최근 마이크로 파일의 활용 빈도가 점차 증가함에 따라 몇몇 연구자들은 마이크로파일 및 마이크로파일-기초에 대한 관련 연구를 수행하였다. 그러나 대부분의 관련연구는 모래지반을 대상으로 한 경우이다. 또한 마이크로파일-기초시스템의 지지특성은 기초시스템내 하부지반의 파괴거동과 파일설치조건에 따라 기초시스템의 지지력이 달라지나 이를 고려하지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 파괴거동이 상이한 지반에 설치된 마이크로파일-기초시스템의 지지력을 평가위해 수치해석을 수행하였다. 해석결과, 전면전단파괴가 발생한 모래지반에서는 기초시스템의 파일을 양 또는 음의 각도로 설치한 경우가 수직파일로 설치된 기초시스템보다 큰 것으로 나타났다. 관입파괴형상으로 파괴가 발생한 실트지반의 경우, 파일이 교차하도록 음의 각도로 설치한 기초시스템이 수직파일인 경우보다 지지력이 증가하였다. 그리고 양의 각도로 설치한 경우에는 수직인 경우와 유사한 것으로 나타났다.
Traditional design methods of bearing capacity of shallow foundations are deterministic in the sense that they do not explicitly consider the inherent uncertainty associated with the factors affecting bearing capacity. To account for such uncertainty, available deterministic methods rather employ a fixed global factor of safety that may lead to inappropriate bearing capacity predictions. An alternative stochastic approach is essential to provide a more rational estimation of bearing capacity. In this paper, the likely distribution of predicted bearing capacity of strip footings subjected to vertical loads is obtained using a stochastic approach based on the Monte Carlo simulation. The approach accounts for the uncertainty associated with the soil shear strength parameters: cohesion, c, and friction angle, ${\phi}$, and the cross correlation between c and ${\phi}$. A set of stochastic design charts that assure target reliability levels of 90% and 95%, are developed for routine use by practitioners. The charts negate the need for a factor of safety and provide a more reliable indication of what the actual bearing capacity might be.
본 연구에서는 건조 고결층이 형성된 준설 매립 지반의 지반 개량 및 보강을 위한 시공 초기 단계에서 지반의 안정성과 장비의 주행성 평가 시 고려되는 지지력 산정과 관련하여 다양한 실내 및 현장 시험을 수행하였다. 지반조사를 통해 기본물성 특성을 파악하였고 현장 베인 시험 및 일축압축 직접전단시험을 통하여 지반의 깊이별 강도분포와 고결층의 강도 특성 및 응력-변형률 거동을 살펴보았다. 또한 지반의 지지력 평가와 하중-침하 곡선 및 파괴형태를 파악하기 위하여 평판재하시험을 수행하였다. 기존의 2층 지반 지지력 산정 기법을 이용하여 지지력을 산정하였으며 이를 평판재하시험 결과와 비교하여 지지력 산정 기법의 적용 방법에 대하여 논의해 보았다.
The web-encased steel-concrete composite (WESCC) beam is a new developed steel-concrete composite beam. Experiments of six simply supported WESCC beam specimens were conducted. The effects of the shear-span ratio and steel section type were all investigated on the static behaviors such as failure modes, failure mechanism and bearing capacity. The experimental results denoted that all specimens failed in bending mode and the degree of combination between the bottom armor plate of steel shape and concrete were very well without any evident slippage, which demonstrated that the function of bottom armor plate and web were fully exerted in the WESCC beams. It could be concluded the WESCC beams have high stiffness, high load carrying capacity and advanced ductility. The design methods are proposed which mainly consist the bearing capacity calculation of bending and flexural rigidity. The calculation results of the bearing capacity and deflection which take the shear deflection into account are in agreement with the experimental results. The design methods are useful for design and application of the innovative composite beams.
Experimental studies for the high damping rubber bearing, lead rubber bearing and natural rubber bearing, those are often used to improve the seismic capacity if the structure recently, are conducted to evaluate the seismic capacity of the seismic isolation bearings. The shear stiffness of the bearings decrease and the shear strain amplitude or the constant axial load level increase, but not sensitive to the strain rate effect. Bearings are strong for the axial compression but weak for the axial tension.
Load bearing capacity of dowel type fasteners loaded perpendicular to the shear plane is determined based on Johansen's yield theory (Johansen, 1949). In case of inclined screws whose axis is no longer perpendicular, the ultimate load of connection increases because of additional axial withdrawal capacity. To calculate load bearing capacity for inclined screws, KBC2016 and Eurocode5 provide design equations using the combination of two effects; axial and bending strength. Although their equations have been validated for a long time, there is still minimal information how to apply them for concrete-CLT joints. Since there are not many test data available, engineers have to make certain assumptions and thus results may look inconsistent in practice. In this paper, authors would like to describe the current approach and assumptions indicated by KBC2016 and Eurocode 5 and how they match the experimental results in terms of shear strength of CLT-concrete connections. To fulfill the objective, several push-out tests were performed on nine different test specimens. Each specimen has different penetration angles and depths. By analyzing load-displacement curves, the maximum shear strength, stiffness, and ductility were obtained. Shear strength values were compared with the current design codes and theoretical equations proposed in this paper. Observations on stiffness and ductility were briefly discussed.
Although several types of rigid shear connectors have been developed particularly to increase load-carrying capacity, application is limited due to the complicated details of such connection. In this study, push-out tests were performed for specimens with hybrid shear connectors using headed studs and shear plates to identify the effects of each parameter on the structural performance of such shear connection. The test parameters included steel ratios of headed stud to shear plate, connection length, and embedded depth of shear plates. The peak strength and residual strength were estimated using various shear transfer mechanisms such as stud shear, concrete bearing, and shear friction. The hybrid shear connectors using shear plates and headed studs showed large load-carrying capacity and deformation capacity. The peak strength was predicted by the concrete bearing strength of the shear plates. The residual strength was sufficiently predicted by the stud shear strength of headed studs or by shear friction strength of dowel reinforcing bars. Further, the finite element analysis was performed to verify the shear transfer mechanism of the connection with hybrid shear connector.
본 연구는 기존의 perfobond rib을 절곡시켜 변형시킨 형태인 corrugated rib 전단연결재의 전단강도를 평가하기 위하여 push-out 실험을 통하여 기존의 전단연결재인 stud, perfobond rib 전단연결재와 비교하였다. Corrugated rib 전단연결재의 전단강도에 기여하는 요인인 홀의 유무, 관통철근의 유무, 파형의 파고, rib의 높이 등을 고려하여 총 12본의 push-out 시험체를 제작하였다. 실험결과 corrugated rib 전단연결재 시험체는 콘크리트 슬래브의 지압성 파괴에 의하여 파괴 모드가 결정되었으며, 용접부의 파괴는 발생하지 않았다. 또한 corrugated rib 전단연결재가 perfobond rib 전단연결재보다 최대 96%의 전단저항 성능이 향상됨을 확인하였고, 관통철근의 배근유무에 따라 48%의 전단강도가 증가하는 것으로 나타났다. Corrugated rib 전단연결재의 홀 및 관통철근에 의해 콘크리트 다웰 효과가 증가되었으며, 파형의 파고 및 rib의 높이가 증가할수록 콘크리트 지압저항 영역의 증가로 인하여 전단강도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구는 모래로 부분치환된 점토지반 위의 줄기초의 지지력 특성에 대한 것이다. 극한 지지력을 구하기 위해 FEM해석을 사용하였으며 부분치환은 기초의 폭의 비와 양단의 경사로 정의 하였다. B'=inf인 경우는 모래층이 점토층과 같은 반무한체인 경우로 이 때의 극한 지지력이 부분치환된 지반에서의 극한 지지력과 비교를 위해 사용하였다. 지지력 효율 ${\beta}$는 B'=inf인 경우의 극한 지지력과 부분치환에 의한 극한 지지력의 비로 모래로 부분치환된 점토지반의 지지력 특성을 파악하기 위해 사용하였다. 각각 3가지의 점토의 비배수 전단강도와 모래의 내부마찰각을 고려하였다. 분석결과 부분치환 시의 지지력효율 ${\beta}$에 가장 큰 요인은 치환깊이이다.
본 연구에서는 초연약지반의 장비진입을 위해 토목섬유와 모래를 포설하는 표층보강공법의 지지력 평가를 목적으로 50g 중력수준의 원심모형실험을 수행하였다. 연약지반의 비배수 전단강도를 3.1~11.7kPa로 조성하고, 토목섬유와 모래를 설치한 모형지반에 장비하중을 모사한 기초모형을 하중재하장치에 연결하여 지지력 실험을 수행하였다. 원심 이론적 제안식과 수치해석을 수행하여 비교하였다. 실험결과 지반강도의 증가에 따라 지지력이 증가하는 하중-침하 관계를 획득하였으며, 관입 또는 국부전단의 파괴경향을 관찰하였다. 작은 비배수 전단강도의 지반에서는 침하의 거동이 장비 주행성 평가의 중요한 인자인데 반하여 큰 비배수 전단강도의 지반에서는 지지력이 지배적 비배수 전단강도에 따른 지지력과 침하량의 회귀분석식을 산정하여 장비의 주행성 확보를 위해 지지력을 평가할 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석 결과, 실험결과와 유사한 하중-침하 관계를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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