Mobile QR Code QR CODE : Journal of the Korean Society of Civil Engineers

  1. μ•„μ£ΌλŒ€ν•™κ΅ κ±΄μ„€μ‹œμŠ€ν…œκ³΅ν•™κ³Ό ꡐ수, 곡학박사 ()
  2. μ•„μ£ΌλŒ€ν•™κ΅ κ±΄μ„€μ‹œμŠ€ν…œκ³΅ν•™κ³Ό 쑰ꡐ수, 곡학박사 ()


PCT(Precast Concrete Truss) μ‹œμŠ€ν…œ, ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트, 흙막이 κ°€μ‹œμ„€
PCT(Precast Concrete Truss) system, Precast concrete, Temporary earth retaining structures

1. μ„œ λ‘ 

μ§€κΈˆκΉŒμ§€ κ΅­λ‚΄μ™Έμ—μ„œ ꡬ쑰물 κΈ°μ΄ˆλ‚˜ 지쀑 ꡬ쑰물 μ‹œκ³΅μ„ μœ„ν•œ μ§€λ°˜ κ΅΄μ°© μ‹œ 흙막이 벽을 지지해 μ£ΌλŠ” 가섀ꡬ쑰물(Korea Expressway Corporation, 2005)을 κ΅¬μ„±ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ Fig. 1(a)와 같이 H ν˜•κ°•μ΄λ‚˜ κ°•κ΄€ λ“± κ°•μž¬κ°€ 주둜 μ‚¬μš©λ˜μ–΄ μ™”λ‹€. ν† μ§ˆμ΄ μ–‘ν˜Έν•˜κ±°λ‚˜ μ†Œκ·œλͺ¨ κ΅΄μ°©μ΄μ–΄μ„œ 토압이 μž‘μ€ κ²½μš°μ—λŠ” 이처럼 κ°•μž¬λ₯Ό ν™œμš©ν•˜μ—¬ 흙막이 가섀ꡬ쑰물을 μ„€μΉ˜ν•˜λŠ” 것이 경제적일 수 μžˆλ‹€. ν•˜μ§€λ§Œ ν† μ§ˆμ΄

λΆˆλŸ‰ν•˜κ±°λ‚˜ λŒ€κ·œλͺ¨ ꡴착면의 ν•˜λΆ€μ™€κ°™μ΄ 토압이 큰 경우 κ°•μž¬λ₯Ό μ‚¬μš©ν•œ 가섀ꡬ쑰물은 보강 κ°•μž¬ 및 λ²„νŒ€λ³΄μ˜ λŒ€ν˜•ν™” 및 밀집 ν˜„μƒ λ“±μœΌλ‘œ 인해 μ‹œκ³΅μ„±μ΄ μ €ν•˜λ˜κ³  λΉ„κ²½μ œμ μΌ μš°λ €κ°€ μžˆλ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ μž¬λž˜μ‹ λ²„νŒ€λ³΄ 곡법에 λŒ€ν•œ λŒ€μ•ˆμœΌλ‘œ 쑰립식 슀트럿(strut) 곡법, PS(PreStressing) 흙막이 곡법 등이 μ œμ•ˆλœ λ°” μžˆμœΌλ‚˜ μ—­μ‹œ λ‚˜λ¦„μ˜ 단점듀이 μžˆμ–΄ ν™œμ„±ν™”λ˜μ§€λŠ” λͺ»ν•œ 싀정이닀(Han λ“±, 2009).

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(a) Conventional strut system

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(b) IPS (Innovative Prestressed Support) system

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(c) CTS (Concrete Truss System)

Fig. 1. Existing construction methods for temporary earth retain-ing structures

μ΄λŸ¬ν•œ 단점듀을 κ°œμ„ ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ Fig. 1(b)와 같이 H ν˜•κ°•μ— 강선을 λ°°μΉ˜ν•˜κ³  ν”„λ¦¬μŠ€νŠΈλ ˆμŠ€λ₯Ό λ„μž…ν•˜μ—¬ H ν˜•κ°•μ˜ 휨 μ €ν•­λ ₯을 λŒ€ν­ μ¦κ°€μ‹œν‚΄μœΌλ‘œμ¨ 띠μž₯의 λ°›μΉ¨ 길이, 즉, λ²„νŒ€λ³΄μ˜ 간격을 기쑴보닀 수배 μ¦κ°€μ‹œν‚¨ IPS(Innovative Prestressed Support) μ‹œμŠ€ν…œμ΄ 졜근 개발된 λ°” μžˆλ‹€(Han λ“±, 2007; Kim λ“±, 2006). ν•œνŽΈ, μ€‘κ΅­μ—μ„œλŠ” 철근콘크리트λ₯Ό μ΄μš©ν•œ 가섀ꡬ쑰물 κ³΅λ²•μœΌλ‘œ Fig. 1(c)와 같은 CTS(Concrete Truss System) 곡법이 μ‹œλ„λœ λ°” μžˆλŠ”λ° μ΄λŠ” 주둜 ν˜„μž₯타섀 콘크리트둜 μ‹œκ³΅λœλ‹€(Han λ“±, 2009). λ”°λΌμ„œ 철근쑰립 및 양생 λ“± μ‹œκ³΅κΈ°κ°„μ΄ 길어지고 폭파 곡법 λ˜λŠ” 브레이컀λ₯Ό μ΄μš©ν•œ 해체 μ‹œ μ†ŒμŒ, 진동 및 뢄진이 μœ λ°œλ˜μ–΄ ν™˜κ²½μ— λΆˆλ¦¬ν•œ 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜λ―€λ‘œ κΈ°μ‘΄ κ°•μž¬ 가섀ꡬ쑰물보닀 큰 μž₯점을 μ°ΎκΈ° μ–΄λ ΅λ‹€.

μ΄μƒμ˜ 사둀λ₯Ό 뢄석해 λ³Ό λ•Œ κ°•μž¬ 가섀ꡬ쑰물을 μ΄μš©ν•œ κ³΅λ²•μ˜ 경우 비둝 μ΅œκ·Όμ— 기쑴의 곡법듀을 κ°œλŸ‰ν•œ 신곡법듀이 μ œμ•ˆλ˜κΈ°λ„ ν–ˆμ§€λ§Œ, 특히 ν•΄μ•ˆκ°€λ‚˜ κ°•κ°€ λ“±μ˜ μ—°μ•½μ§€λ°˜μ— μ‹œκ³΅λ˜λŠ” ꡬ쑰물의 기초 λ˜λŠ” λŒ€μ‹¬λ„ ꡬ쑰물의 경우 λŒ€κ·œλͺ¨ ꡴착에 μˆ˜λ°˜λ˜μ–΄ 맀우 큰 토압이 μž‘μš©ν•˜κ²Œ λ˜λ―€λ‘œ, 이에 λŒ€μ‘ν•˜μ—¬ κ³ κ°€μ˜ κ°•μž¬λ₯Ό λ‹€λŸ‰ μ‚¬μš©ν•˜λŠ” 것은 κ²½μ œμ„±μ΄ ν˜„μ €νžˆ μ €ν•˜λ  μš°λ €κ°€ μžˆλ‹€. ν•œνŽΈ 일뢀 ν•΄μ™Έμ—μ„œ μ‹œλ„λœ 콘크리트 가섀ꡬ쑰물 κ³΅λ²•μ˜ κ²½μš°μ—λ„ 이λ₯Ό ν˜„μž₯타섀 철근콘크리트둜 μ‹œκ³΅ν•  경우 κ°•μž¬μ™€ 비ꡐ할 λ•Œ μž¬λ£ŒλΉ„ 자체의 절감 νš¨κ³ΌλŠ” μžˆμœΌλ‚˜ κΈ°νƒ€μ˜ λΆˆλ¦¬ν•œ 점듀이 μ΄λŸ¬ν•œ μž₯점듀을 상당 λΆ€λΆ„ μƒμ‡„ν•˜κ³  μžˆλ‹€κ³  μ‚¬λ£Œλœλ‹€.

λ”°λΌμ„œ 이 μ—°κ΅¬μ—μ„œλŠ” λŒ€κ·œλͺ¨ κ΅΄μ°© ν˜„μž₯ 및 토압이 큰 κ΅΄μ°© ν˜„μž₯μ—μ„œ μ‹œκ³΅μ„±μ΄ λ›°μ–΄λ‚˜κ³  경제적인 가섀ꡬ쑰물 μ‹œκ³΅μ„ μ‹€μ‹œν•˜κΈ° μœ„ν•΄ ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트 트러슀 λΆ€μž¬λ₯Ό μ΄μš©ν•˜μ—¬ 쑰립과 해체가 μš©μ΄ν•œ 흙막이 λ²½ 지지 곡법인 PCT(Precast Concrete Truss) μ‹œμŠ€ν…œμ΄ κ°œλ°œλ˜μ—ˆλ‹€(Han λ“±, 2008; Han λ“±, 2009). ν˜„μž¬κΉŒμ§€ 단일 철근콘크리트 및 ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트 λΆ€μž¬μ˜ 압좕거동에 λŒ€ν•œ λ§Žμ€ 연ꡬ가 μ΄λ£¨μ–΄μ‘ŒμœΌλ©°(Han λ“±, 2009; Hong λ“±, 2006; Park λ“±, 2008), κ·Όλž˜μ— λ“€μ–΄ λ°”λ‹₯νŒμ΄λ‚˜ ꡐ각을 μ€‘μ‹¬μœΌλ‘œ ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트λ₯Ό ν™œμš©ν•œ μ‘°λ¦½μ‹κ΅λŸ‰ 연ꡬ도 ν™œλ°œνžˆ μ§„ν–‰λ˜κ³  μžˆλ‹€(Cho λ“±, 2011; Chung λ“±, 2007; Lee λ“±, 2011; Won λ“±, 2011). ν•˜μ§€λ§Œ, 이 연ꡬ와 같이 ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트 트러슀 λΆ€μž¬ μ‹œμŠ€ν…œμ„ κ΅¬μ„±ν•˜κ³  이λ₯Ό κ°€μ‹œμ„€κ³Ό 같은 μ‹€μ œ ꡬ쑰물에 μ μš©ν•˜λ €λŠ” μ—°κ΅¬λŠ” λ―Έν‘ν•˜μ˜€λ‹€κ³  μƒκ°λœλ‹€.

이 λ…Όλ¬Έμ—μ„œλŠ” μ œμ•ˆλœ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ„ λͺ¨μ‚¬ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트 트러슀 λΆ€μž¬λ“€μ„ μ œμž‘ν•˜μ—¬ μ μ ˆν•œ λ°©λ²•μœΌλ‘œ μ—°κ²°ν•œ ν›„ μ‹€λŒ€ν˜• μ‹€ν—˜μ„ ν†΅ν•˜μ—¬ λ‚΄ν•˜λ ₯을 κ²€μ¦ν•˜κ³  κ·Έ μ μš©μ„±κ³Ό κ°œμ„ μ μ„ λ„μΆœν•΄ λ³΄μ•˜λ‹€.

2. PCT μ‹œμŠ€ν…œ

2.1 개 μš”

PCT(Precast Concrete Truss) μ‹œμŠ€ν…œμ€ μƒκΈ°μ˜ λ¬Έμ œμ λ“€μ„ 효과적으둜 κ°œμ„ ν•˜κ³ μž μ œμ•ˆλœ κ²ƒμœΌλ‘œ, 곡μž₯μ—μ„œ 미리 μ œμž‘λœ ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트 μ„Έκ·Έλ¨ΌνŠΈλ“€μ„ Fig. 2(a)와 같은 ν˜•νƒœλ‘œ λ‹€μˆ˜ μ—°κ²°ν•˜μ—¬ 트러슀 ꡬ쑰λ₯Ό κ΅¬μ„±ν•¨μœΌλ‘œμ¨ ꡴착면의 토압을 λ°›λŠ” 벽체λ₯Ό μ§€μ§€ν•˜λ„λ‘ ν•œ 것이닀. 이λ₯Ό Fig. 1(a)와 같이 κ°•μž¬ λ²„νŒ€λ³΄λ₯Ό μ΄μš©ν•œ κΈ°μ‘΄ 곡법과 비ꡐ해 보면, λ‚΄λΆ€ κ³΅κ°„μ˜ ν™œμš©λ„κ°€ 크게 ν–₯상될 수 μžˆμŒμ„ μ•Œ 수 μžˆλ‹€. λ˜ν•œ κ°•μž¬λ³΄λ‹€ μ €λ ΄ν•œ 콘크리트λ₯Ό μ‚¬μš©ν•˜μ—¬ κ²½μ œμ„±μ΄ λ†’μœΌλ©°, 곡μž₯ μ œμž‘μ˜ ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트λ₯Ό μ‚¬μš©ν•˜μ—¬ κ³ ν’ˆμ§ˆμ„ ν™•λ³΄ν•˜κ³  ν˜„μž₯μ—μ„œ μš©μ΄ν•˜κ²Œ 쑰립 및 해체가 κ°€λŠ₯ν•˜λ―€λ‘œ 곡사기간이 λ‹¨μΆ•λ˜λŠ” μž₯점도 μžˆλ‹€. λΆ€μ—°μ„€λͺ…ν•˜μžλ©΄, Fig. 2(a)λŠ” 토압이 보톡 μˆ˜μ€€μΈ κ²½μš°λ‘œμ„œ 흙막이 벽을 μ§€μ§€ν•˜λŠ” 띠μž₯에 λ³Έ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ„ μ μš©ν•˜μ—¬ 토압을 μ§€μ§€ν•œ 것이며, PCT 띠μž₯ μ‹œμŠ€ν…œ 자체의 λ‚΄ν•˜λ ₯이 크기 λ•Œλ¬Έμ— λ³„λ„μ˜ λ²„νŒ€λ³΄λ₯Ό ν•„μš”λ‘œ ν•˜μ§€ μ•ŠλŠ” 경우둜 λ³Ό 수 μžˆλ‹€. λ‹€λ§Œ, 압좕에 κ°•ν•˜κ³  인μž₯에 μ•½ν•œ 콘크리트의 νŠΉμ„± 상 λŒ€λΆ€λΆ„μ˜ 트러슀 λΆ€μž¬μ— μ••μΆ•λ ₯이 μž‘μš©ν•˜λ„λ‘ λΆ€μž¬λ₯Ό λ°°μΉ˜ν•˜λŠ” 것이 λ°”λžŒμ§ν•œλ°, 큰 토압이 μž‘μš©ν•  κ²½μš°μ—λŠ” Fig. 2(a)의 ν˜•νƒœλ‘œ 토압을 μ§€μ§€ν•˜κ²Œ 되면 벽체λ₯Ό μ§€μ§€ν•˜λŠ” 띠μž₯ 트러슀의 일뢀 λΆ€μž¬λ“€μ— 인μž₯λ ₯이 λ°œμƒν•  κ°€λŠ₯성이 μžˆλ‹€. 이 κ²½μš°μ—λŠ” Fig. 2(b)의 μ‹œμŠ€ν…œκ³Ό 같이 쀑간에 트러슀 λ²„νŒ€λ³΄λ₯Ό μ„€μΉ˜ν•¨μœΌλ‘œμ¨ 띠μž₯ 트러슀의 인μž₯λ ₯을 κ°μ†Œμ‹œν‚€λŠ” ꡬ쑰체λ₯Ό κ΅¬μ„±ν•˜μ—¬ λŒ€μ²˜ν•  수 μžˆλ‹€.

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(a) Type 1 (Wales only)

 

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(b) Type 2 (Wales and struts)

Fig. 2. Examples of PCT (Precast Concrete Truss) system

이처럼 PCT μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ„ κ²°ν•©ν•˜μ—¬ 트러슀 μ‹œμŠ€ν…œμ„ κ΅¬μ„±ν•˜κ³  흙막이 κ°€μ‹œμ„€λ‘œ μ‚¬μš©ν•  경우 μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ— μž‘μš©ν•˜λŠ” 힘이 주둜 μ••μΆ•λ ₯이 λ˜λ„λ‘ λΆ€μž¬λ₯Ό ꡬ성함이 λ°”λžŒμ§ν•˜λ‹€. ν•˜μ§€λ§Œ μ΄λŸ¬ν•œ κ²½μš°μ—λ„ 일뢀 λΆ€μž¬λ“€μ—λŠ” λΆˆκ°€ν”Όν•˜κ²Œ 인μž₯λ ₯이 μž‘μš©ν•  μˆ˜λ„ μžˆλŠ”λ°, 이 κ²½μš°μ—λŠ” 전체 트러슀 μ‹œμŠ€ν…œμ— λŒ€ν•œ ꡬ쑰해석을 μˆ˜ν–‰ν•˜κ³  인μž₯λ ₯이 비ꡐ적 크게 λ°œμƒν•˜λŠ” μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ—λŠ” κΈ΄μž₯재λ₯Ό μ‚½μž…ν•˜μ—¬ ν”„λ¦¬μŠ€νŠΈλ ˆμŠ€λ₯Ό κ°€ν•¨μœΌλ‘œμ¨ 인μž₯λ ₯에 μ•½ν•œ 콘크리트의 단점을 보완할 수 μžˆλ‹€.

2.2 μš”μ†Œ λΆ€μž¬

PCT μ‹œμŠ€ν…œ 개발 μ‹œ μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ„ μ •ν˜•ν™”ν•˜μ—¬ 쑰립의 μš©μ΄μ„±μ„ 높이고, λŒ€λŸ‰ 생산성 및 μž¬ν™œμš©μ„±λ„ μ œκ³ ν•˜κ³ μž ν•˜μ˜€λ‹€. PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ μš”μ†Œ λΆ€μž¬λŠ” Fig. 3κ³Ό 같이 기본이 λ˜λŠ” CS(Concrete Strut) λΆ€μž¬μ™€ μ—°κ²° λΆ€μž¬λ‘œμ„œ β€˜+μžβ€™, β€˜Tμžβ€™, β€˜Lμžβ€™λ‘œ μ—°κ²°ν•  수 μžˆλŠ” PC, TC, LC λΆ€μž¬ 및 β€˜+μžβ€™, β€˜Tμžβ€™, β€˜Lμžβ€™ λΆ€μž¬μ— μ‚¬μž¬λ₯Ό μΆ”κ°€λ‘œ μ—°κ²°ν•œ PCD, TCD, LCD λΆ€μž¬λ‘œ κ΅¬μ„±λœλ‹€. CS λΆ€μž¬λŠ” ν•„μš”μ— 따라 4, 6, 8 및 10m 길이의 λΆ€μž¬ 쀑 μ„ νƒν•˜μ—¬ μ‚¬μš©ν•  수 μžˆλ„λ‘ κ·œκ²©ν™”ν•˜μ˜€λ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ PCT μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ—λŠ” 2.1μ ˆμ—μ„œ μ–ΈκΈ‰ν•˜μ˜€λ“― μœ μ‚¬ μ‹œ ν•„μš”ν•œ κΈ΄μž₯재의 μ‚½μž…μ„ μœ„ν•œ ꡬ멍듀을 μ μ ˆν•œ μœ„μΉ˜μ— λ§ˆλ ¨ν•΄ 놓을 수 μžˆλ‹€.

ν•œνŽΈ, μš”μ†Œ λΆ€μž¬μ˜ 단면 ν˜•μƒμ€ μ›ν˜•, μ‚¬κ°ν˜•, νŒ”κ°ν˜• λ“± μ—¬λŸ¬ 가지 ν˜•μƒ 쀑 선택할 수 μžˆλ„λ‘ ν–ˆμœΌλ©°, κ³΅ν†΅μ μœΌλ‘œ 단면 κ°€μš΄λ° 쀑곡을 ν˜•μ„±ν•˜μ—¬ μž¬λ£ŒλΉ„λ₯Ό μ ˆκ°ν•˜κ³  λΆ€μž¬ μ€‘λŸ‰μ„ κ°μ†Œμ‹œμΌ°λ‹€. λ˜ν•œ PCT λΆ€μž¬ κ°„μ˜ μ—°κ²°λΆ€μ—λŠ” 단면 λ°”κΉ₯μͺ½μ— κ°•νŒμ„ λΆ€μ°©ν•˜κ³  볼트 ꡬ멍을 두어 λΆ€μž¬λ“€ 간에 볼트둜 μ—°κ²°ν•  수 있게 ν•˜μ˜€λ‹€. ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ λΆ€μž¬λ₯Ό μ—°κ²°ν•˜λŠ” μ—¬λŸ¬κ°€μ§€ 방식 쀑에 μ΄λŸ¬ν•œ 방식을 μ±„νƒν•œ 근본적인 μ΄μœ λŠ” λ‹€λ₯Έ 방식에 λΉ„ν•΄ 쑰립과 해체가 μš©μ΄ν•˜μ—¬ 급속 μ‹œκ³΅μ˜ μž₯점을 κ·ΉλŒ€ν™”μ‹œν‚¬ 수 있고 λΆ€μž¬μ˜ μž¬ν™œμš©μ„±λ„ μ—Όλ‘ν–ˆκΈ° λ•Œλ¬Έμ΄λ‹€. μ—°κ²°λΆ€μ—μ„œλŠ” 전단에 λŒ€ν•œ 좔가적인 μ•ˆμ „μ„± 확보λ₯Ό μœ„ν•΄ ν•„μš” μ‹œ 전단킀λ₯Ό λ‘˜ μˆ˜λ„ μžˆλ‹€. 

2.3 μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ˜ κ²°ν•©

PIC731D.gif

(a) CS (Concrete Strut)

PIC733D.gif

PIC736D.gif

 (b) PC (Plus-Connector)

 

 (c) PCD (Plus-Connector with Diagonal member)

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(d) TC (T-Connector)

 

(e) TCD (T-Connector with Diagonal member)

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PIC73FD.gif

(f) LC (L-Connector)

 

(g) LCD (L-Connector with Diagonal member)

Fig. 3. Component members of PCT system

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(a)

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(b)

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(c)

Fig. 4. Examples of assembly of PCT component members

Fig. 3의 μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ„ 적절히 κ²°ν•©ν•˜μ—¬ Fig. 4μ—μ„œ 예둜 λ“  것과 같은 λ‹€μ–‘ν•œ ν˜•νƒœμ˜ 트러슀 μ‹œμŠ€ν…œμ„ ꡬ성할 수 μžˆλ‹€. 트러슀 λΆ€μž¬λŠ” κ·Έ μœ„μΉ˜μ— 따라 토압을 μ§€μ§€ν•˜κ³  μžˆλŠ” κ°•λ„λ§λš(μ‹œνŠΈ 파일(sheet pile))μ΄λ‚˜ λ²„νŒ€κΈ°λ‘₯을 직접 μ§€μ§€ν•˜κ³  μžˆλŠ” 띠μž₯ 역할을 ν•˜κΈ°λ„ ν•˜κ³ , 띠μž₯을 μ§€μ§€ν•˜λŠ” λ²„νŒ€λ³΄ 역할도 ν•˜κ²Œ λœλ‹€. μ‹€μ œ ν˜„μž₯ 적용 μ‹œμ—λŠ” 토압이 PCT λΆ€μž¬λ“€μ— μœ λ°œν•˜λŠ” λΆ€μž¬λ ₯의 크기λ₯Ό μ‚°μ •ν•˜μ—¬ 이것이 PCT λΆ€μž¬λ“€μ˜ λ‚΄λ ₯을 μ΄ˆκ³Όν•˜μ§€ μ•Šλ„λ‘ PCT μš”μ†Œ λΆ€μž¬λ“€μ„ ꡬ성해야 ν•œλ‹€. Fig. 4μ—μ„œ λΆ€μž¬ κ°„μ˜ μ ‘ν•©λΆ€λŠ” 일반적인 트러슀의 νžŒμ§€(hinge) μ ‘ν•©λ³΄λ‹€λŠ” κ°•μ ˆ 접합에 κ°€κΉκ²Œ κ±°λ™ν•˜κ²Œ λœλ‹€.

3. PCT μ‹œν—˜μ²΄ 섀계 및 해석

3.1 μ‹œν—˜μ²΄ 섀계

이 μ‹€ν—˜μ˜ λΆ€μž¬ μ„€κ³„λŠ” μ‹€μ œ 규λͺ¨μ˜ κ°€μ„€κ΅¬μ‘°λ¬Όμ˜ 일뢀λ₯Ό κ°€μ •ν•˜μ—¬ Fig. 5와 같이 κ΅¬μ„±ν•˜μ˜€κ³ , Fig. 3(a)의 CS, 즉, κΈ°λ³Έ 트러슀 λΆ€μž¬λŠ” 길이 4m, 단면 ν˜•μƒμ€ 400mmΓ—400mm의 μ‚¬κ°ν˜•μœΌλ‘œ ν•˜μ˜€λ‹€. λ˜ν•œ 단면 κ°€μš΄λ°μ˜ μ€‘κ³΅μ˜ 지름은 140mm둜 ν•˜μ˜€λ‹€. μ΄λŠ” 주둜 Fig. 2(b)μ—μ„œ 큰 μ••μΆ•λ ₯을 λ°›λŠ” 트러슀 λ²„νŒ€λ³΄λ₯Ό λͺ¨μ‚¬ν•˜λŠ” μ‹œμŠ€ν…œμœΌλ‘œ λ³Ό 수 있으며, Fig. 4(a)의 λ³€ν˜•μœΌλ‘œλ„ λ³Ό 수 μžˆλ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ λΆ€μž¬ κ΅¬μ„±μ—μ„œ 인μž₯λ ₯을 크게 λ°›λŠ” λΆ€μž¬λŠ” 없을 κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜λ―€λ‘œ κΈ΄μž₯재λ₯Ό μ‚½μž…ν•˜μ§€λŠ” μ•Šμ•˜μœΌλ©°, λ”°λΌμ„œ 단면 내에 κΈ΄μž₯μž¬κ°€ 톡과할 수 μžˆλŠ” ꡬ멍은 μƒλž΅ν•˜μ˜€λ‹€. λ˜ν•œ, μ—°κ²°λΆ€μ—μ„œ 전단λ ₯이 크게 λ°œμƒν•˜μ§€λŠ” μ•ŠλŠ” λΆ€μž¬ κ΅¬μ„±μ΄λ―€λ‘œ μ—°κ²°λΆ€μ˜ 전단킀도 μƒλž΅ν•˜μ˜€λ‹€.

λ‹€μ–‘ν•œ ν˜•νƒœμ˜ PCT μ‹œμŠ€ν…œ μ€‘μ—μ„œ 이와 같은 μ‹œν—˜μ²΄λ₯Ό κ΅¬μ„±ν•˜κ²Œ 된 이유λ₯Ό λΆ€μ—°μ„€λͺ…ν•˜μžλ©΄ λ‹€μŒκ³Ό κ°™λ‹€. 이 μ—°κ΅¬μ—μ„œ κ°œλ°œν•œ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ€ 주둜 λŒ€κ·œλͺ¨ κ΅΄μ°©μ—μ„œ 토압이 큰 κ²½μš°μ— λŒ€ν•œ κ²½μ œμ„± 확보λ₯Ό λͺ©ν‘œν•˜κ³  μžˆμœΌλ―€λ‘œ, 이 κ²½μš°μ—λŠ”

PIC75B6.gif

Fig. 5. Plan view of the full-scale PCT test specimen

Fig. 2(b)와 같은 μ‹œμŠ€ν…œμ΄ 주둜 적용되게 λœλ‹€. 이 κ²½μš°μ—λ„ ν•œκ°œμ˜ PCT λ²„νŒ€λ³΄κ°€ 지지할 수 μžˆλŠ” μ••μΆ•λ ₯이 맀우 크기 λ•Œλ¬Έμ— Fig. 1(a)와 같은 기쑴의 μž¬λž˜μ‹ κ°•μž¬ λ²„νŒ€λ³΄ 곡법과 비ꡐ할 λ•Œ λ²„νŒ€λ³΄μ˜ κ°œμˆ˜κ°€ μ΅œμ†Œν™”λ˜μ–΄ κ²½μ œμ„± 및 κ³΅κ°„ν™œμš©μ„±μ΄ ν–₯μƒλœλ‹€λŠ” μž₯점이 μžˆλ‹€. 이처럼 PCT λ²„νŒ€λ³΄μ˜ μ••μΆ• λ‚΄ν•˜λ ₯이 컀질 수 μžˆλŠ” μ΄μœ μ€‘μ˜ ν•˜λ‚˜λŠ” μ’…λ°©ν–₯의 PCT λ²„νŒ€λ³΄ λΆ€μž¬λ“€μ„ λΈŒλ ˆμ΄μ‹± 역할을 ν•˜λŠ” PCT 횑방ν–₯ λΆ€μž¬λ“€μ΄ μ—°κ²°ν•˜κ³  μžˆμœΌλ―€λ‘œ μ’Œκ΅΄μ— λŒ€ν•œ 지지 길이가 μž‘μ•„μ§€κΈ° λ•Œλ¬ΈμœΌλ‘œ λ³Ό 수 μžˆλ‹€. Fig. 2(b)와 같은 PCT μ‹œμŠ€ν…œμ—μ„œλŠ” PCT 띠μž₯λ³΄λ‹€λŠ” 맀우 큰 μ••μΆ•λ ₯을 μ§€μ§€ν•˜λŠ” PCT λ²„νŒ€λ³΄κ°€ 더 μ€‘μš”ν•œ 역할을 ν•˜λ¦¬λΌ μƒκ°λ˜λ©°, 이 λ•Œμ˜ μ£Όμš” 관건은 λ²„νŒ€λ³΄ 자체의 μ••μΆ• λ‚΄ν•˜λ ₯ 및 μ’Œκ΅΄μ„ λ°©μ§€ν•˜λŠ” λΈŒλ ˆμ΄μ‹±μ˜ 역할을 κ²€μ¦ν•˜λŠ” 것이라 μ‚¬λ£Œλœλ‹€. λ”°λΌμ„œ, Fig. 5와 같은 PCT λ²„νŒ€λ³΄ μ‹œμŠ€ν…œμ„ λ³Έ μ‹€ν—˜ λŒ€μƒμœΌλ‘œ μ„ νƒν•˜κ²Œ 된 것이닀.

λ’€μ—μ„œ μ–ΈκΈ‰ν•  Fig. 10 및 11에 λ‚˜νƒ€λ‚΄μ–΄μ§„ CS 및 TC λΆ€μž¬ 각 λ‹¨λ©΄μ˜ 섀계 μΆ•ν•˜μ€‘μ€ 식 (1)을 μ μš©ν•˜μ—¬ κ΅¬ν–ˆμœΌλ©°, κ·Έ 계산결과λ₯Ό Table 1에 λ‚˜νƒ€λ‚΄μ—ˆλ‹€(Korea Concrete Institute, 2012; Shin λ“±, 2013). 식 (1)을 μ μš©ν•œ μ΄μœ λŠ” λ³Έ μ‹œν—˜μ²΄μ˜ μ£Όμš” 단면이 λΆ€μž¬μΆ• λ°©ν–₯의 μ••μΆ•λΆ€μž¬λ‘œ 거동할 κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜κΈ° λ•Œλ¬Έμ΄λ‹€.

PIC7614.gif (1)

μ—¬κΈ°μ—μ„œ, PIC7635.gifλŠ” 콘크리트 섀계기쀀강도, PIC7645.gifλŠ” μ² κ·Ό 항볡강도, PIC7656.gifλŠ” 콘크리트 트러슀 단면적, PIC7666.gifλŠ” 철근을 ν¬ν•¨ν•œ κ°•μž¬μ˜ 단면적이고, κ³„μˆ˜ 0.8은 μ••μΆ•λΆ€μž¬μ—μ„œ λ°œμƒν•  수 μžˆλŠ” μ΅œμ†Œ νŽΈμ‹¬μ„ λ°˜μ˜ν•œ κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜μ„ μ² κ·Όμ΄ μ•„λ‹Œ 띠철근으둜 λ³΄κ°•ν•œ μ••μΆ•λΆ€μž¬μ— ν•΄λ‹Ήν•˜λŠ” κ°μ†Œκ³„μˆ˜μ΄λ‹€. λ˜ν•œ κ°•λ„κ°μ†Œκ³„μˆ˜ PIC7677.gifλŠ” 띠철근 보강 λΆ€μž¬μ—μ„œ 0.65λ₯Ό μ μš©ν•œλ‹€. 각 κΈ°ν˜Έμ— ν•΄λ‹Ήν•˜λŠ” 값듀은 뒀에 λ‚˜μ˜¬ Table 2λ₯Ό μ°Έμ‘°ν•˜λ„λ‘ ν•œλ‹€. TC λΆ€μž¬λŠ” κ°•νŒ 및 Lν˜•κ°•μœΌλ‘œ λ³΄κ°•λ˜μ–΄ μžˆλŠ” ν˜•νƒœμ΄λ©°, λ”°λΌμ„œ Table 1은 B-B' λ‹¨λ©΄μ—μ„œμ˜ SS400 κ°•νŒ(400mm Γ—10mm)κ³Ό C-C' λ‹¨λ©΄μ—μ„œμ˜ SS400 Lν˜•κ°•(80mmΓ—80mm)의 기여뢄을 κ³ λ €ν•˜μ—¬ 섀계 μΆ•ν•˜μ€‘μ„ κ³„μ‚°ν•œ 결과이닀. D-D' λ‹¨λ©΄μ—μ„œλŠ” 콘크리트 단면적이 κ°μ†Œλ˜μ–΄ μƒλŒ€μ μœΌλ‘œ μž‘μ€ 섀계 μ••μΆ•λ ₯이 μ‚°μΆœλ˜μ—ˆλ‹€.

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)

PIC76E5.gif

Material and section properties

Specified compressive strength of concrete,  fck (MPa)

21

Second moment of inertia,

Iyy and Izz (mm4)

2.11Γ—109

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,

ρ(%)

2.1

3.2 PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ ꡬ쑰해석

μ‹€ν—˜μ— μ•žμ„œ 사전 κ²€μ¦μ˜ 의미둜 μ‹œν—˜μ²΄μ— λŒ€ν•œ ꡬ쑰해석을 μ‹€μ‹œν•˜μ˜€λ‹€. Table 1μ—μ„œ κ΅¬ν•œ λ³Έ PCT μ‹œν—˜μ²΄ μ£Όμš” λ‹¨λ©΄μ˜ 섀계 μ••μΆ•λ ₯을 μ°Έμ‘°ν•˜μ—¬, μ‹œν—˜μ²΄ μ–‘μͺ½μ— 각각 1,900kNμ”© 총 3,800kN의 ν•˜μ€‘μ„ κ°€ν•˜μ—¬ 해석을 μˆ˜ν–‰ν•˜μ˜€λ‹€. 이 λ•Œ Table 1의 섀계 μ••μΆ•λ ₯이 각쒅 κ°μ†Œκ³„μˆ˜λ₯Ό λ°˜μ˜ν•œ κ²ƒμž„μ„ κ³ λ €ν•˜λ©΄, μ„€μ •λœ μ΅œλŒ€ μž¬ν•˜ν•˜μ€‘κΉŒμ§€ μ‹œν—˜μ²΄μ— νŒŒκ΄΄κ°€ λ°œμƒν•˜μ§€ μ•Šμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜μ–΄ μ‹€μ œ μ‹€ν—˜μ—μ„œλ„ μ΄λŸ¬ν•œ λ°©μ‹μœΌλ‘œ μž¬ν•˜ν•˜μ˜€λ‹€. ν•˜μ§€λ§Œ, 단면듀 쀑 TC3(D-D') λ‹¨λ©΄μ˜ 섀계 μ••μΆ•λ ₯이 κ°€μž₯ μž‘μœΌλ―€λ‘œ TC3 λ‹¨λ©΄μ—μ„œμ˜ 파괴 κ°€λŠ₯성이 μƒλŒ€μ μœΌλ‘œ 높은 것은 사싀이며 λ’€μ—μ„œ 보듯 μ‹€μ œ μ‹€ν—˜μ—μ„œλ„ μ΄λŸ¬ν•œ κ²½ν–₯이 λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€.    

이 μ—°κ΅¬μ—μ„œ ꡬ쑰해석을 ν†΅ν•œ 사전 검증은 첫째, ꡬ쑰물의 λ³€μœ„λ‚˜ λ³€ν˜•λ₯ μ„ 사전에 μ˜ˆμΈ‘ν•˜μ—¬ LVDT(Linear Variable Differential Transformer, λ³€μœ„κ³„)λ‚˜ λ³€ν˜•λ₯  κ²Œμ΄μ§€λ₯Ό μ„€μΉ˜ν•  μ£Όμš” λΆ€μœ„λ₯Ό μ„ μ •ν•˜κΈ° μœ„ν•΄, λ‘˜μ§Έ, 해석결과와 μ‹€ν—˜κ²°κ³Όμ˜ 비ꡐλ₯Ό 톡해 해석과 μ‹€ν—˜μ˜ 정밀도λ₯Ό μƒν˜Έ κ²€μ¦ν•˜κΈ° μœ„ν•΄, μ…‹μ§Έ, μ‹€ν—˜ 쀑 μ‹œν—˜μ²΄μ— 쒌꡴이 λ°œμƒν•˜μ§€ μ•Šμ„ 지 μ˜ˆμΈ‘ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ μˆ˜ν–‰λ˜μ—ˆλ‹€.

μƒκΈ°μ˜ λͺ©μ μœΌλ‘œ Fig. 5와 같은 μ‹œν—˜μ²΄μ˜ ꡬ쑰해석을 μœ„ν•΄ μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„μ„ μ‹€μ‹œν•˜μ˜€λ‹€. μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„μ€ Table 2의 단면 μ œμ› 및 물성값을 μž…λ ₯ν•˜μ—¬ μƒμš© ꡬ쑰해석 ν”„λ‘œκ·Έλž¨μΈ MIDAS(MIDAS Information Technology, 2012)λ₯Ό μ΄μš©ν•˜μ—¬ μˆ˜ν–‰ν•˜μ˜€λ‹€. μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„μ€ μ„ ν˜•νƒ„μ„±μ΄λ‘ μ— κ·Όκ±°ν•˜μ˜€κ³  일반적인 ν•˜μ€‘ν•΄μ„κ³Ό λ”λΆˆμ–΄, 쒌꡴ λͺ¨λ“œλ“€μ— λ”°λ₯Έ 쒌꡴ ν•˜μ€‘λ“€μ„ μ‚°μ •ν•˜μ—¬ μ„€μ •λœ μ΅œλŒ€ μž¬ν•˜ν•˜μ€‘ ν•˜μ—μ„œ 쒌꡴이 λ°œμƒν• μ§€μ˜ μ—¬λΆ€λ₯Ό νŒμ •ν•˜κΈ° μœ„ν•œ 고유치 해석(eigenvalue analysis)을 μ‹€μ‹œν•˜μ˜€λ‹€.

κ·ΈλŸ¬λ‚˜ μ˜ˆμƒλŒ€λ‘œ Fig. 5의 μ‹œν—˜μ²΄λŠ” 6m μ΄ν•˜μ˜ κ°„κ²©μœΌλ‘œ νš‘μ§€μ§€λœ ν˜•νƒœμ΄λ―€λ‘œ μ΅œμ†Œ 쒌꡴ ν•˜μ€‘μ˜ 크기가 μ‹€μ œ μ΅œλŒ€ μž¬ν•˜ν•˜μ€‘μ„ 크게 μƒνšŒν•˜λ―€λ‘œ μ’Œκ΅΄μ€ λ°œμƒν•˜μ§€ μ•Šμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμΈ‘λ˜μ—ˆλ‹€. ν•œνŽΈ, β€œν™λ§‰μ΄ κ°€μ‹œμ„€ 세뢀섀계기쀀”(Korea Expressway Corporation, 2005)μ—μ„œ λ²„νŒ€λ³΄μ— λŒ€ν•œ κ·œμ •μ„ μ‚΄νŽ΄λ³΄λ©΄ 주둜 쒌꡴ 방지에 λŒ€ν•œ κ·œμ •μ΄ μ œμ‹œλ˜μ–΄ 있으며, 이λ₯Ό μœ„ν•΄ μ„Έμž₯λΉ„(PIC7734.gif)κ°€ 100 μ΄ν•˜μ—¬μ•Ό ν•œλ‹€κ³  λͺ…μ‹œν•˜κ³  μžˆλ‹€. μ—¬κΈ°μ—μ„œ, kλŠ” 유효길이 κ³„μˆ˜μ΄κ³ , PIC7754.gif은 κΈ°λ‘₯의 비지지 길이, r은 λ‹¨λ©΄μ΄μ°¨λ°˜κ²½μ΄λ‹€. Fig. 5μ—μ„œ TC λΆ€μž¬λ“€μ€ νš‘μ§€μ§€ 역할을 ν•˜κ³  μžˆμœΌλ―€λ‘œ 이λ₯Ό κ³ λ €ν•˜μ—¬ Fig. 5의 각 κ΅¬κ°„μ˜ μ„Έμž₯λΉ„λ₯Ό ꡬ해보면 λ‹€μŒκ³Ό κ°™λ‹€. 각 κ΅¬κ°„μ—μ„œ TC λΆ€μž¬κ°€ μœ„μΉ˜ν•œ 곳은 고정단과 νžŒμ§€μ˜ 쀑간 거동을 ν•  κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜λ‚˜, μ•ˆμ „μΈ‘μœΌλ‘œ νžŒμ§€λ‘œ 보고 κ³„μ‚°ν•˜μ˜€λ‹€. 단, 1κ΅¬κ°„μ˜ μ’ŒμΈ‘μ€ μžμœ λ‹¨μœΌλ‘œ κ°€λ‘œν”λ“€λ¦Ό(sidesway)이 μžˆλ‹€κ³  보아야 ν•˜λ―€λ‘œ, μš°μΈ‘κΉŒμ§€ νžŒμ§€λ‘œ 보면 λΆˆμ•ˆμ •ν•˜κ²Œ 되기 λ•Œλ¬Έμ— 이 λ•Œμ—λ§Œ μš°μΈ‘μ„ κ³ μ •λ‹¨μœΌλ‘œ κ°€μ •ν•˜μ˜€λ‹€. 이λ₯Ό κ³ λ €ν•œ 유효길이 κ³„μˆ˜λŠ” 1κ΅¬κ°„μ˜ 경우 2, 2∼4κ΅¬κ°„μ˜ 경우 1이닀. Table 2의 단면 μƒμˆ˜λ₯Ό μ°Έκ³ ν•˜μ—¬ 계산해보면 1κ΅¬κ°„μ˜ μ„Έμž₯λΉ„λŠ” 83, 2∼4κ΅¬κ°„μ˜ μ„Έμž₯λΉ„λŠ” 50으둜, κΈ°μ€€μƒμ˜ 100 μ΄ν•˜ κ·œμ •μ„ μΆ©λΆ„νžˆ λ§Œμ‘±ν•˜κ³  μžˆμŒμ„ μ•Œ 수 μžˆλ‹€. 5ꡬ간은 2∼4κ΅¬κ°„μ˜ μ„Έμž₯λΉ„ μ΄ν•˜μ˜ 값을 κ°–λŠ”λ‹€. 이상은 μ’Œκ΅΄ν•΄μ„ 결과와도 λΆ€ν•©ν•˜λŠ” 결과이닀.

ν•œνŽΈ ν•˜μ€‘ν•΄μ„ λͺ¨λΈλ§ 및 κ²°κ³Όλ₯Ό μš”μ•½ν•˜λ©΄ λ‹€μŒκ³Ό κ°™λ‹€. Fig. 6κ³Ό 같이 λͺ¨λ“  μš”μ†ŒλŠ” 보(beam) μš”μ†Œλ‘œ λͺ¨λΈλ§ν•˜μ˜€κ³ , 경계 쑰건 μ„€μ • μ‹œ μ§€μ λΆ€λŠ” μ‹€μ œ 상세에 가깝도둝 λ³€μœ„λŠ” λͺ¨λ“  λ°©ν–₯으둜 κ΅¬μ†μ‹œν‚€λ˜ νšŒμ „μ€ ν—ˆμš©ν•˜μ˜€λ‹€. 트러슀 μš”μ†Œκ°€ μ•„λ‹Œ 보 μš”μ†Œλ‘œ λͺ¨λΈλ§ν•œ μ΄μœ λŠ” μ•žμ„œ κΈ°μˆ ν•˜μ˜€λ“― λ³Έ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ μ ‘ν•©λΆ€κ°€ μ‹€μ œλ‘œλŠ” νžŒμ§€λ³΄λ‹€λŠ” κ°•μ ˆ 접합에 κ°€κΉκ²Œ 거동할 κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜κΈ° λ•Œλ¬Έμ΄λ‹€. λ˜ν•œ μ‹€μ œ ν˜„μž₯μ—μ„œμ˜ 상황을 λ°˜μ˜ν•˜μ—¬ Fig. 7κ³Ό 같이 PCT μ‹œν—˜μ²΄μ™€ λ°”λ‹₯면의 λ§ˆμ°°μ„ μ΅œμ†Œν™”ν•¨μœΌλ‘œμ¨ μˆœμˆ˜ν•œ μΆ•ν•˜μ€‘μ΄ μž‘μš©λ˜λ„λ‘ PCT μ‹œν—˜μ²΄μ˜ μ•„λž« 뢀뢄에 λ°›μΉ¨λΆ€λ‘œ γ„·-ν˜•κ°•(200mmΓ—85mm)을 μ•΅μ»€λ³ΌνŠΈλ‘œ κ³ μ •μ‹œμΌ°λ‹€. Fig. 5와 같이 λ°›μΉ¨λΆ€λŠ” TC λΆ€μž¬μ™€ CS λΆ€μž¬μ˜ μ ‘ν•©λΆ€λ§ˆλ‹€ 1개 μ”© μ„€μΉ˜ν•˜μ˜€λ‹€. 해석 μ‹œ λ°›μΉ¨λΆ€ μœ„μΉ˜μ—μ„œλŠ” 수직 λ°©ν–₯으둜만 λ³€μœ„λ₯Ό κ΅¬μ†μ‹œμΌ°λ‹€.

PIC7794.jpg

Fig. 6. Finite element modeling of the PCT test specimen

 

PIC7802.gif

Fig. 7. Installation of supports (γ„·-section steel)

 

PIC7880.gif

Fig. 8. Longitudinal displacements near the loading points

 

PIC78CF.gif

Fig. 9. Longitudinal compressive stresses near the loading points

Fig. 8 및 9λŠ” ν•΄μ„κ²°κ³Όμ˜ μ˜ˆλ‘œμ„œ, Fig. 5의 ν•˜μ€‘μ΄ μž‘μš©ν•˜μ˜€μ„ λ•Œ ν•˜μ€‘ κ°€λ ₯점 λΆ€κ·Όμ˜ CS 및 TC λΆ€μž¬μ—μ„œ λ°œμƒν•˜λŠ” λ³€μœ„ 및 압좕응λ ₯을 λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀. P1 및 P2에 각각 1,900kN의 ν•˜μ€‘μ΄ μž¬ν•˜λ˜μ—ˆμ„ λ•Œ μ’…λ°©ν–₯ λ³€μœ„λŠ” μ‹€μ œ μ‹€ν—˜μ—μ„œ μ’…λ°©ν–₯ LVDTλ₯Ό μ„€μΉ˜ν•œ TCL1 및 TCR1 μœ„μΉ˜(κ°€λ ₯μ μ—μ„œ 4.8m 떨어진 지점)μ—μ„œ 13.9mmκ°€ λ°œμƒν–ˆμœΌλ©°, 압좕응λ ₯은 λͺ¨λ“  μš”μ†Œμ—μ„œ 13.1MPa둜 λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€.

4. μ‹€λŒ€ν˜• PCT μ‹€ν—˜

4.1 μ‹€ν—˜ κ°œμš”

이 μ‹€ν—˜μ—μ„œλŠ” ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트 λΆ€μž¬λ₯Ό νŠΈλŸ¬μŠ€ν™”ν•˜μ—¬ λ²„νŒ€λ³΄λ₯Ό ν˜•μ„±ν–ˆμ„ λ•Œ λ²„νŒ€λ³΄μ— μ••μΆ•λ ₯이 μž‘μš©ν•˜λ©΄ 트러슀 λ²„νŒ€λ³΄μ˜ λΆ€λΆ„ λ˜λŠ” 전체적인 μ••μΆ• 및 쒌꡴ 거동(Chajes, 1974; Timoshenko λ“±, 1961)이 μ–΄λ–»κ²Œ λ°œμƒλ˜λŠ”μ§€ κ³ μ°°ν•΄ 보고자 ν•˜μ˜€λ‹€. 비둝 μ•žμ„œ μ–ΈκΈ‰ν•˜μ˜€λ“― μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„ κ²°κ³Ό 이 μ‹€ν—˜μ—μ„œ μ„€μ •λœ μ΅œλŒ€ν•˜μ€‘ ν•˜μ—μ„œλŠ” 쒌꡴이 λ°œμƒν•˜μ§€ μ•Šμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜μ—ˆμ§€λ§Œ, μ΄λŠ” 초기 결함이 없이 재료적 및 κΈ°ν•˜μ μœΌλ‘œ μ™„λ²½ν•œ 경우λ₯Ό κ°€μ •ν•œ κ²°κ³Όμ΄λ―€λ‘œ μ œμž‘ 였차 λ“±μœΌλ‘œ 말미암아 쒌꡴이 λ°œμƒν•  κ°€λŠ₯성을 λ°°μ œν•  수 없을 κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜μ—ˆλ‹€.

Fig. 5와 같이 단면이 400mmΓ—400mm이고 길이가 4m인 CS400 λΆ€μž¬ 10κ°œμ™€ 단면이 400mmΓ—400mm이고 길이가 2m인 TC400 λΆ€μž¬ 8개λ₯Ό μ œμž‘ν•˜μ—¬ 총 길이 28mκ°€ λ˜λ„λ‘ λΆ€μž¬λ“€μ„ μ‘°λ¦½ν•˜μ—¬ μ‹€ν—˜ν•˜μ˜€λ‹€.

4.2 μ‹œν—˜μ²΄ μ œμž‘

μ‹€ν—˜μ— ν•„μš”ν•œ λΆ€μž¬μΈ CS400κ³Ό TC400 λΆ€μž¬λŠ” D22 μ£Όμ² κ·Όκ³Ό D10 띠철근을 λ°°κ·Όν•˜μ—¬ Fig. 10 및 11κ³Ό 같이 μ œμž‘ν•˜μ˜€λ‹€. λ‹¨λ©΄μ˜ κ°€μš΄λ°μ—λŠ” λΆ€μž¬μ˜ μ€‘λŸ‰μ„ κ°μ†Œμ‹œν‚€κΈ° μœ„ν•œ 쀑곡을 λ§Œλ“€κΈ° μœ„ν•˜μ—¬ 지름 140mm의 PVC관을 μ‚½μž…ν•˜μ˜€κ³ , λΆ€μž¬μ˜ λ‹¨λΆ€μ—λŠ” λΆ€μž¬ κ°„μ˜ 볼트 연결을 μœ„ν•˜μ—¬ λ‘κ»˜ 20mm의 κ°•νŒμ„ λΆ€μ°©ν•˜μ˜€λ‹€. λΆ€μž¬μ˜ μ œμž‘ μ‹œ 단뢀 κ°•νŒμ΄ λΆ€μž¬μΆ•μ— 직각을 이루고 λ˜ν•œ 볼트 ꡬ멍 μœ„μΉ˜κ°€ μ •ν™•νžˆ μΌμΉ˜λ˜μ–΄μ•Ό ν•˜μ€‘ 전달 및 쑰립에 λ¬Έμ œκ°€ λ°œμƒν•˜μ§€ μ•ŠμœΌλ―€λ‘œ μ΄λŸ¬ν•œ 점에 μ£Όμ˜ν•˜μ˜€λ‹€. κ·Έ κ²°κ³Ό λΆ€μž¬ 쑰립 및 μž¬ν•˜ μ‹œν—˜ μ‹œ 큰 λ¬Έμ œλŠ” μ—†μ—ˆμœΌλ‚˜, λ’€μ—μ„œ μƒμ„Ένžˆ λΆ„μ„ν•˜λ“― κ°•νŒμ˜ μ œμž‘ 및 μ„€μΉ˜ μ‹œ λ°œμƒν•˜λŠ” λ―Έμ†Œν•œ 였차둜 인해 κ°•νŒλΌλ¦¬ μ™„λ²½ν•˜κ²Œ λ§žλ‹Ώμ§€ μ•ŠλŠ” 뢀뢄이 일뢀 μ‘΄μž¬ν•˜μ—¬ μ‹€ν—˜κ²°κ³Όμ— 영ν–₯을 μ£ΌλŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€.  

4.3 μ‹€ν—˜ 방법

4.3.1 μ‹œν—˜μ²΄ 쑰립

CS400κ³Ό TC400 λΆ€μž¬λ“€μ„ μ‘°λ¦½ν•˜μ—¬ 길이 28m, 전체 폭 2.4m의 PCT μ‹œμŠ€ν…œμ„ κ΅¬μ„±ν•˜μ˜€μœΌλ©°, 반λ ₯λ³΄λŠ” 총 2개λ₯Ό μ œμž‘ν•˜μ—¬ μ‹œν—˜μ²΄ μ–‘μͺ½μ— λ°°μΉ˜ν•˜κ³  μž¬ν•˜ 도쀑 반λ ₯보가 λ²Œμ–΄μ§€μ§€ μ•Šλ„λ‘ 지름이 80mm인 강봉을 쒌우츑 각각 4μ„ΈνŠΈμ”© 총 8μ„ΈνŠΈλ₯Ό μ—°κ²°ν•˜μ—¬ Fig. 12와 같이 μ„€μΉ˜ν•˜μ˜€λ‹€.

4.3.2 κ°€λ ₯ 방법

PIC793D.gif

(a) Shape

PIC796D.jpg

(b) Reinforcement details

Fig. 10. Shape and reinforcement details of a CS400 component member

 

PIC7A58.JPG

PIC7AC6.gif

(a) Shape

(b) Reinforcement details

Fig. 11. Shape and reinforcement details of a TC400 component member

Fig. 13κ³Ό 같이 μ‹œμŠ€ν…œμ˜ ν•œμͺ½ 단뢀에 μ΅œλŒ€ μš©λŸ‰μ΄ 2,000kN인 싀린더와 λ‘œλ“œμ…€μ„ 2κ°œμ†Œμ— μ„€μΉ˜ν•˜μ—¬ ν•˜μ€‘μ„ κ°€λ ₯ν•˜κ³  ν•˜μ€‘κ°’μ„ μΈ‘μ •ν•˜μ˜€λ‹€. ν•˜μ€‘ κ°€λ ₯은 50kN/min의 μ†λ„λ‘œ μ–‘μͺ½μ— 각각 1,900kNκΉŒμ§€ μ¦κ°€μ‹œν‚€λ©΄μ„œ 50kN λ‹¨μœ„λ‘œ 계츑을 μ‹€μ‹œν•˜μ˜€λ‹€.

4.3.3 계 μΈ‘

횑방ν–₯ λ³€μœ„λ₯Ό μΈ‘μ •ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ 총 10개의 CS λΆ€μž¬μ˜ 쀑앙에 LVDTλ₯Ό μ„€μΉ˜ν•˜μ˜€κ³ , ν•˜μ€‘κ°€λ ₯으둜 μΈν•œ μ’…λ°©ν–₯ λ³€μœ„λ₯Ό μΈ‘μ •ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ κ°€λ ₯μ μ—μ„œ 4.8m 떨어진 지점에 LVDT 2개λ₯Ό μΆ”κ°€μ μœΌλ‘œ μ„€μΉ˜ν•˜μ˜€λ‹€.

ν•œνŽΈ 사전 해석결과에 μ˜ν•  λ•Œ μ‹œν—˜μ²΄μ˜ 응λ ₯ 및 λ³€ν˜•λ₯  λΆ„ν¬λŠ” λΆ€μž¬μΆ•μ„ 따라 큰 변동이 없을 κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜μ—ˆμœΌλ―€λ‘œ, λŒ€ν‘œμ μΈ CS λΆ€μž¬ 및 TC λΆ€μž¬λ“€μ„ μ„ μ •ν•˜μ—¬ λ³€ν˜•λ₯ μ„ μΈ‘μ •ν•˜μ˜€λ‹€. CS λΆ€μž¬μ˜ μ••μΆ•λ³€ν˜•λ₯ μ„ μΈ‘μ •ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ μ„ μ •λœ 2개의 CS λΆ€μž¬λ“€μ— 배근된 8개의 μ² κ·Ό κ°€μš΄λ° 각 λͺ¨μ„œλ¦¬μ˜ 4개 철근에 λ³€ν˜•λ₯ κ³„λ₯Ό μ„€μΉ˜ν•˜μ˜€λ‹€. 그리고 μ„ μ •λœ 2개의 TC λΆ€μž¬λ“€μ˜ 철근에도 μ’…, 횑방ν–₯ 및 경사 λ°©ν–₯으둜 λ³€ν˜•λ₯ κ³„λ₯Ό μ„€μΉ˜ν•˜μ˜€λ‹€. Fig. 14λŠ” μ‹œν—˜μ²΄μ—μ„œ LVDT 및 λ³€ν˜•λ₯ κ³„κ°€ μ„€μΉ˜λœ μœ„μΉ˜λ₯Ό 보여주고 μžˆλ‹€

PIC7B92.gif

 

PIC7C10.gif

Fig. 12. Complete view of the test specimen

 

Fig. 13. Loading cylinder and load cell

 

PIC7C9D.gif

Fig. 14. Location of LVDTs (L) and strain gages (SG)

.

5. μ‹€ν—˜κ²°κ³Ό 및 뢄석

5.1 λ³€ μœ„

5.1.1 μ’…λ°©ν–₯ λ³€μœ„

Fig. 15

PIC7D2A.gif

Fig. 15. Longitudinal displacements near the loading points

 

PIC7F4D.gif

Fig. 16. Transverse displacements in the middle of the test specimen

λŠ” Fig. 14의 L11 및 L12 μœ„μΉ˜μ—μ„œ μΈ‘μ •ν•œ 값을 ν‰κ· ν•œ μ’…λ°©ν–₯ λ³€μœ„ κ·Έλž˜ν”„μ΄λ‹€. μ—¬κΈ°μ—μ„œ 이둠값은 μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„μ„ 톡해 κ΅¬ν•œ κ°’μ΄μ§€λ§Œ μ„ ν˜•νƒ„μ„±μ΄λ‘ μ„ μ μš©ν•˜μ˜€μœΌλ―€λ‘œ PIC7F6E.gif μ‹μœΌλ‘œ κ΅¬ν•œ κ°’κ³Ό 거의 λ™μΌν•˜μ˜€λ‹€. μ—¬κΈ°μ—μ„œ, PIC7F7E.gifλŠ” μ’…λ°©ν–₯ λ³€μœ„, PIC7F7F.gifλŠ” μž¬ν•˜ν•˜μ€‘μ˜ 합계, PIC7F90.gif은 λΆ€μž¬μ˜ μΆ•λ°©ν–₯ 길이λ₯Ό μ˜λ―Έν•˜κ³ , PIC7FA0.gif 및 PIC7FC1.gif의 μ˜λ―ΈλŠ” Table 2와 κ°™λ‹€. 2개의 μž¬ν•˜ μœ„μΉ˜ 쀑 1κ°œμ†Œλ§Œμ„ κΈ°μ€€ν•˜μ˜€μ„ λ•Œ μ΅œλŒ€ μž¬ν•˜ν•˜μ€‘ 1,900kN에 λŒ€ν•œ μ΅œλŒ€ λ³€μœ„λŠ” μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„ μ‹œ 13.9mm, μˆ˜μ‹μ— μ˜ν•œ μˆ˜κ³„μ‚°μ‹œ 13.1mmκ°€ μ‚°μΆœλ˜μ—ˆλ‹€.

ν•œνŽΈ μ΅œλŒ€ μž¬ν•˜ν•˜μ€‘μ—μ„œμ˜ μ‹€ν—˜κ°’μ€ 24mm둜 이둠값보닀 μ•½ 73% 크게 μΈ‘μ •λ˜μ—ˆμœΌλ©°, 이것은 주둜 λΆ€μž¬ μ—°κ²°λΆ€ κ°•νŒμ˜ μ œμž‘ λ˜λŠ” μ„€μΉ˜ μ‹œμ˜ 였차둜 μΈν•˜μ—¬ λΆ€μž¬ μ—°κ²°λΆ€ 사이에 μ‘΄μž¬ν•˜λŠ” λ―Έμ†Œν•œ 간극이 κ°€λ ₯ κ³Όμ •μ—μ„œ μ€„μ–΄λ“€λ©΄μ„œ μ‹€μ œ μ‹œν—˜μ²΄μ˜ λ³€μœ„μ— μΆ”κ°€λ˜λŠ” κ³Όμ •μ—μ„œ λ°œμƒν•œ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€.

5.1.2 횑방ν–₯ λ³€μœ„

Fig. 16은 λΆ€μž¬ 쀑간 L5 및 L6 μ§€μ μ˜ 횑방ν–₯ λ³€μœ„ κ·Έλž˜ν”„λ‘œμ„œ L6은 0.5mm, L5λŠ” 9mm의 μ΅œλŒ€ λ³€μœ„λ₯Ό λ‚˜νƒ€λ‚΄μ—ˆλ‹€. μ΄λŠ” μ—­μ‹œ μ œμž‘ 였차둜 μΈν•œ μ—°κ²°λΆ€ μ‚¬μ΄μ˜ κ°„κ·Ήμ˜ μœ„μΉ˜λ³„ 차이둜 인해 κ°€λ ₯ κ³Όμ •μ—μ„œ λΆ€μž¬ λ³€ν˜• μ‹œ λŒ€μΉ­μ„±μ΄ μœ μ§€λ˜μ§€ λͺ»ν•˜λ©΄μ„œ λ°œμƒν•œ 결과둜 μƒκ°λœλ‹€.

PIC804E.gif

Fig. 17. Transverse displacements at both ends

 

PIC80CC.gif

Fig. 18. Transverse displacements at quarter points

Fig. 17은 L1, L2, L9 및 L10의 횑방ν–₯ λ³€μœ„ κ·Έλž˜ν”„λ‘œμ„œ, κ°€λ ₯λΆ€λ‘œλΆ€ν„° 2m 지점인 L1κ³Ό L2λŠ” –5mm의 μ΅œλŒ€ λ³€μœ„λ₯Ό λ³΄μ˜€κ³ , μ§€μ λΆ€λ‘œλΆ€ν„° 2m 지점인 L9와 L10은 1mm의 μ΅œλŒ€ λ³€μœ„λ₯Ό λ³΄μ˜€λ‹€. μ—¬κΈ°μ—μ„œ β€“λΆ€ν˜ΈλŠ” LVDT의 μ„€μΉ˜ μœ„μΉ˜μƒ CSL λΆ€μž¬μ™€ CSR λΆ€μž¬ μ‚¬μ΄μ˜ 간격이 μ’μ•„μ§€λŠ” 것을 μ˜λ―Έν•˜κ³ , +λΆ€ν˜ΈλŠ” λ°˜λŒ€λ‘œ 간격이 λ²Œμ–΄μ§€λŠ” 것을 μ˜λ―Έν•œλ‹€. Fig. 18은 L3, L4, L7 및 L8의 횑방ν–₯ λ³€μœ„ κ·Έλž˜ν”„λ‘œμ„œ L7κ³Ό L8이 μ„œλ‘œ λŒ€μΉ­μ΄ μ•„λ‹Œ λ°©ν–₯으둜 κ±°λ™ν•˜λŠ” 것이 νŠΉμ΄ν•˜λ©° μ΄λŠ” μ—­μ‹œ 주둜 μ—°κ²°λΆ€ μ œμž‘ μ˜€μ°¨μ— κΈ°μΈν•œ κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€.

PIC814A.gif

Fig. 19. Transverse displacements of CSL component members

 

PIC81B8.gif

Fig. 20. Transverse displacements of CSR component members

Fig. 19와 20은 각각의 μœ„μΉ˜μ—μ„œ κ³„μΈ‘λœ CSLκ³Ό CSR λΆ€μž¬λ“€μ˜ 횑방ν–₯ λ³€μœ„λ₯Ό ν•˜μ€‘λ‹¨κ³„λ³„λ‘œ μ •λ¦¬ν•œ κ·Έλž˜ν”„μ΄λ‹€. μ‹œν—˜μ²΄κ°€ κΈ°ν•˜μ μœΌλ‘œ μ™„λ²½ν•˜κ³  재료의 물성도 μ „μ²΄μ μœΌλ‘œ κ· λ“±ν•˜λ‹€κ³  κ°€μ •ν•  λ•Œ μ΄λ‘ μ μœΌλ‘œλŠ” ν¬μ•„μ†‘λΉ„μ˜ νš¨κ³Όμ— μ˜ν•΄ β€“λΆ€ν˜Έλ₯Ό 가진 맀우 λ―Έμ†Œν•œ 크기의 νš‘λ³€μœ„κ°€ λ°œμƒν•˜κ³ , 계츑 μœ„μΉ˜λ³„ νš‘λ³€μœ„μ˜ μ°¨μ΄λŠ” λ°œμƒν•˜μ§€ μ•ŠλŠ”λ‹€. μ΄λŠ” λΆ€μž¬κ°€ μΆ•λ°©ν–₯으둜 μΌμ •ν•œ 크기의 압좕을 받을 λ•Œ λΆ€μž¬ 횑방ν–₯μœΌλ‘œλŠ” μΌμ •ν•œ 크기의 인μž₯λ³€ν˜•λ₯  및 이에 λŒ€μ‘λ˜λŠ” λ³€μœ„κ°€ λ°œμƒν•˜κΈ° λ•Œλ¬Έμ΄λ‹€. κ·ΈλŸ¬λ‚˜, μ΄μƒμ˜ κ·Έλ¦Όμ—μ„œ 보듯이 μ‹€μ œλ‘œλŠ” 콘크리트 κ°•λ„μ˜ λΆˆκ· μΌμ„±, λΆ€μž¬ λ‹¨λ©΄μ΄λ‚˜ κ°•νŒ λ“±μ˜ μ œμž‘ 였차둜 μΈν•˜μ—¬ λ‹€μ†Œ λΆˆκ·œμΉ™ν•œ κ²½ν–₯의 νš‘λ³€μœ„κ°€ μˆ˜λ°˜λ˜μ—ˆλ‹€. μ‹€μ œ λ°œμƒν•œ νš‘λ³€μœ„λŠ” λ―Έμ†Œν•œ μˆ˜μ€€μ΄λ―€λ‘œ 였일러 μ’Œκ΅΄μ΄λ‘ μ— μ˜ν•œ 쒌꡴ 거동이라기 λ³΄λ‹€λŠ”, μž¬ν•˜ μ‹œ μ‹œν—˜μ²΄μ˜ λ³€ν˜• κ³Όμ •μ—μ„œ λΆ€μž¬λ“€μ΄ μΆ•λ°©ν–₯으둜 일직선을 이루지 λͺ»ν•˜λŠ” κΈ°ν•˜μ  λΆˆμ™„μ „μ„± 등에 κΈ°μΈν•œ 휨 거동 λ•Œλ¬ΈμœΌλ‘œ λ³΄λŠ” 것이 νƒ€λ‹Ήν•˜λ‹€ νŒλ‹¨λœλ‹€(Chajes, 1974; Timoshenko λ“±, 1961).

μ΄λŸ¬ν•œ λ―Έμ†Œν•œ νš‘λ³€μœ„λŠ” PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ ν˜„μž₯ 적용 μ‹œ μ‹€μš©μ μœΌλ‘œ λ¬Έμ œκ°€ μ—†λŠ” μˆ˜μ€€μœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€. 이처럼 νš‘λ³€μœ„κ°€ μ΅œμ†Œν™” 될 수 μžˆμ—ˆλ˜ 것은 μ‹€ν—˜ λŒ€μƒ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ TC λΆ€μž¬λ“€μ΄ CSL 및 CSR λΆ€μž¬λ“€μ˜ 연결보 역할을 효과적으둜 μˆ˜ν–‰ν•˜κ³  있기 λ•Œλ¬ΈμœΌλ‘œ μ‚¬λ£Œλœλ‹€. 결과적으둜 Fig. 5와 같은 PCT λΆ€μž¬λ“€μ˜ 결합은 Fig. 2(b)의 PCT μ‹œμŠ€ν…œμ—μ„œ 토압에 μ˜ν•œ 큰 μ••μΆ•λ ₯을 지지해야 ν•˜λŠ” 트러슀 λ²„νŒ€λ³΄μ˜ 역할을 효과적으둜 μˆ˜ν–‰ν•  수 μžˆλŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ νŒŒμ•…λœλ‹€.

5.2 λ³€ν˜•λ₯ 

5.2.1 μ’…λ°©ν–₯ λ³€ν˜•λ₯ 

PIC8255.gif

Fig. 21. Longitudinal strains of CS component members

 

PIC82D3.gif

Fig. 22. Longitudinal strains of TC component members

Fig. 21은 CS λΆ€μž¬μ˜ μ’…λ°©ν–₯ λ³€ν˜•λ₯  κ·Έλž˜ν”„μ΄λ‹€. SG2의 일뢀 ꡬ간을 μ œμ™Έν•œ λ‚˜λ¨Έμ§€ 값듀은 λͺ¨λ‘ μ••μΆ•λ³€ν˜•λ₯ μ„ λ³΄μ˜€μœΌλ‚˜ λ™μΌν•œ 값을 λ‚˜νƒ€λ‚΄μ§€λŠ” μ•Šμ•˜λ‹€. SG1 및 SG2λ₯Ό μ œμ™Έν•˜λ©΄ μ‹€ν—˜κ°’μ€ μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„μœΌλ‘œ κ΅¬ν•œ 이둠값에 λΉ„ν•΄ λŒ€μ²΄μ μœΌλ‘œ 더 큰 값을 λ‚˜νƒ€λ‚΄μ—ˆλ‹€. Fig. 22λŠ” TC λΆ€μž¬μ˜ μ’…λ°©ν–₯ λ³€ν˜•λ₯  κ·Έλž˜ν”„μ΄λ‹€. TCL λΆ€μž¬μ—μ„œλŠ” SG16이 SG15에 λΉ„ν•΄ 큰 값을 λ³΄μ˜€κ³ , TCR λΆ€μž¬μ—μ„œλŠ” SG24κ°€ SG23에 λΉ„ν•΄ 큰 값을 λ³΄μ˜€λ‹€. 즉, μƒλŒ€μ μœΌλ‘œ λ°”κΉ₯μͺ½μ— μ„€μΉ˜λœ SG값이 μ•ˆμͺ½μ— μ„€μΉ˜λœ SG값보닀 크게 μΈ‘μ •λ˜μ—ˆλ‹€. TC λΆ€μž¬μ˜ κ²½μš°μ—λŠ” 이둠값이 μ‹€ν—˜κ°’μ˜ 평균에 μœ„μΉ˜ν•˜μ˜€λ‹€.

μ΄μƒμ˜ κ²°κ³Όμ—μ„œ νŒλ‹¨ν•΄ λ³Ό λ•Œ λͺ¨λ“  λΆ€μž¬λ“€μ΄ 이둠과 같이 μΆ•λ°©ν–₯으둜 κ³ λ₯΄κ²Œ μ••μΆ•λ˜μ—ˆλ‹€κΈ° λ³΄λ‹€λŠ” μœ„μΉ˜λ³„λ‘œ λ‹€μ†Œμ˜ 차이가 μžˆμ—ˆκ³  주된 압좕거동에 λΆ€κ°€ν•˜μ—¬ λ―Έμ†Œν•œ 휨 거동도 λ°œμƒν•œ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒŒμ•…λœλ‹€. 휨 κ±°λ™μ˜ 경우 5.1.2절의 횑방ν–₯ λ³€μœ„ μΈ‘μ •κ²°κ³Ό λΆ„μ„μ—μ„œλ„ μœ μΆ”λ˜μ—ˆλ˜ 사항이닀. μ΄λŠ” λΆ€μž¬ 및 μ—°κ²°λΆ€ μ œμž‘ μ‹œ μˆ˜λ°˜λ˜λŠ” λΆˆμ™„μ „μ„±μ„ κ³ λ €ν•˜λ©΄ μ˜ˆμƒλ  수 μžˆλŠ” κ²°κ³Όμ΄μ§€λ§Œ, μ‹€ν—˜μ—μ„œ μΈ‘μ •λœ μ’…λ°©ν–₯ λ³€ν˜•λ₯ λ“€μ˜ 평균값은 λŒ€λž΅μ μœΌλ‘œ 이둠값과 μœ μ‚¬ν•œ κ²½ν–₯을 보인닀고 μƒκ°λœλ‹€.

5.2.2 횑방ν–₯ λ³€ν˜•λ₯ 

PIC8341.gif

Fig. 23. Transverse strains of TC component members

Fig. 23은 TC λΆ€μž¬μ˜ 횑방ν–₯ λ³€ν˜•λ₯ μ„ λ‚˜νƒ€λ‚Έ κ·Έλž˜ν”„μ΄λ‹€. SG17 및 SG19λ₯Ό μ œμ™Έν•œ λ‚˜λ¨Έμ§€ λ³€ν˜•λ₯ κ³„μ—μ„œ 0에 κ°€κΉŒμš΄ 값이 λ‚˜νƒ€λ‚¬μœΌλ©°, SG17 및 SG19의 값도 μ’…λ°©ν–₯ λ³€ν˜•λ₯ μ— λΉ„ν•˜λ©΄ λ―Έμ†Œν•œ μˆ˜μ€€μ΄μ—ˆλ‹€. μ΄λŠ” λ³Έ μ‹€ν—˜μ˜ 주된 거동이 PCT μ‹œμŠ€ν…œ μ‹œν—˜μ²΄μ˜ μΆ•λ°©ν–₯으둜 λ°œμƒν•˜λŠ” κ΄€κ³„λ‘œ λ‹Ήμ—°ν•œ 결과이닀.

5.3 파괴 거동

μ‹œν—˜μ²΄μ˜ νŒŒκ΄΄λŠ” Fig. 24와 같이 TC λΆ€μž¬μ—μ„œ κΈ΄μž₯재의 κΈ΄μž₯을 μœ„ν•œ 곡간 확보λ₯Ό μœ„ν•΄ 단면 ν˜•μƒμ΄ μž‘μ•„μ§€λŠ” λΆ€λΆ„μ—μ„œ 일어났닀. λ³Έ μ‹€ν—˜μ˜ PCT μ‹œμŠ€ν…œ λΆ€μž¬λ“€μ€ 주둜 μ••μΆ• κ±°λ™ν•˜μ— μžˆμœΌλ―€λ‘œ κΈ΄μž₯재λ₯Ό μ‚½μž…ν•˜μ—¬ ν”„λ¦¬μŠ€νŠΈλ ˆμŠ€λ₯Ό κ°€ν•˜μ§€λŠ” μ•Šμ•˜μ§€λ§Œ, PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ ν˜„μž₯ 적용 μ‹œμ—λŠ” 상황에 따라 μ΄λŸ¬ν•œ μž‘μ—…μ΄ ν•„μš”ν•  μˆ˜λ„ μžˆμœΌλ―€λ‘œ 이λ₯Ό μ—Όλ‘ν•œ 일반적인 TC λΆ€μž¬μ˜ ν˜•μƒμœΌλ‘œ μ œμž‘ν•œ 결과이닀. TC λΆ€μž¬λŠ” κΈ΄μž₯재의 κΈ΄μž₯을 μœ„ν•΄ κ°•νŒμœΌλ‘œ λ³΄κ°•ν•˜μ˜€μ§€λ§Œ 콘크리트 단면적이 κ°μ†Œλ˜κ³  μ½˜ν¬λ¦¬νŠΈμ™€ κ°•νŒμ˜ 뢀착이 μ™„λ²½ν•˜κ²Œ 이루어지지 μ•Šμ•„ 콘크리트 단면에 λ°œμƒν•˜λŠ” 압좕응λ ₯이 κ³Όλ„ν•˜κ²Œ λ˜μ–΄ νŒŒκ΄΄κ°€ λ°œμƒν•œ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€. Fig. 24λ₯Ό 보면 TC λΆ€μž¬μ˜ 파괴 μ‹œ 콘크리트 상뢀에 λΆ€μ°©ν•œ κ°•νŒ 및 λ‚΄λΆ€μ˜ 철근듀에 쒌꡴이 λ°œμƒν•˜λ©΄μ„œ 피볡 μ½˜ν¬λ¦¬νŠΈκ°€ λ–¨μ–΄μ Έ λ‚˜κ°€λŠ” ν˜„μƒμ΄ λ™λ°˜λ˜μ—ˆμŒμ„ μ•Œ 수 μžˆλ‹€. Table 1κ³Ό 같이 Fig. 11의 D-D' λ‹¨λ©΄μ—μ„œ κ³„μ‚°λœ 섀계 μΆ•ν•˜μ€‘μ€ 1,748kN으둜, μ‹€ν—˜ μ‹œμ—λŠ” 이보닀 8.7%κ°€ 큰 μ΅œλŒ€ μž¬ν•˜ν•˜μ€‘μΈ 1,900kN에 λ„λ‹¬ν–ˆμ„ λ•Œ D-D' 단면 λΆ€κ·Όμ—μ„œ κ΅­λΆ€νŒŒκ΄΄κ°€ λ°œμƒν•˜μ˜€λ‹€. λ¬Όλ‘  식 (1)μ—μ„œ 섀계 μΆ•ν•˜μ€‘ μ‚°μ • μ‹œ κ³ λ €ν•œ 각쒅 κ°μ†Œκ³„μˆ˜λ₯Ό μ œμ™Έν•˜λ©΄ D-D' λ‹¨λ©΄μ˜ 섀계 μΆ•ν•˜μ€‘λ„ 1,900kN을 μ΄ˆκ³Όν•˜λ―€λ‘œ 이 λ‹¨λ©΄μ—μ„œ νŒŒκ΄΄κ°€ λ°œμƒν•˜μ§€λŠ” μ•Šμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ μ˜ˆμƒλ˜μ§€λ§Œ μƒκΈ°μ˜ 이유둜 νŒŒκ΄΄κ°€ λ°œμƒν•˜μ˜€λ‹€κ³  μƒκ°λœλ‹€.

λ˜ν•œ Fig. 25와 같이 λΆ€μž¬ 단뢀, 즉 μž¬ν•˜λΆ€μ—μ„œ λ‹€μ†Œ λ§Žμ€ 균열이 λ°œμƒν•˜μ˜€λŠ”λ°, 주둜 볼트λ₯Ό 쑰립할 수 μžˆλ„λ‘ 단뢀에 μ„€μΉ˜ν•œ μ•΅κΈ€λ“€μ˜ λͺ¨μ„œλ¦¬ λΆ€κ·Όμ—μ„œ 응λ ₯이 μ§‘μ€‘λ˜μ–΄ 균열이 처음 λ°œμƒν•œ ν›„ 균열이 μ§„μ „λ˜μ—ˆλ‹€. κ·ΈλŸ¬λ‚˜, μ‹€μ œ ν˜„μž₯μ—μ„œ Fig. 2(b)와 같이 트러슀 λ²„νŒ€λ³΄λ₯Ό ꡬ성할 경우 λ‹¨λΆ€μ—μ„œμ˜ ν•˜μ€‘ 집쀑 ν˜„μƒμ΄ μ–΄λŠμ •λ„ ν•΄μ†Œλ˜λ―€λ‘œ 단뢀 κ· μ—΄ λ¬Έμ œλŠ” 완화될 κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€.

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Fig. 24. Failure mode of the TC component member

 

PIC8372.JPG

Fig. 25. Cracking behavior near the loading point

이처럼 μ „μ²΄μ μœΌλ‘œ PCT μ‹œν—˜μ²΄μ˜ 일반 λΆ€μœ„λŠ” μΆ©λΆ„ν•œ λ‚΄λ ₯을 λ³΄μœ ν•˜κ³  μžˆμ—ˆμœΌλ‚˜, TC λΆ€μž¬μ˜ 단면이 μΆ•μ†Œλ˜λŠ” 뢀뢄에 λ‹€μ†Œμ˜ 취약성이 μžˆλŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬μœΌλ―€λ‘œ μΆ”ν›„ 섀계 μ‹œ 이 뢀뢄을 μΆ”κ°€μ μœΌλ‘œ λ³΄κ°•ν•˜λŠ” μ‘°μΉ˜κ°€ ν•„μš”ν•  κ²ƒμœΌλ‘œ μ‚¬λ£Œλœλ‹€. 예λ₯Ό λ“€μ–΄ Fig. 24μ—μ„œ 쒌꡴이 λ°œμƒν•œ κ°•νŒκ³Ό 콘크리트 κ°„μ˜ 뢀착을 κ°•ν™”ν•  수 μžˆλŠ” 쑰치 등이 도움이 될 κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ 점만 λ³΄μ™„λœλ‹€λ©΄ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ€ 큰 토압을 μ§€μ§€ν•˜λŠ” κ°€μ„€κ΅¬μ‘°λ¬Όλ‘œμ„œ λ”μš± 큰 λ‚΄λ ₯을 λ°œνœ˜ν•  수 μžˆμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€.

이 μ‹€ν—˜μ˜ μ΅œλŒ€ μž¬ν•˜ν•˜μ€‘μΈ 1,900kN은 ν† μ••μ˜ 영ν–₯을 ν™˜μ‚°ν•œ κ²ƒμœΌλ‘œ λ³Ό μˆ˜λ„ 있으며, λ§Œμ•½ λ³Έ μ‹œν—˜μ²΄μ™€ 같은 ν˜•νƒœμ˜ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ΄ ν•΄λ‹Ή 토압에 λŒ€ν•΄ μΆ©λΆ„ν•œ μ•ˆμ „λ„λ₯Ό λ³΄μœ ν•˜κ³  μžˆμ§€ λͺ»ν•˜λ‹€κ³  νŒλ‹¨λœλ‹€λ©΄, PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ μž₯점 쀑 ν•˜λ‚˜μΈ λ‹€μ–‘ν•œ λΆ€μž¬ ꡬ성 λŠ₯λ ₯을 ν™œμš©ν•˜μ—¬ λΆ€μž¬ ꡬ성을 κ°œμ„ ν•˜λŠ” 것도 λ°”λžŒμ§ν•˜λ‹€. 예λ₯Ό λ“€μ–΄ Fig. 4(c)와 같이 트러슀 λ²„νŒ€λ³΄μ˜ ν˜•νƒœλ₯Ό λ°”κΎΌλ‹€λ©΄ μ‚°μˆ μ μœΌλ‘œ λ³Έ μ‹œν—˜μ²΄μ—μ„œ 2μ—΄μ˜ CS λΆ€μž¬λ“€μ΄ λ°›λ˜ μ••μΆ•λ ₯을 3μ—΄μ˜ CS λΆ€μž¬λ“€μ— λΆ„μ‚°μ‹œν‚¬ 수 μžˆμœΌλ―€λ‘œ 각 μ—΄μ˜ CS λΆ€μž¬λ“€μ— μž‘μš©ν•˜λŠ” ν•˜μ€‘μ΄ 1,900kNμ—μ„œ 1,267kN으둜 κ°μ†Œλ  수 μžˆλ‹€.   

6. κ²°  λ‘ 

기쑴의 κ°•μž¬λ₯Ό μ΄μš©ν•œ 흙막이 κ°€μ‹œμ„€μ„ κ°œλŸ‰ν•  λͺ©μ μœΌλ‘œ PCT(Precast Concrete Truss) μ‹œμŠ€ν…œμ„ μ œμ•ˆν•˜μ˜€μœΌλ©°, κ·Έ μ„±λŠ₯ 및 λ‚΄ν•˜λ ₯을 κ²€μ¦ν•˜κ³  κ°œμ„ μ μ„ λ„μΆœν•˜κΈ° μœ„ν•΄ μ‹€μ œ 규λͺ¨μ˜ μ‹œν—˜μ²΄λ₯Ό μ œμž‘ν•˜μ—¬ κ°€λ ₯μ‹€ν—˜μ„ μ‹€μ‹œν•˜μ˜€λ‹€. 연ꡬ κ²°κ³Όλ₯Ό μš”μ•½ν•˜λ©΄ λ‹€μŒκ³Ό κ°™λ‹€.

(1) μ£Όμš” ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 트러슀 λΆ€μž¬μ™€ μ—°κ²°λΆ€μ˜ ν˜•νƒœλ₯Ό ν‘œμ€€ν™”ν•¨μœΌλ‘œμ¨ λ‹€μ–‘ν•œ ν˜•νƒœμ˜ 트러슀 가섀ꡬ쑰물을 ꡬ성함과 λ™μ‹œμ— ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트의 μž₯점인 급속 μ‹œκ³΅ 및 μž¬ν™œμš©μ„±μ„ κ·ΉλŒ€ν™”ν•  수 μžˆμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€.

(2) PCT μ‹œμŠ€ν…œ 쀑 큰 μ••μΆ•λ ₯을 지지해야 ν•˜λŠ” λ²„νŒ€λ³΄ 뢀뢄을 λͺ¨μ‚¬ν•œ λ³Έ μ‹œν—˜μ²΄μ—μ„œ λ³€μœ„ 및 λ³€ν˜•λ₯  λ“±μ˜ μ‹€ν—˜κ²°κ³Όλ₯Ό 뢄석해 보면 λΆ€μž¬ μΆ•λ°©ν–₯ 거동이 μ£Όλ₯Ό μ΄λ£¨μ§€λ§Œ λ―Έμ†Œν•œ 휨 거동도 λ°œμƒν•˜μ˜€λ‹€. κ·ΈλŸ¬λ‚˜, 트러슀 μ£ΌλΆ€μž¬λ“€ 간을 μ—°κ²°ν•˜λŠ” 연결보에 μ˜ν•΄ μ΄λŸ¬ν•œ λΆ€μˆ˜μ μΈ 거동은 μ΅œμ†Œν™” 될 수 μžˆμ—ˆλ‹€. λ˜ν•œ 이처럼 νš‘μ§€μ§€ 역할을 ν•˜λŠ” 연결보듀이 λ²„νŒ€λ³΄ 섀계 μ‹œ κ°€μž₯ μ€‘μš”ν•œ 쒌꡴ 방지 κΈ°λŠ₯을 효과적으둜 μˆ˜ν–‰ν•˜κ³  μžˆμŒμ„ μ‹€ν—˜ 및 ν•΄μ„μœΌλ‘œ 확인할 수 μžˆμ—ˆλ‹€. λ”°λΌμ„œ λ„μΆœλœ λ²„νŒ€λ³΄ μ‹œμŠ€ν…œμ€ ν˜„μž₯에 μ μš©λ˜μ–΄ μ†Œμ •μ˜ 토압을 효과적으둜 지지할 수 μžˆμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€.

(3) PCT μ‹œν—˜μ²΄μ˜ μ‹€ν—˜ μ‹œ μΈ‘μ •ν•œ μΆ•λ°©ν–₯ λ³€μœ„κ°€ μœ ν•œμš”μ†Œν•΄μ„ λ˜λŠ” μˆ˜κ³„μ‚°μ— μ˜ν•œ 이둠값보닀 λ‹€μ†Œ 크게 λ‚˜νƒ€λ‚˜κ³  있으며, μ΄λŠ” λΆ€μž¬ κ°„μ˜ 연결뢀에 μ„€μΉ˜λœ κ°•νŒ λ©΄ μ‚¬μ΄μ˜ κ°„κ·Ή 등에 κΈ°μΈν•œ κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ λΆ€μž¬ μ œμž‘ μ‹œμ˜ 였차λ₯Ό μ€„μž„μœΌλ‘œμ¨ PCT μ‹œμŠ€ν…œ 섀계 μ‹œ 해석을 ν†΅ν•œ 거동 예츑의 신뒰도가 ν–₯상될 수 μžˆμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€.

(4) μ‹€ν—˜λœ PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ 일반적인 λΆ€μœ„λŠ” κ·Ήν•œν•˜μ€‘ 도달 μ‹œκΉŒμ§€ 건전성을 μœ μ§€ν•˜μ˜€μœΌλ©°, PCT μ‹œμŠ€ν…œμ˜ νŒŒκ΄΄λŠ” 주둜 좔가적인 κΈ΄μž₯재의 κΈ΄μž₯을 μœ„ν•œ 곡간 λ“± 단면이 μΆ•μ†Œλ˜λŠ” λΆ€λΆ„μ—μ„œ λ°œμƒν•˜μ˜€λ‹€. λ”°λΌμ„œ PCT μ‹œμŠ€ν…œ 자체의 λ‚΄ν•˜λ ₯을 λ”μš± ν–₯μƒμ‹œν‚€κΈ° μœ„ν•΄μ„œλŠ” λΆˆκ°€ν”Όν•œ 단면 μΆ•μ†Œ 뢀뢄을 적절히 λ³΄κ°•ν•˜λŠ” 것이 λ°”λžŒμ§ν•  κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€.

(5) 이 μ—°κ΅¬μ—μ„œ 개발된 PCT μ‹œμŠ€ν…œμ€ 주둜 흙막이 가섀ꡬ쑰물을 μ—Όλ‘ν•œ κ²ƒμ΄μ§€λ§Œ ν”„λ¦¬μΊμŠ€νŠΈ 콘크리트 νŠΈλŸ¬μŠ€λŠ” 이 외에도 κ΅λŸ‰ λ“± κ·Έ 적용 λ²”μœ„κ°€ λ‹€μ–‘ν•  κ²ƒμœΌλ‘œ κΈ°λŒ€λœλ‹€. 특히 κΈ°μ‘΄ κ°•μž¬ ꡬ쑰물을 λŒ€μ²΄ν•  경우 κ²½μ œμ„± λ“±μ—μ„œ μœ λ¦¬ν•  κ²ƒμœΌλ‘œ μƒκ°λœλ‹€. 

Acknowledgements

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