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질문답변

PECK 체크시 변위량 증가 2021-09-29

===================== 원글 내용 ====================

S U N E X Ver W7.53 


Serial No. : 2007-600   User : (주)동인지테크


현재 PECK2로 적용하여 단면 해석중에


앵커로 검토시 PECK 단계에서 변위량이 크게 증가하여 값이 튑니다.


같은 조건으로 버팀을 적용하였을때는 변위량이 튀는값이 없고요.


확인 부탁드립니다. 

=> 답변

PECK 토압에서 앵커구조의 변위가 커지는 이유 입니다.

1. Rankine 토압에 비하여 PECK 토압이 크기 때문입니다.

점착력이 있는 지반에서 Rankine 주동토압은 감소하고 수동토압은 증가 합니다. 본 데이터의 경우도 점착력이 있어서 Rankine 주동토압은 감소하지만 PECK 토압에서는 점착력이 있다고 토압이 감소하지 않습니다. 본 데이터에서는 감소율을 적용하여 감소시키고 있지만 그래도 Rankine 토압에 비하면 Peck 토압이 많이 큽니다.

KDS 21 30 00 가설흙막이 설계기준 1.7.2 (3) 에서도 이점을 유의하라고 하고 있습니다.

④ 암반층 등 대심도 굴착 시 토사지반에서의 경험토압을 적용하면 실제보다 과다한 토압이 산정될 수 있으므로 토압산정 시 신중하게 한다.


그렇다면 왜 버팀보 구조에 비하여 앵커구조의 변위가 커 지는가 ?


2. 앵커구조의 변위가 커지는 이유

버팀보에 비하여 앵커는 강성이 작습니다. 상대적으로 가냘프기 때문에 토압을 받으면 변위가 커 집니다.


Peck 토압의 합계를 내어보면 301.3 kN 이 나옵니다. (point plus all로 계산하면 각 절점변 토압이 나옴)

이 토압을 버팀구조 즉 버팀대나 앵커가 받아야 합니다. 이 토압의 일 부분은 근입부의 지반이 받습니다.

계산예를 보여 주려고 하므로 계산의 편의상 버팀구조가 다 받는 것으로 보겠습니다.


버팀대에 P 하중이 작용하면 버팀구조에 d 만한 변위가 생기며 유명한 훅크의 법칙에 의하면

   P = k d  => d = P / k 

k는 스프링 상수로써 A E x cos(Ang) / L 입니다. 이것을 sunex 에서는 계산을 해 두는데 


앵커의 경우 k = 3475.2 kN/m 즉 앵커를 1m 늘이려면 3475 kN 이 필요하다는 뜻입니다.

버팀대의 경우 k = 78619 kN/m 즉 버팀대를 1 m 줄어들게 하려면 78619 kN 의 힘이 필요하다는 뜻입니다. ( = 1 mm 에 78.6 kN)


1) 버팀대의 변위 계산예

   d = P / K 에서 d = 301.3 / 78619 = 3.8 mm 

   비교 sunex 계산결과 d = 2.717 mm, 토압의 일부는 근입부의 토사가 받으므로 실제 변위는 계산예보다 조금 작음.


2) 앵커의 변위 계산예

   앵커의 경우 초기 인장력이 상당히 커므로 이를 고려해야 합니다. 작용하는 토압에서 빼야 합니다.

   P' = P - P0

   P0 = 250 kN/앵커 / 2m * cos(40)  앵커 설치 간격으로 나누고 설치각도를 곱한다

      = 95.75 / m

   d = (301.3 - 95.75) / 3475.2 = 59.1 mm

   비교 sunex 계산결과 d = 29.87 mm, 토압의 일부는 근입부의 토사가 받으므로 실제 변위는 계산예보다 작음.   



== 참고 sunex 출력

>> 앵커 데이터 (ANCHOR DATA) <<

                                                 *1     *2

 앵커    심도      면적      각도    길이   간격    Pini   Dini   스프링     손실

  No      GL       (m2)     (deg)    (m)    (m)   (kN/m)   (mm)   (kN/m)      %


   1     2.50   0.0003948   40.0     7.0    2.0    250.0    0.0

              ( 0.0001158                           95.8           3475.2    0.0 )


>> 스트럿 데이터 (STRUT DATA) <<

                                         *1     *2  

스트럿   심도      면적     길이    간격    Pini   Dini    각도  스프링   손실

  No      GL       (m2)     (m)     (m)   (kN/m)   (mm)   (Deg)  (kN/m)     % 


   1     2.50   0.011980    8.0     4.0      0.0    0.0     0.0

              ( 0.002995                     0.0                  78619   0.0 )





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