교통소음을 차단을 위하여 설치되는 방음벽은 H형강을 이용하여 프레임이 설치된 방음판을 조립하는 방법이 주로 사용되어져 왔으며 방음벽 형식과 개선 방안등에 대하여 많은 연구결과들이 나와있다. 최근에는 경관성 향상을 위하여 프레임 없이 강화접합유리를 고정하여 설치하는 커튼월 방식의 방음벽이 사용되고 있다. 커튼월 방식의 방음벽은 DPG 장치를 이용한 방법과 완충형 스프링 장치를 이용한 방법으로 방음벽이 설치되고 있다.
커튼월 방식의 방음벽 사용 시 기존에는 유리를 고정하는 DPG장치에 대하여 도로 내측 풍하중에 대해 별도의 구조해석이나 시험 없이 건축물 외장에 사용하는 방식으로 설치되기 때문에 외측뿐만아니라 내측 풍하중 작용에서의 안전성 확보여부를 확인할 수 없다. 현재 완충형 스프링을 사용한 고정방식은 내·외측 풍하중 가압 실험을 통해 얻어진 결과를 토대로 시공되고 있을 뿐이다. 이러한 사유로 인하여 방음벽 설계 및 설치시 구조물의 해석과 실험을 통하여 안전성 검토가 필요하며, 이에 대한 방법을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 완충형 스프링 방음벽을 시험용으로 제작하여 가압실험을 수행하였다. 또한 완충형 스프링 방음벽을 3D Solid로 모델링후 MIDAS FEA 해석을 실시하여 각 부재의 물성치와 변위에 대한 값을 실험값과 비교 분석하여 설계시 적용할 수 있는 물성치를 제시하였다.
강화접합유리의 재료적 특성치를 적용하여 해석한 결과 실험시와 유사하게 발생되어 설계시 적용할 수 있는 것으로 검토되었다. 완충형 스프링의 스프링 계수는 k=4,000 N/mm를 적용할 경우 실험시와 유사한 결과를 도출할 수 있었다. 따라서 2D Frame 모델링시 적용하여 해석할 수 있도록 스프링계수를 k=4,000 N/mm로 제시하였다.
방음벽 지주는 MIDAS CIVIL을 이용한 2D Frame 해석을 통하여 단면력을 산정하였다. 지역분포가 많은 내륙지역의 기본풍속인 30m/s가 작용할 때의 풍하중을 기준으로 하여 적정한 부재단면의 결정방법을 제시하였다.
본 연구에서 제안한 강화접합유리와 완충형 스프링 장치의 물성치와 방음벽 지주의 부재단면의 결정방법은 완충형 스프링 방음벽을 신설에 적용 가능한 것으로 사료된다.