• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.380-383
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• 2003

Deep pile caps usually contain no transverse shear reinforcement and only small percentages of longitudinal reinforcement. The current design procedures including ACI 318-02 for the pile caps do not provide engineers with a clear understanding of the physical behavior of deep pile caps. In this study, the failure strengths of nine pile cap specimens tested to failure were evaluated using 3-dimensional strut-tie models. The analysis results obtained from the present study were compared with those obtained from several design methods, and the validity of the present method implementing 3-dimensional strut-tie models was examined.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.389-396
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• 2002

Engineers should be careful in the design of bonding piles into pile caps because they are weak points in the pile foundation. Therefore in this study, the mechanism of bonding piles into pile caps was explained, and the design method of the composite bonding method was proposed. And the proposed design method was verified in comparison with the result of the full scale test. Also, the characteristic for the bearing capacity and the mechanism of compressive load of bonding method were analyzed.

• Computers and Concrete
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• 제4권5호
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• pp.363-376
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• 2007

The paper presents the development of an adaptable strut-and-tie model that can be applied to the design or analysis of four-pile caps that support axial compression and biaxial flexure from a supported rectangular column. Due to an absence of relevant test data, the model is validated using nonlinear finite element analyses (NLFEA). The results indicate that the use of the proposed model would lead to safe and economical designs. The proposed model can be easily extended to any number of piles, providing a rational procedure for the design of wide range of pile caps.

• Computers and Concrete
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2017

A new simple and practical strut-and-tie model (STM) for predicting the shear strength of RC pile caps is proposed in this paper. Two approaches are adopted to take into account the concrete softening effect. In the first approach, a concrete efficiency factor based on compression field theory is employed to determine the effective strength of a concrete strut, assumed to control the shear strength of the whole member. The second adopted Kupfer and Gerstle's biaxial failure criterion of concrete to derive the simple nominal shear strength of pile caps containing the interaction between strut and tie capacity. The validation of these two methods is investigated using 110 RC pile cap test results and other STMs available in the literature. It was found that the failure criterion approach appears to provide more accurate and consistent predictions, and hence is chosen to be the proposed STM. Finally, the predictions of the proposed STM are also compared with those obtained by using seven other STMs from codes of practice and the literature, and were found to give better accuracy and consistency.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.115-130
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• 2013

철근콘크리트 파일캡의 설계 시 사용되고 있는 현행 설계기준의 단면법 및 스트럿-타이 모델 방법은 각각 B-영역으로 이루어진 철근콘크리트 구조부재의 거동과 2차원 응력교란영역을 갖는 철근콘크리트 구조부재의 거동에 기초한 것으로, 이를 응력교란영역(D-영역)을 갖고 3차원 거동이 지배적인 철근콘크리트 파일캡의 설계에 적용하는 것은 적절하지 않다. 이 연구에서는 3축 응력을 받는 콘크리트 스트럿 및 절점영역의 강도특성과 철근이 배치되지 않은 인장영역에서의 콘크리트 타이의 하중저항능력 등을 반영하여 철근콘크리트 파일캡을 합리적으로 설계할 수 있는 개선 3차원 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 파괴실험이 수행된 78개 철근콘크리트 파일캡 시험체의 극한강도를 현행 설계기준의 단면법 및 스트럿-타이 모델 방법, 그리고 이 연구의 개선 3차원 스트럿-타이 모델을 이용하여 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 스트럿-타이 모델 방법 적용 시의 3차원 거동 및 하중전달 메커니즘을 묘사하기 위한 적절한 구성요소의 필요성과 이 연구에서 제안한 개선 3차원 스트럿-타이 모델의 타당성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.49-59
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• 2003

성토지지말뚝의 하중분담효과에 영향을 미치는 요소는 크게 말뚝에 관한 요소와 지반에 관한 요소로 구분할 수 있다. 우선 말뚝에 관한 요소로는 말뚝캡간격비를 들 수 있으며, 지반에 관한 요소는 성토고와 지반정수(c, $\phi$)를 들 수 있다. 본 연구에서는 이들 영향요소들이 성토지지말뚝의 하중분담효과에 미치는 영향정도를 평가하고, 기 제안된 이론식의 타당성을 입증하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 본 모형실험에서 말뚝은 성토지반아래에 6행$\times$6 열(혹은 5행$\times$5열)의 정방형으로 설치하였으며, 각각의 말뚝 두부에 2.5cm$\times$2.5cm 크기의 단독캡을 설치하였다. 실험 결과 성토지지말뚝의 연직하중분담 효과는 말뚝캡 간의 간격이 커질수록 감소하였고, 반면에 성토고가 높아질수록 그리고 성토지반의 상대밀도를 크게 조성할수록 증가하였다. 또한 실험치와 이론치의 비교결과, 제안 이론식이 성토지지말뚝에 작용하는 연직하중을 합리적으로 잘 산정함을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.323-330
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• 2001

The existing bonding methods of steel pipe piles into pile caps have many problems during construction or design. To overcome these, the composite bonding method of the bolting type and the welding type are proposed in this stud\ulcorner. The full scale test and the numerical analysis using finite element method were performed to verify the function of them. As results, the method of the filled with concrete in steel pipe piles head was good effective to increse strength. And the composite bonding methods are effective to protect the damage caused by earthquake than the bolted bonding method. Also, the composite bonding methods are cheaper than the existing bonding methods and a good construction as well.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.53-66
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• 2007

말뚝과 토목섬유로 지지된 성토지반의 아칭효과를 규명하기 위하여 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험에서는 단독캡 말뚝을 상하이동이 가능한 철판 사이에 일정간격으로 설치하고, 토목섬유를 포설한 후 성토를 실시하였다. 모형실험에서는 침하판을 하강시킴으로써 연약지반의 침하를 모사하였으며, 침하판이 하강함에 따라 성토지반에 지반아칭이 발휘되었다. 성토지반과 토목섬유의 변형거동은 카메라로 관찰하였다. 또한 계측시스템을 통하여 말뚝캡에 작용하는 하중과 토목섬유의 인장변형률을 측정하였다. 모형실험결과 연약지반부의 침하가 발생할 때, 지반아칭효과로 인하여 말뚝으로 전이되는 성토하중이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 이때 토목섬유가 설치되지 않은 경우는 말뚝에 작용하는 하중이 최대값에 도달한 후 감소하는 반면, 토목섬유로 복합지지된 경우는 침하에 따라 말뚝하중이 점진적으로 증가하면서 일정한 값으로 수렴한다. 이것은 토목섬유에 의한 보강이 성토지반의 변형 억제에 효과적임을 나타내는 것이다. 한편, 침하유발시 말뚝캡 사이의 토목섬유는 원호형태로 변형을 일으키는 것으로 나타났다. 말뚝과 토목섬유로 지지된 성토지반에서 말뚝캡으로 전이되는 성토하중은 지반아칭효과와 토목섬유의 인장변형률을 고려함으로써 모형화할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.9-18
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• 2010

토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 하중전이 특성을 규명하기 위하여 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형토조에 단독캡 말뚝을 설치하고, 토목섬유를 포설한 후 성토를 실시하였다. 연약지반 대체재료로서 스펀지고무를 사용하였다. 실험결과 성토지지말뚝시스템의 효율은 일정한 말뚝간격비에서는 성토고가 증가할수록 비선형적으로 증가하여 이후 일정한 값에 수렴하는 경향을 나타내었다. 또한 성토고가 일정한 조건에서는 말뚝간격비가 증가할수록 효율의 크기는 감소하였다. 토목섬유를 보강한 경우, 무보강시와 비교하여 말뚝으로 전이되는 하중이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 토목섬유의 보강이 연약지반의 거동을 억지하는데 효과가 있음을 나타내는 것이다. 결국 토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 하중전이 특성은 말뚝캡 설치간격, 성토고, 지반의 강도정수 및 토목섬유 강성 등에 복합적으로 영향을 받음을 알 수 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.259-266
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• 1999

In case that pile cap is in direct contact with underlying soil, the bearing mechanism for pile groups, including direct bearing effect of cap and its induced influence on pile-soil-cap interaction, should be properly considered. In this paper, the effects of pile caps on behaviors of pile groups in sandy soils were investigated by model tests, which consist of tests on 3 by 3 pile groups with/without contact on subsoil, single pile with/without contact and cap as a shallow foundation. Also, the influences of pile spacing in group piles on contact effects were investigated. The test results showed that the load carrying capacity of pile cap was large enough not to be ignored. However, the interaction effects due to contact between cap and subsoils were not revealed obviously in working load range. And in the design of pile groups, the bearing effect of pile cap when contacted with subsoils, can be reflected by simply summing up load settlement behaviors of each cap and group piles without contact.