[국내논문]진동대 모형실험을 이용한 경사말뚝의 동적 거동 분석과 내진성능 향상을 위한 보강기법 개발 Dynamic Behaviors of Behavior Piles and Countermeasures to Improve Their Seismic Performance Using Shaking Table Tests원문보기
황재익
(School of Civil, Urban & Geostystem Engrg., Seoul National Univ.)
,
이용재
(School of Civil, Urban & Geostystem Engrg., Seoul National Univ.)
,
한진태
(School of Civil, Urban & Geostystem Engrg., Seoul National Univ.)
,
김명모
(School of Civil, Urban & Geostystem Engrg., Seoul National Univ.)
본 연구에서는 경사말뚝과 수직말뚝의 정적/동적 거동을 분석하고, 경사말뚝의 내진성능을 향상시키기 위한 보강방법을 제안하기 위하여 진동대 모형시험을 수행하였다. 첫 번째로 정적 횡방향 재하시험을 수행하여 정적 횡방향 하중을 받는 경사말뚝과 수직말뚝의 거동을 비교분석하였으며, 두 번째로 진동대 모형실험을 수행하여 말뚝머리에서 발생하는 축력과 침모멘트를 분석하여 지진하중에 대한 경사말뚝의 취약성을 확인하였다. 마지막으로 지진시 경사말뚝의 내진성능을 향상시킬 수 있는 보강기법을 제안하고 진동대 모형실험을 통하여 그 유효성을 확인하였다. 본 연구에서 경사말뚝의 내진 보강기법으로 말뚝머리와 상부갑판을 연결할 때 고정연결 대신 연성이 큰 고무와 힌지를 이용한 연결조건을 제안하였으며, 경사말뚝의 경사각이 수직 대 수평비가8:3 일 때 지진하중에 의해 경사말뚝에서 최소의 부재력이 발생하는 것을 확인하였다.
본 연구에서는 경사말뚝과 수직말뚝의 정적/동적 거동을 분석하고, 경사말뚝의 내진성능을 향상시키기 위한 보강방법을 제안하기 위하여 진동대 모형시험을 수행하였다. 첫 번째로 정적 횡방향 재하시험을 수행하여 정적 횡방향 하중을 받는 경사말뚝과 수직말뚝의 거동을 비교분석하였으며, 두 번째로 진동대 모형실험을 수행하여 말뚝머리에서 발생하는 축력과 침모멘트를 분석하여 지진하중에 대한 경사말뚝의 취약성을 확인하였다. 마지막으로 지진시 경사말뚝의 내진성능을 향상시킬 수 있는 보강기법을 제안하고 진동대 모형실험을 통하여 그 유효성을 확인하였다. 본 연구에서 경사말뚝의 내진 보강기법으로 말뚝머리와 상부갑판을 연결할 때 고정연결 대신 연성이 큰 고무와 힌지를 이용한 연결조건을 제안하였으며, 경사말뚝의 경사각이 수직 대 수평비가8:3 일 때 지진하중에 의해 경사말뚝에서 최소의 부재력이 발생하는 것을 확인하였다.
Shaking table tests are performed to investigate the seismic behavior of the batter pile and to bring up the countermeasures to improve the seismic performance of the batter pile. First of all, this study demonstrates how batter piles and vertical piles behave under static lateral loadings. Secondly...
Shaking table tests are performed to investigate the seismic behavior of the batter pile and to bring up the countermeasures to improve the seismic performance of the batter pile. First of all, this study demonstrates how batter piles and vertical piles behave under static lateral loadings. Secondly, the vulnerability of batter plies under dynamic lateral loadings is demonstrated showing the axial forces and bending moments mobilized at the pile heads during shaking table tests. Thirdly, countermeasures to overcome the vulnerability of behavior piles during earthquakes are pursued. The countermeasures investigated in this study include introduction of a rubber element at the pile head and the deck plate connection, and introduction of hinge connection. Finally, the slope of batter piles which induces the minimum pile forces during the dynamic loadings are investigated and found to be 8:3 (Vertical to Horizontal).
Shaking table tests are performed to investigate the seismic behavior of the batter pile and to bring up the countermeasures to improve the seismic performance of the batter pile. First of all, this study demonstrates how batter piles and vertical piles behave under static lateral loadings. Secondly, the vulnerability of batter plies under dynamic lateral loadings is demonstrated showing the axial forces and bending moments mobilized at the pile heads during shaking table tests. Thirdly, countermeasures to overcome the vulnerability of behavior piles during earthquakes are pursued. The countermeasures investigated in this study include introduction of a rubber element at the pile head and the deck plate connection, and introduction of hinge connection. Finally, the slope of batter piles which induces the minimum pile forces during the dynamic loadings are investigated and found to be 8:3 (Vertical to Horizontal).
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제안 방법
In this study, the countermeasures for improving the seismic performance of batter piles during earthquakes include modification of pile head connections, as shown in Figure 3, and investigation of the slope of batter piles in which member forces of batter piles are generated in minimum during the dynamic loadings.
The pile head connections are modified to improve the seismic performance of batter piles. Model tests are performed by changing pile head connection with fix, hinge, rubber20 (hardness 20), and rubber40 (hardness 40). Test conditions are that the soil depth is 36 cm, and the slope of batter piles is V:H (Vertical to Horizontal)=8:2.
Static lateral load tests are conducted with increasing the soil depth by 0, 18, 36, and 54 cm and connecting the pile heads to the deck plate by fixed condition for the purpose of comparison of static behaviors between the batter piles and vertical piles. Pile No.
대상 데이터
Dimension (LxBxH) of the soil container made of acrylic plates is 150 cm x 100 cm x 70 cm. Model piles are 3><3 group pile, and 700 mm in length, 17 mm in outer diameter, and 1 mm in thickness. Young's modulus and moment of inertia of model piles are 70 GPa and 1608.
참고문헌 (2)
Bowles, J. E. (1997), Foundation Analysis and Design, Fifth Edition, The McGraw-Hill Companies. pp.1029
Erickson, B. P., Dickenson, S. E., Byme, E. F., Hebert, D. C, Ferritto, J., Werner, S.D., and Stewart, W. A. (1998), Seismic Guidelines for Waterfront Components, in Seismic Guidelines for Ports, Werner, S.D. Ed., Technical Council on Lifeline Earthquake Engineering Monograph No. 12, American Society of Civil Engineers, pp.6:13-6:30
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