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| 콘크리트 구조물 안전성 향상을 위한 스트럿-타이 모델 적용 방안 | |||
| 한국도로공사 | |||
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1. 일반현황 (1) 하중이나 부재의 형태가 불연속적이며 평면유지의 법칙이 적용되지 않는 응력교란영역(D영역) 설계에는 일반적인 보 이론이 적용되기 어려워, 복잡·조밀한 철근 배근으로 시공성이 저하됨 (2) 新설계기술인 스트럿-타이 모델을 도입하여 경제성, 안전성, 및 합리적인 콘크리트 구조물 설계를 유도하고, 우리 공사 기술 위상 제고 및 해외 시장 개척을 위한 기술 축척 도모 |
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| 공사 > 한국도로공사 | |||
| 교량·구조물공 | |||
| 건설일반 | |||
| 시설물분류>운송 교통시설>교량시설>도로교;공종분류>토목공종>교량공사 | |||
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2. 현황 및 문제점 2.1 현 설계기준 2.1.1 국내 기준 (1) 콘크리트 구조기준(2012) (1.1) 깊은보의 휨, 압축(6.3.4), 전단(7.8.1)에 대하여 비선형 변형률 분포를 고려하거나 스트럿-타이 모델에 따라 설계하여야 한다. (1.2) 브래킷, 내민받침(av/d≤2)에 대한 전단설계(7.9.1)에는 스트럿-타이모델을 이용하여 설계할 수 있다. (1.2.1) 교각 코핑부는 스트럿-타이 모델(2011년 이후) 적용중 (2) 도로교 설계기준(2012) (2.1) 부재의 응력교란영역의 설계(5.5.5)를 위하여 스트럿-타이 모델을 사용할 수 있다. 2.1.2 국외 기준
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3. 개선내용 3.1 적용방안 3.1.1 스트럿-타이 모델 해석 적용 3.1.1.1 스트럿-타이 모델 적용 타당성 (1) (기본개념) 응력흐름이 균일하지 않은 응력교란구간(D영역)을 해석·설계하는 트러스 모델  (2) (기본원리) 스트럿, 타이 그리고 절점의 강도와 평형조건을 만족하는 정역학적 시스템으로 휨, 전단, 축력의 모든 하중 효과를 동시에 고려하여 일관성을 확보함 (3) (적용성 검토) 교량에서 D영역 부재인 말뚝기초, 코벨, PSC 거더 정착부, PSC 박스거더 정착부에 대하여 구조해석 시행 (4) 부재별 적용도  3.1.2 부재별 적용성 검토 3.1.2.1 말뚝기초 (1) 대상 : T형 교각 기초(6×6m), 말뚝(4×4) (2) 검토결과, 기초 주철근량 0.6톤(13%) 감소  3.1.2.2 코벨 (1) 대상 : 교대 접속슬래브 헌치 (2) 검토결과, 코벨 주철근량 0.104톤(12%) 감소  3.1.2.3 PSC계열 거더 정착부 (1) 대상 : PSC거더(L=30m) (2) 검토결과, 거더 단부 보강철근 0.155톤(15%) 감소  3.1.2.4 PSC 박스거더 정착부 (1) 대상 : PSC 박스거더(B=18.2m, H=3.5m) (2) 검토결과, 박스 단부 보강철근 3.319톤(19%) 감소  3.1.2.5 교각 코핑부 (1) 대상 : T형 교각(설계처-1361, 2011.06) (2) 검토결과, 코핑 철근량 0.821톤(11%) 감소 3.1.3 결론 및 기대효과 (1) 스트럿-타이 모델 적용은 힘의 흐름에 따른 합리적인 설계로 기존 설계법보다 철근량이 11~17% 절감되어 경제적인 설계 가능 (2) 교량별 하중조건, 부재 형상 등의 설계조건과 경제성을 비교 검토 후 설계 적용 (3) 현 설계노선 적용시 공사비 약 30억원 절감 예상 (3.1) 대상 : 함양~울산 등 5개 노선
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4. 결론 (1) 적용 (1.1) 설계중인 노선 : 본 방침 적용 (2) 향후 추진 계획 (2.1) 설계 Check List 스트럿-타이 모델 검토 항목 신설 (2.2) 스트럿-타이 모델 설계 적용을 위한 교육 시행 : 2013. 11월 (2.2.1) 대상 : 공사 및 설계용역사 직원
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