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FAQ

Rankine Colomb Peck 토압적용에 대한 보충설명 2017-08-23

굴착단계와 최종굴착단면 및 해체 단계에서 어떤 토압을 적용하는지는 설계기준에 가이드라인이 있으며 설계기준별로 약간의 차이가 있다. 철도설계편람에서는 다음과 같이 정하고 있다.

철도설계편람 2011
5.4.3 가설 흙막이공의 해석
(1) 개요
① 흙막이벽과 지지구조의 해석은 벽의 종류, 지지구조, 지반조건 및 근접시공여부 등을 고려하여 실시한다.
② 흙막이벽과 지지구조 해석방법으로는 벽을 보로 취급하는 관용적인 방법과 흙-구조물 상호작용을 고려하여 벽과 지반을 동시에 해석하는 방법이 있으며 설계자는 수압, 토층분포 등의 현장조건을 고려한 해석법을 적용하여야 한다.
③ 굴착진행과 지지구조 해체 단계에서는 Rankine 또는 Culomb의 삼각형  토압을 적용하여 단계별로 해석하며 해석방법은 탄소성 지반상 연속보해석법과 유한요소법 및 유한차분법 등이 있다.
④ 굴착이 끝나고 지지구조가 완료된 후의 벽체해석에는 경험적인 토압을 적용하며 단순보해석, 연속보해석 및 탄성지반상 연속보 해석법 등을 적용한다.

이것을 정리하면

1) Rankine 또는 Colomb의 삼각형 토압 => 굴착단계와 해체단계
2) Peck등의 경험토압 => 최종굴착단계
부재설계는 위 두가지 케이스에서 최대치에 대해서 설계한다.

sunex 프로그램에서 이를 만족하기 위해서는 파일을 두개 만들어서
첫번째 파일 : Colomb토압적용, 굴착단계 -> 최종굴착단계 -> 되메우기 단계까지
두번째 파일 : Colomb토압적용, 굴착단계 -> 최종굴착단계, 최종굴착단계 다음스텝에 Peck토압적용, 되메우기 없이 종료.

이 두가지 파일에서 최대값을 골라서 부재설계한다.

이 내용은 본 홈페이지 FAQ 에서 "PECK 체크후 해체과정" 에도 설명되어 있음.

주) 참고사항
계산과정중에 Rankine, Colomb 또는 Peck 명령문이 들어가면 그 전 스텝까지의 누적되었던 변위가 전부 0으로 리셋된 후에 계산되므로 계산의 연속성이 없어진다.

RANKINE  1.0   0.0   67  에서 세번째 항은 흙막이 벽체와 지반의 마찰이며 이 값이 입력되면 COLOMB 토압식으로 계산된다.

두개의 파일로 해석하는 것이 번거로와 Ver 6.24에서 STORE 명령문과 RESTORE 명령문을 추가하여 한개의 파일로 실행 가능하게 보완하였다.

**** 첫번째 파일 스텝데이터 예
STEP  1  EXCAVATION TO 1.200
      SURCHARGE 15
      RANKINE 1.0 0.0 25.0
      EXCAVATION 1.200
.
. 굴착과정 계속
.
STEP  5  CONST STRUT 4 AND EXCAVATION TO 9.140
      CONST STRUT 4
      EXCAVATION 9.1
      GROUND SETTLEMENT
      DEPTH CHECK

STEP  6  CONST SLAB 1
      CONST SLAB 1
.
.해체과정 계속
.
STEP  10  CONST SLAB 2
      CONST SLAB 2

STEP  11  REMOVE STRUT 2
      REMOVE STRUT 2
      WALLOUT
END


**** 두번째 파일 스텝데이터 예
STEP  1  EXCAVATION TO 1.200
      SURCHARGE 15
      RANKINE 1.0 0.0 25.0
      EXCAVATION 1.200
.
.굴착과정 계속
.
STEP  5  CONST STRUT 4 AND EXCAVATION TO 9.140
      CONST STRUT 4
      EXCAVATION 9.1
      GROUND SETTLEMENT
      DEPTH CHECK

STEP  6  peck
      PECK  0.65  0  0  0  0

END

*** STORE와 RESTORE 명령어를 사용하여 한개의 파일로 해석한 예

STEP  1  EXCAVATION TO 1.200
      SURCHARGE 15
      RANKINE 1.0 0.0 25.0
      EXCAVATION 1.200
.
.굴착과정 계속
.
STEP  5  CONST STRUT 4 AND EXCAVATION TO 9.140
      CONST STRUT 4
      EXCAVATION 9.1
      GROUND SETTLEMENT
      DEPTH CHECK
      STORE  <==  해석결과 임시 저장 (어떤 토압을 쓰는지와 계산된 변위)

STEP  6  peck
      PECK  0.65  0  0  0  0

STEP  6  CONST SLAB 1
       RESTORE <=== 저장된 변위와 어떤 토압을 쓰는지를 다시 가져옴
       CONST SLAB 1
.
.해체과정 계속
.
STEP  10  CONST SLAB 2
      CONST SLAB 2

STEP  11  REMOVE STRUT 2
      REMOVE STRUT 2
      WALLOUT
END

토질및기초기술사 공학박사 장찬수


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