초록

2. 개발내용 및 결과
- 대구경 PHC 파일과 철골기둥 접합부 개발(HAT Joint)
: 구조적 성능을 만족하면서 물량을 최소화 시킬 수 있는 접합부 형상을 유한요소해석을 통해 제안
- PHC 파일 기초시스템 개발
: HAT Joint를 이용한 PHC 파일 기초시스템을 제안하고 일반공법과 제안공법과의 우수성 및 사업성 검토
- 실험 및 구조성능평가(2013년 6월 계획)
: 유한요소 해석으로 결정된 접합부(HAT Joint)를 실험을 통해 구조적 안정성을 평가하고 검증함

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 개발결과의견서 ... 2
• 최종보고 요약서 ... 3
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 9
• 1.1 연구 배경 ... 9
• 1.2 연구 목적 ... 11
• 제 2 장 기술 동향 분석 ... 13
• 2.1 역타(Top-Down)공법 ... 13
• 2.1.1 개요 ... 13
• 2.1.2 기초 시공방법 ... 14
• 2.2 고강도 대구경 PHC 파일 ... 15
• 2.3 고강도 대구경 PHC파일과 강재 기둥 접합부 기술동향 ... 16
• 2.3.1 PHC 말뚝과 강관으로 이루진 복합말뚝의 접합구조 (특허번호 10-1010028) ... 16
• 2.3.2 복합파일용 연결 조인트 (특허번호 10-1076178) ... 17
• 2.3.3 기계식 이음 복합말뚝의 자동 분석 방법 및 이에 의해 제작된 기계식 이음 복합말뚝 (출원번호 10-2010-0068233) ... 17
• 2.3.4 복합파일을 이용한 지하골조 (출원번호 10-2010-0055954) ... 18
• 2.4 소결 ... 19
• 제 3 장 HAT Joint ... 20
• 3.1 HAT Joint 개요 ... 20
• 3.1.1 HAT Joint 형상 ... 20
• 3.1.2 HAT Joint 사용 강재 ... 21
• 3.1.3 HAT Joint의 볼트 구멍 ... 21
• 3.1.4 설계 하중 ... 22
• 3.2 HAT Joint와 PHC 파일 접합 ... 22
• 3.3 하중전달 Mechanism ... 23
• 제 4 장 HAT Joint 유한요소 해석 ... 25
• 4.1 Prototype 선정을 위한 초기 유한요소 해석 ... 25
• 4.1.1 Joint 형상연구 ... 25
• 4.1.1.1 Case study 1 ... 25
• 4.1.1.2 Case study 2 ... 25
• 4.1.1.3 Case study 3 ... 26
• 4.1.1.4 Case study 4 ... 27
• 4.1.2 Web 단부 보강방법 연구 ... 28
• 4.1.3 Flange 단부 보강방법 연구 ... 29
• 4.2 유한요소 해석 개요 ... 30
• 4.2.1 모델링 ... 30
• 4.2.1.1 H.S.C (Half Sphere Connector) ... 31
• 4.2.2.2 H.C (H-column Connector) ... 32
• 4.2.2.3 볼트위치 ... 33
• 4.2.2 재료특성 ... 34
• 4.2.3 Inital Conditions ... 35
• 4.2.3.1 Mesh ... 35
• 4.2.3.2 Boundary Condition ... 36
• 4.2.3.3 하중입력 ... 37
• 4.3 해석모델 ... 37
• 4.3.1 H.S.C의 Ring 보강 ... 38
• 4.3.2 H.S.C의 변단면 ... 39
• 4.3.3 곡면가공 ... 40
• 4.4 Rib의 영향 분석 ... 41
• 4.4.1 HAT_R4 ... 41
• 4.4.2 HAT_R6 ... 42
• 4.4.3 HAT_R8 ... 43
• 4.4.4 HAT_R19 ... 43
• 4.4.5 Rib-plate 변수별 해석 결과 분석 ... 44
• 4.5 H.S.C 두께 영향 분석 ... 44
• 4.5.1 HAT_TH30_R6 ... 44
• 4.5.2 HAT_TH30_R6L ... 45
• 4.5.3 HAT_TH25_R6 ... 46
• 4.5.4 HAT_TH25_R6L ... 46
• 4.5.5 HAT_TH28_R6 ... 47
• 4.5.6 HAT_TH28_R6L ... 48
• 4.5.7 HAT_TH29_R6 ... 48
• 4.5.8 HAT_TH29_R6L ... 49
• 4.5.9 H.S.C 해석결과 검토 ... 49
• 4.6 소결 ... 50
• 제 5 장 HAT Joint 구조 성능 평가 ... 52
• 5.1 구조 성능 평가 개요 ... 52
• 5.2 실험체 설계 ... 53
• 5.2.1 실험 변수 ... 53
• 5.2.2 실험체 ... 54
• 5.3 가력 및 측정 계획 ... 55
• 5.3.1 가력 계획 ... 55
• 5.3.2 측정 계획 ... 56
• 5.3.2.1 변위계 측정계획 ... 57
• 5.3.2.2 Strain gauge 측정계획 ... 58
• 5.4 실험결과 ... 60
• 5.4.1 재료실험 ... 60
• 5.4.2 하중-변위 ... 61
• 5.4.3 변형률 분석 ... 62
• 5.4.4 접합성능 분석 ... 64
• 5.4.5 실험체 파괴 양상 ... 64
• 제 6 장 사업 성과 ... 67
• 6.1 기술적 성과 ... 67
• 6.1.1 기술의 우수성 ... 67
• 6.1.1.1 기존 기술 : 플레이트 공법(특허출원: 10-2010-0055954) ... 67
• 6.1.1.2 보유 기술 : HAT Joint 공법(특허출원: 10-2013-0038080) ... 67
• 6.1.1.3 성능 비교 ... 68
• 6.1.2 기술의 확산 효과 ... 68
• 6.1.3 기술의 경쟁력 향상 효과 ... 68
• 6.2 경제적 성과 ... 69
• 6.3 기타 성과 ... 71
• 6.3.1 산업 재산권 ... 71
• 6.3.2 실용화지식 재산권 ... 71
• 6.3.3 기술적용 검토 ... 72
• 6.3.3.1 일반공법 적용사례 검토 ... 72
• 6.3.3.2 Up-Up공법에 적용검토 ... 73
• 6.3.3.3 Top-down공법에 적용검토 ... 74
• 제 7 장 결론 ... 76
• 참고문헌 ... 77
• 끝페이지 ... 78