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제안 방법
- 신뢰성 평가를 위해서 선단부 평균 N치를 기준으로 자료를 두 가지로(N<50, N≥50) 분류하였다.
- (1) 많은 수의 국내 항타강관말뚝 정재하시험 자료를 수집하여 극한지지력을 확인할 수 있는 총 57개의 말뚝 정재하시험 자료를 선정하였고 지반 특성 및 말뚝 지지거동을 고려하기 위해서 선단부 N치 50을 기준으로 자료를 두 그룹으로(N<50, N≥50) 분류하였다.
- 본 연구에서는 국내 지반특성과 현행 설계 시공ㆍ실무를 고려하여 항타강관말뚝에 대한 저항계수를 산정하였다. 정확한 신뢰성 분석기법인 일차신뢰도법을 적용하여 신뢰성분석을 실시하였고, 목표 신뢰도지수에 대한 저항계수를 산정하였다.
- 본 연구에서는 국내 항타강관말뚝에 대한 LRFD(Load and Resistance Factor Design) 저항계수 산정을 위해서 개선된 신뢰성 분석기법인 일차신뢰도법(First Order Reliability Method, FORM)을 적용하여 정역학적 지지력 공식에 대한 신뢰성 수준을 평가하고 목표 신뢰도지수를 결정하였다. 이를 위해 국내 전역에서 실시된 많은 수의 항타강관말뚝 정재하시험을 수집, 분석하여 총 57개의 극한지지력을 확인할 수 있는 자료를 확보하였다.
- Davisson 기준으로 산정된 측정 지지력과 설계 지지력을 비교 분석하여 항타강관말뚝에 대한 저항편향계수를 산정하였다. 저항편향계수는 측정 지지력과 설계 지지력의 비(측정 지지력/설계 지지력)로 정의되며, 저항의 불확실성을 정량화ㆍ대변하는 값이다(Goble, 1999).
대상 데이터
- 본 연구에서는 국내 항타강관말뚝에 대한 LRFD(Load and Resistance Factor Design) 저항계수 산정을 위해서 개선된 신뢰성 분석기법인 일차신뢰도법(First Order Reliability Method, FORM)을 적용하여 정역학적 지지력 공식에 대한 신뢰성 수준을 평가하고 목표 신뢰도지수를 결정하였다. 이를 위해 국내 전역에서 실시된 많은 수의 항타강관말뚝 정재하시험을 수집, 분석하여 총 57개의 극한지지력을 확인할 수 있는 자료를 확보하였다.
- 국내 전역에서 실시된 2000여개 이상의 항타강관말뚝 재하시험 자료를 수집, 검토하여 극한지지력을 확인한 결과 극한지지력이 확인되어 신뢰성 분석에 적용된 항타강관말뚝 정재하시험 자료 수는 총 57개 이다. 선정된 재하시험 자료에 대한 분류 결과 말뚝의 직경은 406mm~812mm에 걸쳐 분포하고 있으며, 말뚝 길이는 10m 미만 20개, 10m~30m 18개, 30m이상 20개로서 고르게 분포하고 있다.
데이터처리
- 본 연구에서는 국내 지반특성과 현행 설계 시공ㆍ실무를 고려하여 항타강관말뚝에 대한 저항계수를 산정하였다. 정확한 신뢰성 분석기법인 일차신뢰도법을 적용하여 신뢰성분석을 실시하였고, 목표 신뢰도지수에 대한 저항계수를 산정하였다. 본 연구에서 도출한 결과를 요약하면 다음과 같다.
- (2) 재하시험 결과로부터 측정 지지력을 산정하고 국내 설계 실무에 주로 적용되는 정역학적 지지력공식과 Meyerhof 경험식을 적용하여 설계 지지력을 산정하여 저항편향계수의 통계 특성을 분석하였고 이를 이용하여 일차신뢰도법에 의한 신뢰성 분석을 수행하였다. 통상적인 구조물기초 안전율 수준인 3.
이론/모형
- 57개의 정재하시험 자료에 대해서 구조물기초 설계기준(건설교통부, 2003)과 Paikowsky 등(2004)이 제안한 6가지 기준(Davisson 기준, Shape of Curve, DeBeer, Δ=25.4mm, Δ=0.1B, ASCE 20-96 기준(ASCE, 1997))을 적용하여 측정 지지력을 분석한 뒤 대표 측정 지지력을 결정하였다.
- 1B, ASCE 20-96 기준(ASCE, 1997))을 적용하여 측정 지지력을 분석한 뒤 대표 측정 지지력을 결정하였다. 기존 연구 결과 Davisson기준이 반복 가능한 과정을 통해 객관적 수치를 얻을 수 있는 방법으로서 분산성이 낮았고 우수한 적용성을 보였으므로(곽기석 등, 2006), 말뚝의 측정 지지력으로서 Davisson기준에 의한 결과를 적용하였다.
- 분석대상 자료에 대한 설계 지지력을 산정하기 위해서는 구조물기초설계기준(건설교통부, 2003)에서 제안하고 있는 두 가지 정역학적 설계 공식인 정역학적 지지력공식과 N치를 이용한 Meyerhof 경험식을 적용하였다. 두 가지 공식은 다음과 같다.
- 항타강관말뚝의 두 가지 정역학적 설계법에 대한 신뢰성을 평가하기 위해서 앞서 설명한 일차신뢰도법을 적용하였고 식 (2)의 한계상태함수 정의에서 하중관련 정보인 하중편향계수 통계 특성치는 미국 AASHTO LRFD 교량설계 시방서 (2007)에서 제안하고 있는 하중조합 중 국내 특성을 고려하여 연직방향의 보수적 평가 조건인 Strength Case Ⅰ경우를 적용하였다.
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