1. μ λ‘
μ§κΈκΉμ§ κ΅λ΄μΈμμ ꡬ쑰물 κΈ°μ΄λ μ§μ€ ꡬ쑰물 μ곡μ μν μ§λ° κ΅΄μ°© μ νλ§μ΄ λ²½μ μ§μ§ν΄ μ£Όλ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Ό(Korea Expressway Corporation,
2005)μ ꡬμ±νκΈ° μν΄ Fig. 1(a)μ κ°μ΄ H νκ°μ΄λ κ°κ΄ λ± κ°μ¬κ° μ£Όλ‘ μ¬μ©λμ΄ μλ€. ν μ§μ΄ μνΈνκ±°λ μκ·λͺ¨ κ΅΄μ°©μ΄μ΄μ ν μμ΄ μμ
κ²½μ°μλ μ΄μ²λΌ κ°μ¬λ₯Ό νμ©νμ¬ νλ§μ΄ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όμ μ€μΉνλ κ²μ΄ κ²½μ μ μΌ μ μλ€. νμ§λ§ ν μ§μ΄
λΆλνκ±°λ λκ·λͺ¨ κ΅΄μ°©λ©΄μ νλΆμκ°μ΄ ν μμ΄ ν° κ²½μ° κ°μ¬λ₯Ό μ¬μ©ν κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όμ λ³΄κ° κ°μ¬ λ° λ²ν보μ λνν λ° λ°μ§ νμ λ±μΌλ‘ μΈν΄ μ곡μ±μ΄
μ νλκ³ λΉκ²½μ μ μΌ μ°λ €κ° μλ€. μ΄λ¬ν μ¬λμ λ²ν보 곡λ²μ λν λμμΌλ‘ 쑰립μ μ€νΈλΏ(strut) 곡λ², PS(PreStressing) νλ§μ΄
κ³΅λ² λ±μ΄ μ μλ λ° μμΌλ μμ λλ¦μ λ¨μ λ€μ΄ μμ΄ νμ±νλμ§λ λͺ»ν μ€μ μ΄λ€(Han λ±, 2009).
|
(a) Conventional strut system
|
|
(b) IPS (Innovative Prestressed Support) system
|
|
(c) CTS (Concrete Truss System)
|
Fig. 1. Existing construction methods for temporary earth retain-ing structures
|
μ΄λ¬ν λ¨μ λ€μ κ°μ νκΈ° μν΄ Fig. 1(b)μ κ°μ΄ H νκ°μ κ°μ μ λ°°μΉνκ³ ν리μ€νΈλ μ€λ₯Ό λμ
νμ¬ H νκ°μ ν¨ μ νλ ₯μ λν μ¦κ°μν΄μΌλ‘μ¨
λ μ₯μ λ°μΉ¨ κΈΈμ΄, μ¦, λ²ν보μ κ°κ²©μ κΈ°μ‘΄λ³΄λ€ μλ°° μ¦κ°μν¨ IPS(Innovative Prestressed Support) μμ€ν
μ΄ μ΅κ·Ό κ°λ°λ
λ° μλ€(Han λ±, 2007; Kim λ±, 2006). ννΈ, μ€κ΅μμλ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈλ₯Ό μ΄μ©ν κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Ό 곡λ²μΌλ‘ Fig. 1(c)μ κ°μ CTS(Concrete
Truss System) 곡λ²μ΄ μλλ λ° μλλ° μ΄λ μ£Όλ‘ νμ₯νμ€ μ½ν¬λ¦¬νΈλ‘ μ곡λλ€(Han λ±, 2009). λ°λΌμ μ² κ·Όμ‘°λ¦½ λ° μμ λ± μ곡기κ°μ΄
κΈΈμ΄μ§κ³ νν κ³΅λ² λλ λΈλ μ΄μ»€λ₯Ό μ΄μ©ν ν΄μ²΄ μ μμ, μ§λ λ° λΆμ§μ΄ μ λ°λμ΄ νκ²½μ λΆλ¦¬ν μν₯μ λ―ΈμΉλ―λ‘ κΈ°μ‘΄ κ°μ¬ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όλ³΄λ€ ν° μ₯μ μ
μ°ΎκΈ° μ΄λ ΅λ€.
μ΄μμ μ¬λ‘λ₯Ό λΆμν΄ λ³Ό λ κ°μ¬ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όμ μ΄μ©ν 곡λ²μ κ²½μ° λΉλ‘ μ΅κ·Όμ κΈ°μ‘΄μ 곡λ²λ€μ κ°λν μ 곡λ²λ€μ΄ μ μλκΈ°λ νμ§λ§, νΉν ν΄μκ°λ
κ°κ° λ±μ μ°μ½μ§λ°μ μ곡λλ ꡬ쑰물μ κΈ°μ΄ λλ λμ¬λ ꡬ쑰물μ κ²½μ° λκ·λͺ¨ κ΅΄μ°©μ μλ°λμ΄ λ§€μ° ν° ν μμ΄ μμ©νκ² λλ―λ‘, μ΄μ λμνμ¬ κ³ κ°μ
κ°μ¬λ₯Ό λ€λ μ¬μ©νλ κ²μ κ²½μ μ±μ΄ νμ ν μ νλ μ°λ €κ° μλ€. ννΈ μΌλΆ ν΄μΈμμ μλλ μ½ν¬λ¦¬νΈ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Ό 곡λ²μ κ²½μ°μλ μ΄λ₯Ό νμ₯νμ€ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈλ‘
μ곡ν κ²½μ° κ°μ¬μ λΉκ΅ν λ μ¬λ£λΉ μ체μ μ κ° ν¨κ³Όλ μμΌλ κΈ°νμ λΆλ¦¬ν μ λ€μ΄ μ΄λ¬ν μ₯μ λ€μ μλΉ λΆλΆ μμνκ³ μλ€κ³ μ¬λ£λλ€.
λ°λΌμ μ΄ μ°κ΅¬μμλ λκ·λͺ¨ κ΅΄μ°© νμ₯ λ° ν μμ΄ ν° κ΅΄μ°© νμ₯μμ μ곡μ±μ΄ λ°μ΄λκ³ κ²½μ μ μΈ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Ό μ곡μ μ€μνκΈ° μν΄ ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈ
νΈλ¬μ€ λΆμ¬λ₯Ό μ΄μ©νμ¬ μ‘°λ¦½κ³Ό ν΄μ²΄κ° μ©μ΄ν νλ§μ΄ λ²½ μ§μ§ 곡λ²μΈ PCT(Precast Concrete Truss) μμ€ν
μ΄ κ°λ°λμλ€(Han λ±,
2008; Han λ±, 2009). νμ¬κΉμ§ λ¨μΌ μ² κ·Όμ½ν¬λ¦¬νΈ λ° ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬μ μμΆκ±°λμ λν λ§μ μ°κ΅¬κ° μ΄λ£¨μ΄μ‘μΌλ©°(Han λ±,
2009; Hong λ±, 2006; Park λ±, 2008), κ·Όλμ λ€μ΄ λ°λ₯νμ΄λ κ΅κ°μ μ€μ¬μΌλ‘ ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈλ₯Ό νμ©ν 쑰립μκ΅λ μ°κ΅¬λ
νλ°ν μ§νλκ³ μλ€(Cho λ±, 2011; Chung λ±, 2007; Lee λ±, 2011; Won λ±, 2011). νμ§λ§, μ΄ μ°κ΅¬μ κ°μ΄ ν리μΊμ€νΈ
μ½ν¬λ¦¬νΈ νΈλ¬μ€ λΆμ¬ μμ€ν
μ ꡬμ±νκ³ μ΄λ₯Ό κ°μμ€κ³Ό κ°μ μ€μ ꡬ쑰물μ μ μ©νλ €λ μ°κ΅¬λ λ―Έν‘νμλ€κ³ μκ°λλ€.
μ΄ λ
Όλ¬Έμμλ μ μλ PCT μμ€ν
μ λͺ¨μ¬νκΈ° μν΄ ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈ νΈλ¬μ€ λΆμ¬λ€μ μ μνμ¬ μ μ ν λ°©λ²μΌλ‘ μ°κ²°ν ν μ€λν μ€νμ ν΅νμ¬ λ΄νλ ₯μ
κ²μ¦νκ³ κ·Έ μ μ©μ±κ³Ό κ°μ μ μ λμΆν΄ 보μλ€.
2. PCT μμ€ν
2.1 κ° μ
PCT(Precast Concrete Truss) μμ€ν
μ μκΈ°μ λ¬Έμ μ λ€μ ν¨κ³Όμ μΌλ‘ κ°μ νκ³ μ μ μλ κ²μΌλ‘, 곡μ₯μμ 미리 μ μλ ν리μΊμ€νΈ
μ½ν¬λ¦¬νΈ μΈκ·Έλ¨ΌνΈλ€μ Fig. 2(a)μ κ°μ ννλ‘ λ€μ μ°κ²°νμ¬ νΈλ¬μ€ ꡬ쑰λ₯Ό ꡬμ±ν¨μΌλ‘μ¨ κ΅΄μ°©λ©΄μ ν μμ λ°λ 벽체λ₯Ό μ§μ§νλλ‘ ν κ²μ΄λ€.
μ΄λ₯Ό Fig. 1(a)μ κ°μ΄ κ°μ¬ λ²ν보λ₯Ό μ΄μ©ν κΈ°μ‘΄ 곡λ²κ³Ό λΉκ΅ν΄ 보면, λ΄λΆ 곡κ°μ νμ©λκ° ν¬κ² ν₯μλ μ μμμ μ μ μλ€. λν κ°μ¬λ³΄λ€
μ λ ΄ν μ½ν¬λ¦¬νΈλ₯Ό μ¬μ©νμ¬ κ²½μ μ±μ΄ λμΌλ©°, 곡μ₯ μ μμ ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈλ₯Ό μ¬μ©νμ¬ κ³ νμ§μ ν보νκ³ νμ₯μμ μ©μ΄νκ² μ‘°λ¦½ λ° ν΄μ²΄κ° κ°λ₯νλ―λ‘
곡μ¬κΈ°κ°μ΄ λ¨μΆλλ μ₯μ λ μλ€. λΆμ°μ€λͺ
νμλ©΄, Fig. 2(a)λ ν μμ΄ λ³΄ν΅ μμ€μΈ κ²½μ°λ‘μ νλ§μ΄ λ²½μ μ§μ§νλ λ μ₯μ λ³Έ PCT μμ€ν
μ
μ μ©νμ¬ ν μμ μ§μ§ν κ²μ΄λ©°, PCT λ μ₯ μμ€ν
μ체μ λ΄νλ ₯μ΄ ν¬κΈ° λλ¬Έμ λ³λμ λ²ν보λ₯Ό νμλ‘ νμ§ μλ κ²½μ°λ‘ λ³Ό μ μλ€. λ€λ§, μμΆμ
κ°νκ³ μΈμ₯μ μ½ν μ½ν¬λ¦¬νΈμ νΉμ± μ λλΆλΆμ νΈλ¬μ€ λΆμ¬μ μμΆλ ₯μ΄ μμ©νλλ‘ λΆμ¬λ₯Ό λ°°μΉνλ κ²μ΄ λ°λμ§νλ°, ν° ν μμ΄ μμ©ν κ²½μ°μλ Fig.
2(a)μ ννλ‘ ν μμ μ§μ§νκ² λλ©΄ 벽체λ₯Ό μ§μ§νλ λ μ₯ νΈλ¬μ€μ μΌλΆ λΆμ¬λ€μ μΈμ₯λ ₯μ΄ λ°μν κ°λ₯μ±μ΄ μλ€. μ΄ κ²½μ°μλ Fig. 2(b)μ
μμ€ν
κ³Ό κ°μ΄ μ€κ°μ νΈλ¬μ€ λ²ν보λ₯Ό μ€μΉν¨μΌλ‘μ¨ λ μ₯ νΈλ¬μ€μ μΈμ₯λ ₯μ κ°μμν€λ ꡬ쑰체λ₯Ό ꡬμ±νμ¬ λμ²ν μ μλ€.
|
(a) Type 1 (Wales only)
|
|
|
(b) Type 2 (Wales and struts)
|
Fig. 2. Examples of PCT (Precast Concrete Truss) system
|
μ΄μ²λΌ PCT μμ λΆμ¬λ€μ κ²°ν©νμ¬ νΈλ¬μ€ μμ€ν
μ ꡬμ±νκ³ νλ§μ΄ κ°μμ€λ‘ μ¬μ©ν κ²½μ° μμ λΆμ¬λ€μ μμ©νλ νμ΄ μ£Όλ‘ μμΆλ ₯μ΄ λλλ‘ λΆμ¬λ₯Ό
ꡬμ±ν¨μ΄ λ°λμ§νλ€. νμ§λ§ μ΄λ¬ν κ²½μ°μλ μΌλΆ λΆμ¬λ€μλ λΆκ°νΌνκ² μΈμ₯λ ₯μ΄ μμ©ν μλ μλλ°, μ΄ κ²½μ°μλ μ 체 νΈλ¬μ€ μμ€ν
μ λν ꡬ쑰ν΄μμ
μννκ³ μΈμ₯λ ₯μ΄ λΉκ΅μ ν¬κ² λ°μνλ μμ λΆμ¬λ€μλ κΈ΄μ₯μ¬λ₯Ό μ½μ
νμ¬ ν리μ€νΈλ μ€λ₯Ό κ°ν¨μΌλ‘μ¨ μΈμ₯λ ₯μ μ½ν μ½ν¬λ¦¬νΈμ λ¨μ μ 보μν μ μλ€.
2.2 μμ λΆμ¬
PCT μμ€ν
κ°λ° μ μμ λΆμ¬λ€μ μ νννμ¬ μ‘°λ¦½μ μ©μ΄μ±μ λμ΄κ³ , λλ μμ°μ± λ° μ¬νμ©μ±λ μ κ³ νκ³ μ νμλ€. PCT μμ€ν
μ μμ λΆμ¬λ
Fig. 3κ³Ό κ°μ΄ κΈ°λ³Έμ΄ λλ CS(Concrete Strut) λΆμ¬μ μ°κ²° λΆμ¬λ‘μ β+μβ, βTμβ, βLμβλ‘ μ°κ²°ν μ μλ PC, TC,
LC λΆμ¬ λ° β+μβ, βTμβ, βLμβ λΆμ¬μ μ¬μ¬λ₯Ό μΆκ°λ‘ μ°κ²°ν PCD, TCD, LCD λΆμ¬λ‘ ꡬμ±λλ€. CS λΆμ¬λ νμμ λ°λΌ 4,
6, 8 λ° 10m κΈΈμ΄μ λΆμ¬ μ€ μ ννμ¬ μ¬μ©ν μ μλλ‘ κ·κ²©ννμλ€. μ΄λ¬ν PCT μμ λΆμ¬λ€μλ 2.1μ μμ μΈκΈνμλ― μ μ¬ μ νμν
κΈ΄μ₯μ¬μ μ½μ
μ μν ꡬλ©λ€μ μ μ ν μμΉμ λ§λ ¨ν΄ λμ μ μλ€.
ννΈ, μμ λΆμ¬μ λ¨λ©΄ νμμ μν, μ¬κ°ν, νκ°ν λ± μ¬λ¬ κ°μ§ νμ μ€ μ νν μ μλλ‘ νμΌλ©°, 곡ν΅μ μΌλ‘ λ¨λ©΄ κ°μ΄λ° μ€κ³΅μ νμ±νμ¬ μ¬λ£λΉλ₯Ό
μ κ°νκ³ λΆμ¬ μ€λμ κ°μμμΌ°λ€. λν PCT λΆμ¬ κ°μ μ°κ²°λΆμλ λ¨λ©΄ λ°κΉ₯μͺ½μ κ°νμ λΆμ°©νκ³ λ³ΌνΈ κ΅¬λ©μ λμ΄ λΆμ¬λ€ κ°μ λ³ΌνΈλ‘ μ°κ²°ν μ
μκ² νμλ€. ν리μΊμ€νΈ λΆμ¬λ₯Ό μ°κ²°νλ μ¬λ¬κ°μ§ λ°©μ μ€μ μ΄λ¬ν λ°©μμ μ±νν κ·Όλ³Έμ μΈ μ΄μ λ λ€λ₯Έ λ°©μμ λΉν΄ 쑰립과 ν΄μ²΄κ° μ©μ΄νμ¬ κΈμ μ곡μ
μ₯μ μ κ·Ήλνμν¬ μ μκ³ λΆμ¬μ μ¬νμ©μ±λ μΌλνκΈ° λλ¬Έμ΄λ€. μ°κ²°λΆμμλ μ λ¨μ λν μΆκ°μ μΈ μμ μ± ν보λ₯Ό μν΄ νμ μ μ λ¨ν€λ₯Ό λ μλ μλ€.
2.3 μμ λΆμ¬λ€μ κ²°ν©
|
(a) CS (Concrete Strut)
|
|
|
(b) PC (Plus-Connector)
|
(c) PCD (Plus-Connector with Diagonal member)
|
|
|
(d) TC (T-Connector)
|
(e) TCD (T-Connector with Diagonal member)
|
|
|
(f) LC (L-Connector)
|
(g) LCD (L-Connector with Diagonal member)
|
Fig. 3. Component members of PCT system
|
|
(a)
|
|
(b)
|
|
(c)
|
Fig. 4. Examples of assembly of PCT component members
|
Fig. 3μ μμ λΆμ¬λ€μ μ μ ν κ²°ν©νμ¬ Fig. 4μμ μλ‘ λ κ²κ³Ό κ°μ λ€μν ννμ νΈλ¬μ€ μμ€ν
μ ꡬμ±ν μ μλ€. νΈλ¬μ€ λΆμ¬λ κ·Έ
μμΉμ λ°λΌ ν μμ μ§μ§νκ³ μλ κ°λλ§λ(μνΈ νμΌ(sheet pile))μ΄λ λ²νκΈ°λ₯μ μ§μ μ§μ§νκ³ μλ λ μ₯ μν μ νκΈ°λ νκ³ , λ μ₯μ μ§μ§νλ
λ²ν보 μν λ νκ² λλ€. μ€μ νμ₯ μ μ© μμλ ν μμ΄ PCT λΆμ¬λ€μ μ λ°νλ λΆμ¬λ ₯μ ν¬κΈ°λ₯Ό μ°μ νμ¬ μ΄κ²μ΄ PCT λΆμ¬λ€μ λ΄λ ₯μ μ΄κ³Όνμ§
μλλ‘ PCT μμ λΆμ¬λ€μ ꡬμ±ν΄μΌ νλ€. Fig. 4μμ λΆμ¬ κ°μ μ ν©λΆλ μΌλ°μ μΈ νΈλ¬μ€μ νμ§(hinge) μ ν©λ³΄λ€λ κ°μ μ ν©μ κ°κΉκ²
κ±°λνκ² λλ€.
3. PCT μν체 μ€κ³ λ° ν΄μ
3.1 μν체 μ€κ³
μ΄ μ€νμ λΆμ¬ μ€κ³λ μ€μ κ·λͺ¨μ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όμ μΌλΆλ₯Ό κ°μ νμ¬ Fig. 5μ κ°μ΄ ꡬμ±νμκ³ , Fig. 3(a)μ CS, μ¦, κΈ°λ³Έ νΈλ¬μ€ λΆμ¬λ
κΈΈμ΄ 4m, λ¨λ©΄ νμμ 400mmΓ400mmμ μ¬κ°νμΌλ‘ νμλ€. λν λ¨λ©΄ κ°μ΄λ°μ μ€κ³΅μ μ§λ¦μ 140mmλ‘ νμλ€. μ΄λ μ£Όλ‘ Fig. 2(b)μμ
ν° μμΆλ ₯μ λ°λ νΈλ¬μ€ λ²ν보λ₯Ό λͺ¨μ¬νλ μμ€ν
μΌλ‘ λ³Ό μ μμΌλ©°, Fig. 4(a)μ λ³νμΌλ‘λ λ³Ό μ μλ€. μ΄λ¬ν λΆμ¬ ꡬμ±μμ μΈμ₯λ ₯μ ν¬κ²
λ°λ λΆμ¬λ μμ κ²μΌλ‘ μμλλ―λ‘ κΈ΄μ₯μ¬λ₯Ό μ½μ
νμ§λ μμμΌλ©°, λ°λΌμ λ¨λ©΄ λ΄μ κΈ΄μ₯μ¬κ° ν΅κ³Όν μ μλ ꡬλ©μ μλ΅νμλ€. λν, μ°κ²°λΆμμ
μ λ¨λ ₯μ΄ ν¬κ² λ°μνμ§λ μλ λΆμ¬ ꡬμ±μ΄λ―λ‘ μ°κ²°λΆμ μ λ¨ν€λ μλ΅νμλ€.
λ€μν ννμ PCT μμ€ν
μ€μμ μ΄μ κ°μ μν체λ₯Ό ꡬμ±νκ² λ μ΄μ λ₯Ό λΆμ°μ€λͺ
νμλ©΄ λ€μκ³Ό κ°λ€. μ΄ μ°κ΅¬μμ κ°λ°ν PCT μμ€ν
μ μ£Όλ‘ λκ·λͺ¨
κ΅΄μ°©μμ ν μμ΄ ν° κ²½μ°μ λν κ²½μ μ± ν보λ₯Ό λͺ©ννκ³ μμΌλ―λ‘, μ΄ κ²½μ°μλ
|
Fig. 5. Plan view of the full-scale PCT test specimen
|
Fig. 2(b)μ κ°μ μμ€ν
μ΄ μ£Όλ‘ μ μ©λκ² λλ€. μ΄ κ²½μ°μλ νκ°μ PCT λ²νλ³΄κ° μ§μ§ν μ μλ μμΆλ ₯μ΄ λ§€μ° ν¬κΈ° λλ¬Έμ Fig. 1(a)μ
κ°μ κΈ°μ‘΄μ μ¬λμ κ°μ¬ λ²ν보 곡λ²κ³Ό λΉκ΅ν λ λ²ν보μ κ°μκ° μ΅μνλμ΄ κ²½μ μ± λ° κ³΅κ°νμ©μ±μ΄ ν₯μλλ€λ μ₯μ μ΄ μλ€. μ΄μ²λΌ PCT λ²ν보μ
μμΆ λ΄νλ ₯μ΄ μ»€μ§ μ μλ μ΄μ μ€μ νλλ μ’
λ°©ν₯μ PCT λ²ν보 λΆμ¬λ€μ λΈλ μ΄μ± μν μ νλ PCT ν‘λ°©ν₯ λΆμ¬λ€μ΄ μ°κ²°νκ³ μμΌλ―λ‘ μ’κ΅΄μ λν μ§μ§ κΈΈμ΄κ° μμμ§κΈ° λλ¬ΈμΌλ‘ λ³Ό μ μλ€. Fig. 2(b)μ
κ°μ PCT μμ€ν
μμλ PCT λ μ₯보λ€λ λ§€μ° ν° μμΆλ ₯μ μ§μ§νλ PCT λ²νλ³΄κ° λ μ€μν μν μ νλ¦¬λΌ μκ°λλ©°, μ΄ λμ μ£Όμ κ΄κ±΄μ λ²ν보
μ체μ μμΆ λ΄νλ ₯ λ° μ’κ΅΄μ λ°©μ§νλ λΈλ μ΄μ±μ μν μ κ²μ¦νλ κ²μ΄λΌ μ¬λ£λλ€. λ°λΌμ, Fig. 5μ κ°μ PCT λ²ν보 μμ€ν
μ λ³Έ μ€ν λμμΌλ‘
μ ννκ² λ κ²μ΄λ€.
λ€μμ μΈκΈν Fig. 10 λ° 11μ λνλ΄μ΄μ§ CS λ° TC λΆμ¬ κ° λ¨λ©΄μ μ€κ³ μΆνμ€μ μ (1)μ μ μ©νμ¬ κ΅¬νμΌλ©°, κ·Έ κ³μ°κ²°κ³Όλ₯Ό Table 1μ λνλ΄μλ€(Korea Concrete Institute, 2012; Shin λ±, 2013). μ (1)μ μ μ©ν μ΄μ λ λ³Έ
μν체μ μ£Όμ λ¨λ©΄μ΄ λΆμ¬μΆ λ°©ν₯μ μμΆλΆμ¬λ‘ κ±°λν κ²μΌλ‘ μμλκΈ° λλ¬Έμ΄λ€.
(1)
μ¬κΈ°μμ, λ μ½ν¬λ¦¬νΈ μ€κ³κΈ°μ€κ°λ, λ μ² κ·Ό ν볡κ°λ, λ μ½ν¬λ¦¬νΈ νΈλ¬μ€ λ¨λ©΄μ , λ μ² κ·Όμ ν¬ν¨ν κ°μ¬μ λ¨λ©΄μ μ΄κ³ , κ³μ 0.8μ μμΆλΆμ¬μμ λ°μν μ μλ μ΅μ νΈμ¬μ λ°μν κ²μΌλ‘ λμ μ² κ·Όμ΄ μλ λ μ² κ·ΌμΌλ‘ 보κ°ν μμΆλΆμ¬μ
ν΄λΉνλ κ°μκ³μμ΄λ€. λν κ°λκ°μκ³μ λ λ μ² κ·Ό λ³΄κ° λΆμ¬μμ 0.65λ₯Ό μ μ©νλ€. κ° κΈ°νΈμ ν΄λΉνλ κ°λ€μ λ€μ λμ¬ Table 2λ₯Ό μ°Έμ‘°νλλ‘ νλ€. TC λΆμ¬λ κ°ν λ° Lνκ°μΌλ‘
보κ°λμ΄ μλ ννμ΄λ©°, λ°λΌμ Table 1μ B-B' λ¨λ©΄μμμ SS400 κ°ν(400mm Γ10mm)κ³Ό C-C' λ¨λ©΄μμμ SS400 Lνκ°(80mmΓ80mm)μ
κΈ°μ¬λΆμ κ³ λ €νμ¬ μ€κ³ μΆνμ€μ κ³μ°ν κ²°κ³Όμ΄λ€. D-D' λ¨λ©΄μμλ μ½ν¬λ¦¬νΈ λ¨λ©΄μ μ΄ κ°μλμ΄ μλμ μΌλ‘ μμ μ€κ³ μμΆλ ₯μ΄ μ°μΆλμλ€.
Table 1. Design compressive force for each section
|
Section
|
Design compressive force (kN)
|
CS (A-A')
|
1,949
|
TC1 (B-B')
|
1,949
|
TC2 (C-C')
|
2,093
|
TC3 (D-D')
|
1,748
|
|
Table 2. Section details and material properties
|
Section details (mm)
|
|
Material and section properties
|
Specified compressive strength of concrete, fck (MPa)
|
21
|
Second moment of inertia,
Iyy and Izz (mm4)
|
2.11Γ109
|
Yield strength of reinforcing bars, fy (MPa)
|
400
|
Gross area of concrete,
Ag (mm2)
|
144,226
|
Modulus of elasticity of concrete, Ec (MPa)
|
26,114
|
Total area of reinforcing bars,
Ast (mm2)
|
3,097
|
Modulus of elasticity of reinforcing bars, Es (MPa)
|
200,000
|
Reinforcement ratio,
Ο(%)
|
2.1
|
3.2 PCT μμ€ν
μ ꡬ쑰ν΄μ
μ€νμ μμ μ¬μ κ²μ¦μ μλ―Έλ‘ μν체μ λν ꡬ쑰ν΄μμ μ€μνμλ€. Table 1μμ ꡬν λ³Έ PCT μν체 μ£Όμ λ¨λ©΄μ μ€κ³ μμΆλ ₯μ μ°Έμ‘°νμ¬,
μν체 μμͺ½μ κ°κ° 1,900kNμ© μ΄ 3,800kNμ νμ€μ κ°νμ¬ ν΄μμ μννμλ€. μ΄ λ Table 1μ μ€κ³ μμΆλ ₯μ΄ κ°μ’
κ°μκ³μλ₯Ό λ°μν κ²μμ κ³ λ €νλ©΄, μ€μ λ μ΅λ μ¬ννμ€κΉμ§ μν체μ
νκ΄΄κ° λ°μνμ§ μμ κ²μΌλ‘ μμλμ΄ μ€μ μ€νμμλ μ΄λ¬ν λ°©μμΌλ‘ μ¬ννμλ€. νμ§λ§, λ¨λ©΄λ€ μ€ TC3(D-D') λ¨λ©΄μ μ€κ³ μμΆλ ₯μ΄ κ°μ₯
μμΌλ―λ‘ TC3 λ¨λ©΄μμμ νκ΄΄ κ°λ₯μ±μ΄ μλμ μΌλ‘ λμ κ²μ μ¬μ€μ΄λ©° λ€μμ λ³΄λ― μ€μ μ€νμμλ μ΄λ¬ν κ²½ν₯μ΄ λνλ¬λ€.
μ΄ μ°κ΅¬μμ ꡬ쑰ν΄μμ ν΅ν μ¬μ κ²μ¦μ 첫째, ꡬ쑰물μ λ³μλ λ³νλ₯ μ μ¬μ μ μμΈ‘νμ¬ LVDT(Linear Variable Differential
Transformer, λ³μκ³)λ λ³νλ₯ κ²μ΄μ§λ₯Ό μ€μΉν μ£Όμ λΆμλ₯Ό μ μ νκΈ° μν΄, λμ§Έ, ν΄μκ²°κ³Όμ μ€νκ²°κ³Όμ λΉκ΅λ₯Ό ν΅ν΄ ν΄μκ³Ό μ€νμ μ λ°λλ₯Ό μνΈ κ²μ¦νκΈ° μν΄, μ
μ§Έ, μ€ν μ€ μν체μ μ’κ΅΄μ΄ λ°μνμ§ μμ μ§ μμΈ‘νκΈ° μν΄ μνλμλ€.
μκΈ°μ λͺ©μ μΌλ‘ Fig. 5μ κ°μ μν체μ ꡬ쑰ν΄μμ μν΄ μ νμμν΄μμ μ€μνμλ€. μ νμμν΄μμ Table 2μ λ¨λ©΄ μ μ λ° λ¬Όμ±κ°μ μ
λ ₯νμ¬
μμ© κ΅¬μ‘°ν΄μ νλ‘κ·Έλ¨μΈ MIDAS(MIDAS Information Technology, 2012)λ₯Ό μ΄μ©νμ¬ μννμλ€. μ νμμν΄μμ μ ννμ±μ΄λ‘ μ
κ·Όκ±°νμκ³ μΌλ°μ μΈ νμ€ν΄μκ³Ό λλΆμ΄, μ’κ΅΄ λͺ¨λλ€μ λ°λ₯Έ μ’κ΅΄ νμ€λ€μ μ°μ νμ¬ μ€μ λ μ΅λ μ¬ννμ€ νμμ μ’κ΅΄μ΄ λ°μν μ§μ μ¬λΆλ₯Ό νμ νκΈ° μν
κ³ μ μΉ ν΄μ(eigenvalue analysis)μ μ€μνμλ€.
κ·Έλ¬λ μμλλ‘ Fig. 5μ μν체λ 6m μ΄νμ κ°κ²©μΌλ‘ ν‘μ§μ§λ ννμ΄λ―λ‘ μ΅μ μ’κ΅΄ νμ€μ ν¬κΈ°κ° μ€μ μ΅λ μ¬ννμ€μ ν¬κ² μννλ―λ‘ μ’κ΅΄μ
λ°μνμ§ μμ κ²μΌλ‘ μμΈ‘λμλ€. ννΈ, βνλ§μ΄ κ°μμ€ μΈλΆμ€κ³κΈ°μ€β(Korea Expressway Corporation, 2005)μμ λ²ν보μ
λν κ·μ μ μ΄ν΄λ³΄λ©΄ μ£Όλ‘ μ’κ΅΄ λ°©μ§μ λν κ·μ μ΄ μ μλμ΄ μμΌλ©°, μ΄λ₯Ό μν΄ μΈμ₯λΉ()κ° 100 μ΄νμ¬μΌ νλ€κ³ λͺ
μνκ³ μλ€. μ¬κΈ°μμ, kλ μ ν¨κΈΈμ΄ κ³μμ΄κ³ , μ κΈ°λ₯μ λΉμ§μ§ κΈΈμ΄, rμ λ¨λ©΄μ΄μ°¨λ°κ²½μ΄λ€. Fig. 5μμ TC λΆμ¬λ€μ ν‘μ§μ§ μν μ νκ³ μμΌλ―λ‘ μ΄λ₯Ό κ³ λ €νμ¬ Fig. 5μ κ° κ΅¬κ°μ μΈμ₯λΉλ₯Ό ꡬν΄λ³΄λ©΄ λ€μκ³Ό κ°λ€.
κ° κ΅¬κ°μμ TC λΆμ¬κ° μμΉν κ³³μ κ³ μ λ¨κ³Ό νμ§μ μ€κ° κ±°λμ ν κ²μΌλ‘ μμλλ, μμ μΈ‘μΌλ‘ νμ§λ‘ λ³΄κ³ κ³μ°νμλ€. λ¨, 1ꡬκ°μ μ’μΈ‘μ μμ λ¨μΌλ‘
κ°λ‘νλ€λ¦Ό(sidesway)μ΄ μλ€κ³ 보μμΌ νλ―λ‘, μ°μΈ‘κΉμ§ νμ§λ‘ 보면 λΆμμ νκ² λκΈ° λλ¬Έμ μ΄ λμλ§ μ°μΈ‘μ κ³ μ λ¨μΌλ‘ κ°μ νμλ€. μ΄λ₯Ό κ³ λ €ν
μ ν¨κΈΈμ΄ κ³μλ 1ꡬκ°μ κ²½μ° 2, 2βΌ4ꡬκ°μ κ²½μ° 1μ΄λ€. Table 2μ λ¨λ©΄ μμλ₯Ό μ°Έκ³ νμ¬ κ³μ°ν΄λ³΄λ©΄ 1ꡬκ°μ μΈμ₯λΉλ 83, 2βΌ4ꡬκ°μ
μΈμ₯λΉλ 50μΌλ‘, κΈ°μ€μμ 100 μ΄ν κ·μ μ μΆ©λΆν λ§μ‘±νκ³ μμμ μ μ μλ€. 5ꡬκ°μ 2βΌ4ꡬκ°μ μΈμ₯λΉ μ΄νμ κ°μ κ°λλ€. μ΄μμ μ’κ΅΄ν΄μ
κ²°κ³Όμλ λΆν©νλ κ²°κ³Όμ΄λ€.
ννΈ νμ€ν΄μ λͺ¨λΈλ§ λ° κ²°κ³Όλ₯Ό μμ½νλ©΄ λ€μκ³Ό κ°λ€. Fig. 6κ³Ό κ°μ΄ λͺ¨λ μμλ 보(beam) μμλ‘ λͺ¨λΈλ§νμκ³ , κ²½κ³ μ‘°κ±΄ μ€μ μ μ§μ λΆλ
μ€μ μμΈμ κ°κΉλλ‘ λ³μλ λͺ¨λ λ°©ν₯μΌλ‘ ꡬμμν€λ νμ μ νμ©νμλ€. νΈλ¬μ€ μμκ° μλ 보 μμλ‘ λͺ¨λΈλ§ν μ΄μ λ μμ κΈ°μ νμλ― λ³Έ PCT
μμ€ν
μ μ ν©λΆκ° μ€μ λ‘λ νμ§λ³΄λ€λ κ°μ μ ν©μ κ°κΉκ² κ±°λν κ²μΌλ‘ μμλκΈ° λλ¬Έμ΄λ€. λν μ€μ νμ₯μμμ μν©μ λ°μνμ¬ Fig. 7κ³Ό κ°μ΄
PCT μν체μ λ°λ₯λ©΄μ λ§μ°°μ μ΅μνν¨μΌλ‘μ¨ μμν μΆνμ€μ΄ μμ©λλλ‘ PCT μν체μ μλ« λΆλΆμ λ°μΉ¨λΆλ‘ γ·-νκ°(200mmΓ85mm)μ μ΅μ»€λ³ΌνΈλ‘ κ³ μ μμΌ°λ€. Fig. 5μ κ°μ΄ λ°μΉ¨λΆλ TC λΆμ¬μ CS λΆμ¬μ μ ν©λΆλ§λ€ 1κ° μ© μ€μΉνμλ€. ν΄μ μ λ°μΉ¨λΆ μμΉμμλ
μμ§ λ°©ν₯μΌλ‘λ§ λ³μλ₯Ό ꡬμμμΌ°λ€.
|
Fig. 6. Finite element modeling of the PCT test specimen
|
|
|
Fig. 7. Installation of supports (γ·-section steel)
|
|
|
Fig. 8. Longitudinal displacements near the loading points
|
|
|
Fig. 9. Longitudinal compressive stresses near the loading points
|
Fig. 8 λ° 9λ ν΄μκ²°κ³Όμ μλ‘μ, Fig. 5μ νμ€μ΄ μμ©νμμ λ νμ€ κ°λ ₯μ λΆκ·Όμ CS λ° TC λΆμ¬μμ λ°μνλ λ³μ λ° μμΆμλ ₯μ
λνλΈ κ²μ΄λ€. P1 λ° P2μ κ°κ° 1,900kNμ νμ€μ΄ μ¬νλμμ λ μ’
λ°©ν₯ λ³μλ μ€μ μ€νμμ μ’
λ°©ν₯ LVDTλ₯Ό μ€μΉν TC
L1 λ° TC
R1 μμΉ(κ°λ ₯μ μμ 4.8m λ¨μ΄μ§ μ§μ )μμ 13.9mmκ° λ°μνμΌλ©°, μμΆμλ ₯μ λͺ¨λ μμμμ 13.1MPaλ‘ λνλ¬λ€.
4. μ€λν PCT μ€ν
4.1 μ€ν κ°μ
μ΄ μ€νμμλ ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈ λΆμ¬λ₯Ό νΈλ¬μ€ννμ¬ λ²ν보λ₯Ό νμ±νμ λ λ²ν보μ μμΆλ ₯μ΄ μμ©νλ©΄ νΈλ¬μ€ λ²ν보μ λΆλΆ λλ μ 체μ μΈ μμΆ λ°
μ’κ΅΄ κ±°λ(Chajes, 1974; Timoshenko λ±, 1961)μ΄ μ΄λ»κ² λ°μλλμ§ κ³ μ°°ν΄ λ³΄κ³ μ νμλ€. λΉλ‘ μμ μΈκΈνμλ― μ νμμν΄μ
κ²°κ³Ό μ΄ μ€νμμ μ€μ λ μ΅λνμ€ νμμλ μ’κ΅΄μ΄ λ°μνμ§ μμ κ²μΌλ‘ μμλμμ§λ§, μ΄λ μ΄κΈ° κ²°ν¨μ΄ μμ΄ μ¬λ£μ λ° κΈ°νμ μΌλ‘ μλ²½ν κ²½μ°λ₯Ό κ°μ ν κ²°κ³Όμ΄λ―λ‘ μ μ μ€μ°¨ λ±μΌλ‘ λ§λ―Έμμ
μ’κ΅΄μ΄ λ°μν κ°λ₯μ±μ λ°°μ ν μ μμ κ²μΌλ‘ μμλμλ€.
Fig. 5μ κ°μ΄ λ¨λ©΄μ΄ 400mmΓ400mmμ΄κ³ κΈΈμ΄κ° 4mμΈ CS400 λΆμ¬ 10κ°μ λ¨λ©΄μ΄ 400mmΓ400mmμ΄κ³ κΈΈμ΄κ° 2mμΈ TC400 λΆμ¬ 8κ°λ₯Ό μ μνμ¬ μ΄ κΈΈμ΄ 28mκ° λλλ‘ λΆμ¬λ€μ 쑰립νμ¬ μ€ννμλ€.
4.2 μν체 μ μ
μ€νμ νμν λΆμ¬μΈ CS400κ³Ό TC400 λΆμ¬λ D22 μ£Όμ² κ·Όκ³Ό D10 λ μ² κ·Όμ λ°°κ·Όνμ¬ Fig. 10 λ° 11κ³Ό κ°μ΄ μ μνμλ€. λ¨λ©΄μ κ°μ΄λ°μλ
λΆμ¬μ μ€λμ κ°μμν€κΈ° μν μ€κ³΅μ λ§λ€κΈ° μνμ¬ μ§λ¦ 140mmμ PVCκ΄μ μ½μ
νμκ³ , λΆμ¬μ λ¨λΆμλ λΆμ¬ κ°μ λ³ΌνΈ μ°κ²°μ μνμ¬ λκ» 20mmμ
κ°νμ λΆμ°©νμλ€. λΆμ¬μ μ μ μ λ¨λΆ κ°νμ΄ λΆμ¬μΆμ μ§κ°μ μ΄λ£¨κ³ λν λ³ΌνΈ κ΅¬λ© μμΉκ° μ νν μΌμΉλμ΄μΌ νμ€ μ λ¬ λ° μ‘°λ¦½μ λ¬Έμ κ° λ°μνμ§ μμΌλ―λ‘ μ΄λ¬ν μ μ μ£Όμνμλ€. κ·Έ κ²°κ³Ό λΆμ¬ 쑰립 λ° μ¬ν μν μ ν° λ¬Έμ λ μμμΌλ,
λ€μμ μμΈν λΆμνλ― κ°νμ μ μ λ° μ€μΉ μ λ°μνλ λ―Έμν μ€μ°¨λ‘ μΈν΄ κ°νλΌλ¦¬ μλ²½νκ² λ§λΏμ§ μλ λΆλΆμ΄ μΌλΆ μ‘΄μ¬νμ¬ μ€νκ²°κ³Όμ μν₯μ μ£Όλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€.
4.3 μ€ν λ°©λ²
4.3.1 μν체 쑰립
CS400κ³Ό TC400 λΆμ¬λ€μ 쑰립νμ¬ κΈΈμ΄ 28m, μ 체 ν 2.4mμ PCT μμ€ν
μ ꡬμ±νμμΌλ©°, λ°λ ₯보λ μ΄ 2κ°λ₯Ό μ μνμ¬ μν체 μμͺ½μ λ°°μΉνκ³ μ¬ν λμ€ λ°λ ₯λ³΄κ° λ²μ΄μ§μ§ μλλ‘ μ§λ¦μ΄ 80mmμΈ κ°λ΄μ μ’μ°μΈ‘ κ°κ° 4μΈνΈμ© μ΄ 8μΈνΈλ₯Ό μ°κ²°νμ¬ Fig. 12μ κ°μ΄
μ€μΉνμλ€.
4.3.2 κ°λ ₯ λ°©λ²
|
(a) Shape
|
|
(b) Reinforcement details
|
Fig. 10. Shape and reinforcement details of a CS400 component member
|
|
|
|
(a) Shape
|
(b) Reinforcement details
|
Fig. 11. Shape and reinforcement details of a TC400 component member
|
Fig. 13κ³Ό κ°μ΄ μμ€ν
μ νμͺ½ λ¨λΆμ μ΅λ μ©λμ΄ 2,000kNμΈ μ€λ¦°λμ λ‘λμ
μ 2κ°μμ μ€μΉνμ¬ νμ€μ κ°λ ₯νκ³ νμ€κ°μ μΈ‘μ νμλ€. νμ€ κ°λ ₯μ 50kN/minμ μλλ‘ μμͺ½μ κ°κ° 1,900kNκΉμ§ μ¦κ°μν€λ©΄μ 50kN λ¨μλ‘ κ³μΈ‘μ μ€μνμλ€.
4.3.3 κ³ μΈ‘
ν‘λ°©ν₯ λ³μλ₯Ό μΈ‘μ νκΈ° μν΄ μ΄ 10κ°μ CS λΆμ¬μ μ€μμ LVDTλ₯Ό μ€μΉνμκ³ , νμ€κ°λ ₯μΌλ‘ μΈν μ’
λ°©ν₯ λ³μλ₯Ό μΈ‘μ νκΈ° μν΄ κ°λ ₯μ μμ 4.8m λ¨μ΄μ§ μ§μ μ LVDT 2κ°λ₯Ό μΆκ°μ μΌλ‘ μ€μΉνμλ€.
ννΈ μ¬μ ν΄μκ²°κ³Όμ μν λ μν체μ μλ ₯ λ° λ³νλ₯ λΆν¬λ λΆμ¬μΆμ λ°λΌ ν° λ³λμ΄ μμ κ²μΌλ‘ μμλμμΌλ―λ‘, λνμ μΈ CS λΆμ¬ λ° TC λΆμ¬λ€μ
μ μ νμ¬ λ³νλ₯ μ μΈ‘μ νμλ€. CS λΆμ¬μ μμΆλ³νλ₯ μ μΈ‘μ νκΈ° μν΄ μ μ λ 2κ°μ CS λΆμ¬λ€μ λ°°κ·Όλ 8κ°μ μ² κ·Ό κ°μ΄λ° κ° λͺ¨μ리μ 4κ° μ² κ·Όμ
λ³νλ₯ κ³λ₯Ό μ€μΉνμλ€. κ·Έλ¦¬κ³ μ μ λ 2κ°μ TC λΆμ¬λ€μ μ² κ·Όμλ μ’
, ν‘λ°©ν₯ λ° κ²½μ¬ λ°©ν₯μΌλ‘ λ³νλ₯ κ³λ₯Ό μ€μΉνμλ€. Fig. 14λ μν체μμ
LVDT λ° λ³νλ₯ κ³κ° μ€μΉλ μμΉλ₯Ό 보μ¬μ£Όκ³ μλ€
|
|
|
Fig. 12. Complete view of the test specimen
|
|
Fig. 13. Loading cylinder and load cell
|
|
|
Fig. 14. Location of LVDTs (L) and strain gages (SG)
|
.
5. μ€νκ²°κ³Ό λ° λΆμ
5.1 λ³ μ
5.1.1 μ’
λ°©ν₯ λ³μ
Fig. 15
|
Fig. 15. Longitudinal displacements near the loading points
|
|
|
Fig. 16. Transverse displacements in the middle of the test specimen
|
λ Fig. 14μ L11 λ° L12 μμΉμμ μΈ‘μ ν κ°μ νκ· ν μ’
λ°©ν₯ λ³μ κ·Έλνμ΄λ€. μ¬κΈ°μμ μ΄λ‘ κ°μ μ νμμν΄μμ ν΅ν΄ ꡬν κ°μ΄μ§λ§ μ ννμ±μ΄λ‘ μ
μ μ©νμμΌλ―λ‘ μμΌλ‘ ꡬν κ°κ³Ό κ±°μ λμΌνμλ€. μ¬κΈ°μμ, λ μ’
λ°©ν₯ λ³μ, λ μ¬ννμ€μ ν©κ³, μ λΆμ¬μ μΆλ°©ν₯ κΈΈμ΄λ₯Ό μλ―Ένκ³ , λ° μ μλ―Έλ Table 2μ κ°λ€. 2κ°μ μ¬ν μμΉ μ€ 1κ°μλ§μ κΈ°μ€νμμ λ μ΅λ μ¬ννμ€ 1,900kNμ λν μ΅λ λ³μλ μ νμμν΄μ μ 13.9mm,
μμμ μν μκ³μ°μ 13.1mmκ° μ°μΆλμλ€.
ννΈ μ΅λ μ¬ννμ€μμμ μ€νκ°μ 24mmλ‘ μ΄λ‘ κ°λ³΄λ€ μ½ 73% ν¬κ² μΈ‘μ λμμΌλ©°, μ΄κ²μ μ£Όλ‘ λΆμ¬ μ°κ²°λΆ κ°νμ μ μ λλ μ€μΉ μμ μ€μ°¨λ‘
μΈνμ¬ λΆμ¬ μ°κ²°λΆ μ¬μ΄μ μ‘΄μ¬νλ λ―Έμν κ°κ·Ήμ΄ κ°λ ₯ κ³Όμ μμ μ€μ΄λ€λ©΄μ μ€μ μν체μ λ³μμ μΆκ°λλ κ³Όμ μμ λ°μν κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€.
5.1.2 ν‘λ°©ν₯ λ³μ
Fig. 16μ λΆμ¬ μ€κ° L5 λ° L6 μ§μ μ ν‘λ°©ν₯ λ³μ κ·Έλνλ‘μ L6μ 0.5mm, L5λ 9mmμ μ΅λ λ³μλ₯Ό λνλ΄μλ€. μ΄λ μμ μ μ
μ€μ°¨λ‘ μΈν μ°κ²°λΆ μ¬μ΄μ κ°κ·Ήμ μμΉλ³ μ°¨μ΄λ‘ μΈν΄ κ°λ ₯ κ³Όμ μμ λΆμ¬ λ³ν μ λμΉμ±μ΄ μ μ§λμ§ λͺ»νλ©΄μ λ°μν κ²°κ³Όλ‘ μκ°λλ€.
|
Fig. 17. Transverse displacements at both ends
|
|
|
Fig. 18. Transverse displacements at quarter points
|
Fig. 17μ L1, L2, L9 λ° L10μ ν‘λ°©ν₯ λ³μ κ·Έλνλ‘μ, κ°λ ₯λΆλ‘λΆν° 2m μ§μ μΈ L1κ³Ό L2λ β5mmμ μ΅λ λ³μλ₯Ό 보μκ³ , μ§μ λΆλ‘λΆν°
2m μ§μ μΈ L9μ L10μ 1mmμ μ΅λ λ³μλ₯Ό 보μλ€. μ¬κΈ°μμ βλΆνΈλ LVDTμ μ€μΉ μμΉμ CS
L λΆμ¬μ CS
R λΆμ¬ μ¬μ΄μ κ°κ²©μ΄ μ’μμ§λ κ²μ μλ―Ένκ³ , +λΆνΈλ λ°λλ‘ κ°κ²©μ΄ λ²μ΄μ§λ κ²μ μλ―Ένλ€. Fig. 18μ L3, L4, L7 λ° L8μ ν‘λ°©ν₯
λ³μ κ·Έλνλ‘μ L7κ³Ό L8μ΄ μλ‘ λμΉμ΄ μλ λ°©ν₯μΌλ‘ κ±°λνλ κ²μ΄ νΉμ΄νλ©° μ΄λ μμ μ£Όλ‘ μ°κ²°λΆ μ μ μ€μ°¨μ κΈ°μΈν κ²μΌλ‘ μκ°λλ€.
|
Fig. 19. Transverse displacements of CSL component members
|
|
|
Fig. 20. Transverse displacements of CSR component members
|
Fig. 19μ 20μ κ°κ°μ μμΉμμ κ³μΈ‘λ CS
Lκ³Ό CS
R λΆμ¬λ€μ ν‘λ°©ν₯ λ³μλ₯Ό νμ€λ¨κ³λ³λ‘ μ 리ν κ·Έλνμ΄λ€. μνμ²΄κ° κΈ°νμ μΌλ‘ μλ²½νκ³ μ¬λ£μ λ¬Όμ±λ μ 체μ μΌλ‘ κ· λ±νλ€κ³ κ°μ ν λ μ΄λ‘ μ μΌλ‘λ ν¬μμ‘λΉμ
ν¨κ³Όμ μν΄ βλΆνΈλ₯Ό κ°μ§ λ§€μ° λ―Έμν ν¬κΈ°μ ν‘λ³μκ° λ°μνκ³ , κ³μΈ‘ μμΉλ³ ν‘λ³μμ μ°¨μ΄λ λ°μνμ§ μλλ€. μ΄λ λΆμ¬κ° μΆλ°©ν₯μΌλ‘ μΌμ ν ν¬κΈ°μ
μμΆμ λ°μ λ λΆμ¬ ν‘λ°©ν₯μΌλ‘λ μΌμ ν ν¬κΈ°μ μΈμ₯λ³νλ₯ λ° μ΄μ λμλλ λ³μκ° λ°μνκΈ° λλ¬Έμ΄λ€. κ·Έλ¬λ, μ΄μμ κ·Έλ¦Όμμ 보λ―μ΄ μ€μ λ‘λ μ½ν¬λ¦¬νΈ
κ°λμ λΆκ· μΌμ±, λΆμ¬ λ¨λ©΄μ΄λ κ°ν λ±μ μ μ μ€μ°¨λ‘ μΈνμ¬ λ€μ λΆκ·μΉν κ²½ν₯μ ν‘λ³μκ° μλ°λμλ€. μ€μ λ°μν ν‘λ³μλ λ―Έμν μμ€μ΄λ―λ‘ μ€μΌλ¬
μ’κ΅΄μ΄λ‘ μ μν μ’κ΅΄ κ±°λμ΄λΌκΈ° 보λ€λ, μ¬ν μ μν체μ λ³ν κ³Όμ μμ λΆμ¬λ€μ΄ μΆλ°©ν₯μΌλ‘ μΌμ§μ μ μ΄λ£¨μ§ λͺ»νλ κΈ°νμ λΆμμ μ± λ±μ κΈ°μΈν ν¨ κ±°λ λλ¬ΈμΌλ‘ 보λ κ²μ΄ νλΉνλ€ νλ¨λλ€(Chajes, 1974; Timoshenko λ±, 1961).
μ΄λ¬ν λ―Έμν ν‘λ³μλ PCT μμ€ν
μ νμ₯ μ μ© μ μ€μ©μ μΌλ‘ λ¬Έμ κ° μλ μμ€μΌλ‘ νλ¨λλ€. μ΄μ²λΌ ν‘λ³μκ° μ΅μν λ μ μμλ κ²μ μ€ν λμ PCT μμ€ν
μ TC λΆμ¬λ€μ΄ CSL λ° CSR λΆμ¬λ€μ μ°κ²°λ³΄ μν μ ν¨κ³Όμ μΌλ‘ μννκ³ μκΈ° λλ¬ΈμΌλ‘ μ¬λ£λλ€. κ²°κ³Όμ μΌλ‘ Fig. 5μ κ°μ PCT λΆμ¬λ€μ κ²°ν©μ Fig. 2(b)μ PCT
μμ€ν
μμ ν μμ μν ν° μμΆλ ₯μ μ§μ§ν΄μΌ νλ νΈλ¬μ€ λ²ν보μ μν μ ν¨κ³Όμ μΌλ‘ μνν μ μλ κ²μΌλ‘ νμ
λλ€.
5.2 λ³νλ₯
5.2.1 μ’
λ°©ν₯ λ³νλ₯
|
Fig. 21. Longitudinal strains of CS component members
|
|
|
Fig. 22. Longitudinal strains of TC component members
|
Fig. 21μ CS λΆμ¬μ μ’
λ°©ν₯ λ³νλ₯ κ·Έλνμ΄λ€. SG2μ μΌλΆ ꡬκ°μ μ μΈν λλ¨Έμ§ κ°λ€μ λͺ¨λ μμΆλ³νλ₯ μ 보μμΌλ λμΌν κ°μ λνλ΄μ§λ
μμλ€. SG1 λ° SG2λ₯Ό μ μΈνλ©΄ μ€νκ°μ μ νμμν΄μμΌλ‘ ꡬν μ΄λ‘ κ°μ λΉν΄ λ체μ μΌλ‘ λ ν° κ°μ λνλ΄μλ€. Fig. 22λ TC λΆμ¬μ μ’
λ°©ν₯ λ³νλ₯ κ·Έλνμ΄λ€. TC
L λΆμ¬μμλ SG16μ΄ SG15μ λΉν΄ ν° κ°μ 보μκ³ , TC
R λΆμ¬μμλ SG24κ° SG23μ λΉν΄ ν° κ°μ 보μλ€. μ¦, μλμ μΌλ‘ λ°κΉ₯μͺ½μ μ€μΉλ SGκ°μ΄ μμͺ½μ μ€μΉλ SGκ°λ³΄λ€ ν¬κ² μΈ‘μ λμλ€. TC
λΆμ¬μ κ²½μ°μλ μ΄λ‘ κ°μ΄ μ€νκ°μ νκ· μ μμΉνμλ€.
μ΄μμ κ²°κ³Όμμ νλ¨ν΄ λ³Ό λ λͺ¨λ λΆμ¬λ€μ΄ μ΄λ‘ κ³Ό κ°μ΄ μΆλ°©ν₯μΌλ‘ κ³ λ₯΄κ² μμΆλμλ€κΈ° 보λ€λ μμΉλ³λ‘ λ€μμ μ°¨μ΄κ° μμκ³ μ£Όλ μμΆκ±°λμ λΆκ°νμ¬
λ―Έμν ν¨ κ±°λλ λ°μν κ²μΌλ‘ νμ
λλ€. ν¨ κ±°λμ κ²½μ° 5.1.2μ μ ν‘λ°©ν₯ λ³μ μΈ‘μ κ²°κ³Ό λΆμμμλ μ μΆλμλ μ¬νμ΄λ€. μ΄λ λΆμ¬ λ° μ°κ²°λΆ
μ μ μ μλ°λλ λΆμμ μ±μ κ³ λ €νλ©΄ μμλ μ μλ κ²°κ³Όμ΄μ§λ§, μ€νμμ μΈ‘μ λ μ’
λ°©ν₯ λ³νλ₯ λ€μ νκ· κ°μ λλ΅μ μΌλ‘ μ΄λ‘ κ°κ³Ό μ μ¬ν κ²½ν₯μ 보μΈλ€κ³
μκ°λλ€.
5.2.2 ν‘λ°©ν₯ λ³νλ₯
|
Fig. 23. Transverse strains of TC component members
|
Fig. 23μ TC λΆμ¬μ ν‘λ°©ν₯ λ³νλ₯ μ λνλΈ κ·Έλνμ΄λ€. SG17 λ° SG19λ₯Ό μ μΈν λλ¨Έμ§ λ³νλ₯ κ³μμ 0μ κ°κΉμ΄ κ°μ΄ λνλ¬μΌλ©°, SG17
λ° SG19μ κ°λ μ’
λ°©ν₯ λ³νλ₯ μ λΉνλ©΄ λ―Έμν μμ€μ΄μλ€. μ΄λ λ³Έ μ€νμ μ£Όλ κ±°λμ΄ PCT μμ€ν
μν체μ μΆλ°©ν₯μΌλ‘ λ°μνλ κ΄κ³λ‘ λΉμ°ν
κ²°κ³Όμ΄λ€.
5.3 νκ΄΄ κ±°λ
μν체μ νκ΄΄λ Fig. 24μ κ°μ΄ TC λΆμ¬μμ κΈ΄μ₯μ¬μ κΈ΄μ₯μ μν κ³΅κ° ν보λ₯Ό μν΄ λ¨λ©΄ νμμ΄ μμμ§λ λΆλΆμμ μΌμ΄λ¬λ€. λ³Έ μ€νμ PCT
μμ€ν
λΆμ¬λ€μ μ£Όλ‘ μμΆ κ±°λνμ μμΌλ―λ‘ κΈ΄μ₯μ¬λ₯Ό μ½μ
νμ¬ ν리μ€νΈλ μ€λ₯Ό κ°νμ§λ μμμ§λ§, PCT μμ€ν
μ νμ₯ μ μ© μμλ μν©μ λ°λΌ μ΄λ¬ν
μμ
μ΄ νμν μλ μμΌλ―λ‘ μ΄λ₯Ό μΌλν μΌλ°μ μΈ TC λΆμ¬μ νμμΌλ‘ μ μν κ²°κ³Όμ΄λ€. TC λΆμ¬λ κΈ΄μ₯μ¬μ κΈ΄μ₯μ μν΄ κ°νμΌλ‘ 보κ°νμμ§λ§ μ½ν¬λ¦¬νΈ
λ¨λ©΄μ μ΄ κ°μλκ³ μ½ν¬λ¦¬νΈμ κ°νμ λΆμ°©μ΄ μλ²½νκ² μ΄λ£¨μ΄μ§μ§ μμ μ½ν¬λ¦¬νΈ λ¨λ©΄μ λ°μνλ μμΆμλ ₯μ΄ κ³Όλνκ² λμ΄ νκ΄΄κ° λ°μν κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€.
Fig. 24λ₯Ό 보면 TC λΆμ¬μ νκ΄΄ μ μ½ν¬λ¦¬νΈ μλΆμ λΆμ°©ν κ°ν λ° λ΄λΆμ μ² κ·Όλ€μ μ’κ΅΄μ΄ λ°μνλ©΄μ νΌλ³΅ μ½ν¬λ¦¬νΈκ° λ¨μ΄μ Έ λκ°λ νμμ΄ λλ°λμμμ μ μ μλ€. Table 1κ³Ό κ°μ΄ Fig. 11μ D-D' λ¨λ©΄μμ κ³μ°λ μ€κ³ μΆνμ€μ
1,748kNμΌλ‘, μ€ν μμλ μ΄λ³΄λ€ 8.7%κ° ν° μ΅λ μ¬ννμ€μΈ 1,900kNμ λλ¬νμ λ D-D' λ¨λ©΄ λΆκ·Όμμ κ΅λΆνκ΄΄κ° λ°μνμλ€. λ¬Όλ‘
μ (1)μμ μ€κ³ μΆνμ€ μ°μ μ κ³ λ €ν κ°μ’
κ°μκ³μλ₯Ό μ μΈνλ©΄ D-D' λ¨λ©΄μ μ€κ³ μΆνμ€λ 1,900kNμ μ΄κ³Όνλ―λ‘ μ΄ λ¨λ©΄μμ νκ΄΄κ° λ°μνμ§λ
μμ κ²μΌλ‘ μμλμ§λ§ μκΈ°μ μ΄μ λ‘ νκ΄΄κ° λ°μνμλ€κ³ μκ°λλ€.
λν Fig. 25μ κ°μ΄ λΆμ¬ λ¨λΆ, μ¦ μ¬νλΆμμ λ€μ λ§μ κ· μ΄μ΄ λ°μνμλλ°, μ£Όλ‘ λ³ΌνΈλ₯Ό 쑰립ν μ μλλ‘ λ¨λΆμ μ€μΉν μ΅κΈλ€μ λͺ¨μ리
λΆκ·Όμμ μλ ₯μ΄ μ§μ€λμ΄ κ· μ΄μ΄ μ²μ λ°μν ν κ· μ΄μ΄ μ§μ λμλ€. κ·Έλ¬λ, μ€μ νμ₯μμ Fig. 2(b)μ κ°μ΄ νΈλ¬μ€ λ²ν보λ₯Ό ꡬμ±ν κ²½μ° λ¨λΆμμμ
νμ€ μ§μ€ νμμ΄ μ΄λμ λ ν΄μλλ―λ‘ λ¨λΆ κ· μ΄ λ¬Έμ λ μνλ κ²μΌλ‘ μκ°λλ€.
|
Fig. 24. Failure mode of the TC component member
|
|
|
Fig. 25. Cracking behavior near the loading point
|
μ΄μ²λΌ μ 체μ μΌλ‘ PCT μν체μ μΌλ° λΆμλ μΆ©λΆν λ΄λ ₯μ 보μ νκ³ μμμΌλ, TC λΆμ¬μ λ¨λ©΄μ΄ μΆμλλ λΆλΆμ λ€μμ μ·¨μ½μ±μ΄ μλ κ²μΌλ‘ λνλ¬μΌλ―λ‘
μΆν μ€κ³ μ μ΄ λΆλΆμ μΆκ°μ μΌλ‘ 보κ°νλ μ‘°μΉκ° νμν κ²μΌλ‘ μ¬λ£λλ€. μλ₯Ό λ€μ΄ Fig. 24μμ μ’κ΅΄μ΄ λ°μν κ°νκ³Ό μ½ν¬λ¦¬νΈ κ°μ λΆμ°©μ
κ°νν μ μλ μ‘°μΉ λ±μ΄ λμμ΄ λ κ²μΌλ‘ μκ°λλ€. μ΄λ¬ν μ λ§ λ³΄μλλ€λ©΄ PCT μμ€ν
μ ν° ν μμ μ§μ§νλ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όλ‘μ λμ± ν° λ΄λ ₯μ λ°νν
μ μμ κ²μΌλ‘ μκ°λλ€.
μ΄ μ€νμ μ΅λ μ¬ννμ€μΈ 1,900kNμ ν μμ μν₯μ νμ°ν κ²μΌλ‘ λ³Ό μλ μμΌλ©°, λ§μ½ λ³Έ μν체μ κ°μ ννμ PCT μμ€ν
μ΄ ν΄λΉ ν μμ λν΄ μΆ©λΆν μμ λλ₯Ό 보μ νκ³ μμ§ λͺ»νλ€κ³ νλ¨λλ€λ©΄, PCT
μμ€ν
μ μ₯μ μ€ νλμΈ λ€μν λΆμ¬ κ΅¬μ± λ₯λ ₯μ νμ©νμ¬ λΆμ¬ ꡬμ±μ κ°μ νλ κ²λ λ°λμ§νλ€. μλ₯Ό λ€μ΄ Fig. 4(c)μ κ°μ΄ νΈλ¬μ€ λ²ν보μ
ννλ₯Ό λ°κΎΌλ€λ©΄ μ°μ μ μΌλ‘ λ³Έ μν체μμ 2μ΄μ CS λΆμ¬λ€μ΄ λ°λ μμΆλ ₯μ 3μ΄μ CS λΆμ¬λ€μ λΆμ°μν¬ μ μμΌλ―λ‘ κ° μ΄μ CS λΆμ¬λ€μ μμ©νλ
νμ€μ΄ 1,900kNμμ 1,267kNμΌλ‘ κ°μλ μ μλ€.
6. κ²° λ‘
κΈ°μ‘΄μ κ°μ¬λ₯Ό μ΄μ©ν νλ§μ΄ κ°μμ€μ κ°λν λͺ©μ μΌλ‘ PCT(Precast Concrete Truss) μμ€ν
μ μ μνμμΌλ©°, κ·Έ μ±λ₯ λ° λ΄νλ ₯μ κ²μ¦νκ³ κ°μ μ μ λμΆνκΈ° μν΄ μ€μ κ·λͺ¨μ μν체λ₯Ό μ μνμ¬ κ°λ ₯μ€νμ μ€μνμλ€. μ°κ΅¬ κ²°κ³Όλ₯Ό μμ½νλ©΄ λ€μκ³Ό κ°λ€.
(1) μ£Όμ ν리μΊμ€νΈ νΈλ¬μ€ λΆμ¬μ μ°κ²°λΆμ ννλ₯Ό νμ€νν¨μΌλ‘μ¨ λ€μν ννμ νΈλ¬μ€ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όμ ꡬμ±ν¨κ³Ό λμμ ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈμ μ₯μ μΈ
κΈμ μ곡 λ° μ¬νμ©μ±μ κ·Ήλνν μ μμ κ²μΌλ‘ νλ¨λλ€.
(2) PCT μμ€ν
μ€ ν° μμΆλ ₯μ μ§μ§ν΄μΌ νλ λ²ν보 λΆλΆμ λͺ¨μ¬ν λ³Έ μν체μμ λ³μ λ° λ³νλ₯ λ±μ μ€νκ²°κ³Όλ₯Ό λΆμν΄ λ³΄λ©΄ λΆμ¬ μΆλ°©ν₯ κ±°λμ΄
μ£Όλ₯Ό μ΄λ£¨μ§λ§ λ―Έμν ν¨ κ±°λλ λ°μνμλ€. κ·Έλ¬λ, νΈλ¬μ€ μ£ΌλΆμ¬λ€ κ°μ μ°κ²°νλ μ°κ²°λ³΄μ μν΄ μ΄λ¬ν λΆμμ μΈ κ±°λμ μ΅μν λ μ μμλ€. λν
μ΄μ²λΌ ν‘μ§μ§ μν μ νλ μ°κ²°λ³΄λ€μ΄ λ²ν보 μ€κ³ μ κ°μ₯ μ€μν μ’κ΅΄ λ°©μ§ κΈ°λ₯μ ν¨κ³Όμ μΌλ‘ μννκ³ μμμ μ€ν λ° ν΄μμΌλ‘ νμΈν μ μμλ€.
λ°λΌμ λμΆλ λ²ν보 μμ€ν
μ νμ₯μ μ μ©λμ΄ μμ μ ν μμ ν¨κ³Όμ μΌλ‘ μ§μ§ν μ μμ κ²μΌλ‘ μκ°λλ€.
(3) PCT μν체μ μ€ν μ μΈ‘μ ν μΆλ°©ν₯ λ³μκ° μ νμμν΄μ λλ μκ³μ°μ μν μ΄λ‘ κ°λ³΄λ€ λ€μ ν¬κ² λνλκ³ μμΌλ©°, μ΄λ λΆμ¬ κ°μ μ°κ²°λΆμ
μ€μΉλ κ°ν λ©΄ μ¬μ΄μ κ°κ·Ή λ±μ κΈ°μΈν κ²μΌλ‘ μκ°λλ€. μ΄λ¬ν λΆμ¬ μ μ μμ μ€μ°¨λ₯Ό μ€μμΌλ‘μ¨ PCT μμ€ν
μ€κ³ μ ν΄μμ ν΅ν κ±°λ μμΈ‘μ
μ λ’°λκ° ν₯μλ μ μμ κ²μΌλ‘ μκ°λλ€.
(4) μ€νλ PCT μμ€ν
μ μΌλ°μ μΈ λΆμλ κ·Ήννμ€ λλ¬ μκΉμ§ 건μ μ±μ μ μ§νμμΌλ©°, PCT μμ€ν
μ νκ΄΄λ μ£Όλ‘ μΆκ°μ μΈ κΈ΄μ₯μ¬μ κΈ΄μ₯μ μν
κ³΅κ° λ± λ¨λ©΄μ΄ μΆμλλ λΆλΆμμ λ°μνμλ€. λ°λΌμ PCT μμ€ν
μ체μ λ΄νλ ₯μ λμ± ν₯μμν€κΈ° μν΄μλ λΆκ°νΌν λ¨λ©΄ μΆμ λΆλΆμ μ μ ν 보κ°νλ
κ²μ΄ λ°λμ§ν κ²μΌλ‘ μκ°λλ€.
(5) μ΄ μ°κ΅¬μμ κ°λ°λ PCT μμ€ν
μ μ£Όλ‘ νλ§μ΄ κ°μ€κ΅¬μ‘°λ¬Όμ μΌλν κ²μ΄μ§λ§ ν리μΊμ€νΈ μ½ν¬λ¦¬νΈ νΈλ¬μ€λ μ΄ μΈμλ κ΅λ λ± κ·Έ μ μ© λ²μκ°
λ€μν κ²μΌλ‘ κΈ°λλλ€. νΉν κΈ°μ‘΄ κ°μ¬ ꡬ쑰물μ λ체ν κ²½μ° κ²½μ μ± λ±μμ μ 리ν κ²μΌλ‘ μκ°λλ€.