강관말뚝 합성형 두부보강
공법개요
내삽식 결합구
일체형 결합구
분할형 결합구
볼트식 콘크리트 속채움의 최초 구현
- 「콘크리트 속채움+볼트 연결」 구조를 이용한 뛰어난 품질 성능과 시공성
- 콘크리트 속채움을 쉽고 빠르게 할 수 있도록 공장 제작된 결합구와 볼트 연결 구조를 이용한 용이한 시공과 품질관리
- 볼트 8개만으로 외력에 저항하는 기존 방법의 역학적 한계 극복
- 별도의 바닥판 설치나 토사채움 불필요
볼트연결부의 품질 성능 개선
- 유사제품과 달리 외력(휨모멘트)에 따라 볼트 수량 증가 가능(8개~16개)
- 볼트로 외력(휨모멘트)에 저항할 수 없는 경우(휨모멘트가 아주 크거나 인발력이 작용하는 경우)에는 용접연결로 처리
- 볼트 연결부는 조합하중에 의한 인장하중만 전달
결합구 상판의 ㄱ자형 걸림턱을 이용하여 압축력이 전달되므로, 볼트가 압축력을 직접 받는 유사제품(미끌림방지턱을 볼트로 연결)과 달리 볼트 연결부가 훨씬 안전함
강관말뚝 두부보강 B방법의 종류와 변천과정
두부보강 – 말뚝머리 결합의 중요성
- B방법의 전제 조건 : 작용하중 ≤ 가상 RC기둥의 내력 ≤ 강관말뚝 본체의 내력
| 결합방법 | A 방법 | B 방법 |
|---|---|---|
| 강결합 고강도 | 매우높다 | A방법보다 다소낮음 |
| 휨모멘트에 대한 저항 | 말뚝 전후면 확대기초 콘크리트의 지압으로 저항 | 보강철근과 확대기초콘크리트로 이루어지는 가상 RC기둥의 휨 내력으로 저항 |
안정성검증
「서울대학교 지진공학연구센터」에서 안정성 검증
「서울대학교 지진공학연구센터」에서 실험 및 수치해석을 통해 안정성을 검증한 결과, 내하력이 뛰어나고 특히 내진 성능이 우수하다는 연구 결과를 얻음으로써 안정성이 입증되었습니다.
- 강관말뚝 합성형 두부 보강방법이 기존 방법에 비해서 탄성상태에서의 강성이 뛰어나고, 극한하중도 매우 우수하게 나타났다.
- 그리고, 내진성능에서 중요한 극한변형능력이 상당한 수준으로 평가되어 지진하중에 대한 저항성이 높을 것으로 예상된다.
- 따라서, 합성형 두부보강방법은 확대기초로부터의 하중을 말뚝에 안전하고 정확하게 전달하는 기능을 수행할 것으로 판단된다.
(「서울대학교 지진공학연구센터」 연구보고서의 결론)
내력시험 결과
- 합성형 방법의 내하력이 비교부재(볼트식 방법)에 비해서 월등히 뛰어남을 알 수 있고 파괴모드 역시 충분한 연성을 보여주고 있다.
- 합성형 방법이 탄성 영역에서의 강성은 높고 극한 변위는 크기 때문에 에너지 소산 능력이 비교부재에 비해서 우수한 것으로 판단된다.
수치해석 결과
- 강관말뚝과 충전 콘크리트의 부착에 의한 합성작용으로 인해 강관말뚝이 받는 응력이 감소하고, 콘크리트의 하중 분담이 증가함으로써 전체적으로 상당한 내하력의 증가를 예상할 수 있다. 따라서, 두부보강에서 강관말뚝의 일부를 콘크리트로 충전하는 보강 방안은 내하력 향상에 상당한 효과가 있다고 판단된다.
(이상 「서울대학교 지진공학연구센터」연구보고서의 결론)
합성형 방법의 유한요소해석 결과(인장) (사용프로그램 : DIANA-7)
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