. 모든 강종에서 R/t이 20에서 200으로 변화하였을 때 전단좌굴응력은 감소하였고, 저강도 강재보다 고강도 강재일수록 R/t의 변화에 민감하며, 전단좌굴응력에 미치는 영향도 커지는 것으로 나타났다. 또한 L/R이 증가할수록 전단좌굴강도가 작아지는 것으로 보아 강관의 길이가 길수록 전단좌굴에 취약하다는 것을 알 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.17-24
• /
• 2010

중공 RC 교각은 중실 RC 교각에 비해 자중의 감소 및 재료 절감에 대한 장점을 가진다. 그러나 중공 RC 교각은 안쪽면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 중공 부재 내의 콘크리트 3축 구속 상태로 존재하게 하는 내부 구속 중공 RC 교각이 개발되었다. 본 연구에서는 내부 구속 중공 RC 교각의 매개변수(중공비, 내부강관두께, 횡방향 철근 간격, 종방향 철근 개수, 콘크리트 강도)변화에 따른 안전율, 연성도, 재료비 및 교각 총 중량에 대한 거동 특성을 파악하였다. 매개변수 변화에 따른 내부 구속 RC 교각의 거동 특성 결과 내부 강관 두께는 최소한의 내부강관 두께를 적용하는 것이 효과 적인 것으로 파악되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제27권2호
• /
• pp.81-90
• /
• 2011

강관말뚝의 경쟁력 향상을 위해 개발되어 현장적용되고 있는 590MPa급 고강도 강관말뚝의 항타관입성과 지지력 특성을 분석하기 위하여 인천 송도지역에 총 18본의 다양한 지름/두께 및 강도별로 강관말뚝을 시공하고 이에 대한 재하시험을 수행하였다. 항타관입성은 일반강도와 고강도간의 타격횟수, 관입깊이, 건전도 등을 확인하여 비교하였으며, 파일 지지력은 동재하시험을 수행하고 대표 말뚝에 대해서는 정재하시험을 수행하여 동재하시험의 적절성을 평가하였다. 또한 동재하시험결과를 GRLWeap 해석결과와 비교하고 입력변수에 대한 역해석을 수행하여 향후 고강도 강관말뚝을 송도지역에 시공할 때 보다 적절한 항타장비 선정 및 지지력 예측이 가능하도록 표준관입시험의 N값을 이용한 지반반력계수에 대한 보정식을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.257-264
• /
• 2011

이 연구는 부착형 정착 장치를 갖는 CFRP(carbon fiber reinforced polymer) 긴장재의 정착에 관한 실험 연구이다. 적절한 채움재를 도출하기 위해 예비 실험을 수행하였고, 에폭시 또는 콘크리트 모르타르와 같은 5종의 재료가 채움재로 사용되었다. 실험 결과 무수축 모르타르를 사용한 시편에서 최대 인장강도를 보이므로 이 연구에서는 CFRP 긴장재용 강관 몰드의 채움재로써 무수축 모르타르를 결정하였다. 예비 실험으로 도출된 채움재를 이용하여 강관 몰드의 적정 제원을 도출하기 위해 외경, 두께 및 길에 대한 추가 실험을 수행하였다. 이 실험을 통해 무수축 모르타르를 사용한 강관 몰드의 적정 제원이 도출되었고, 이러한 제원의 강관 몰드로 정착된 CFRP 긴장재는 안정적인 인장 성능을 보였다.