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표제지

목차

ABSTRACT 14

제1장 서론 16

1.1. 연구의 배경 및 목적 16

1.2. 연구의 내용 및 방법 20

제2장 개구부 및 매몰부관련 연구동향 22

2.1. 지하구조물의 해석 22

2.1.1. 지하구조물의 지반해석 22

2.1.2. 지하구조물의 구조해석 29

2.2. 가시설 구조물의 설치 30

2.2.1. 하중조합 31

2.2.2. 재료의 허용응력 32

2.2.3. 중간말뚝의 설계 33

2.3. 중간말뚝으로 인한 개구부 및 매몰부 검토 34

2.3.1. 설계기준 및 시방기준 검토 35

2.3.2. OO 도시철도 본선구간 개구부 및 매몰부 반영현황 44

2.3.3. 지하철 정거장 등 개착구간 바닥콘크리트 시공현황 47

제3장 중간말뚝이 구조물 매몰부에 미치는 영향분석 49

3.1. 일반사항 49

3.2. 구조해석 모델링 49

3.2.1. 해석프로그램 49

3.2.2. 구조해석을 위한 설정조건 50

3.2.3. 구조해석 입력값 조건 51

3.2.4. 구조물 단면력 해석조건 55

3.3. 슬래브 폭원별 해석결과 58

3.3.1. 구조물 설치조건이 최저치일 때 해석결과 58

3.3.2. 구조물 설치조건이 최대치일 때 해석결과 61

3.3.3. 중간말뚝 유무에 따른 구조물 저판 단면력 해석결과 65

3.3.4. 토피고에 따른 구조물 저판 단면력 해석결과 68

3.4. 슬래브 두께에 따른 해석결과 96

3.4.1. 구조물 설치조건이 최저치일 때 해석결과 96

3.4.2. 구조물 설치조건이 최대치일 때 해석결과 100

3.4.3. 중간말뚝 유무에 따른 구조물 저판 단면력 해석결과 103

3.4.4. 슬래브 두께 변화에 따른 구조물 저판 단면력 해석결과 106

3.5. 설치조건별 구조물 저판 중앙절점부 단면력 분석 117

3.5.1. 구조물 폭원별 분석결과 117

3.5.2. 구조물 슬래브 두께별 분석결과 120

제4장 중간말뚝 보강방법 검토 122

4.1. 일반사항 122

4.2. 중간말뚝 구조계산 122

4.2.1. 중간말뚝 응력계산 122

4.2.2. 보강방안 및 조건 128

제5장 결론 130

참고문헌 132

표목차

표 2.1. 지반반력계수 ks의 일반적인 범위 25

표 2.2. Terzaghi 제안식 26

표 2.3. Eₒ와 α 30

표 2.4. 거푸집 및 동바리 등의 하중조합 및 허용응력증가계수 32

표 2.5. 가설구조물 강재의 허용응력(MPa) 33

표 2.6. 구조물공 공통사항 38

표 2.7. 가시설공 39

표 3.1. 구조물 설정 규격 50

표 3.2. 구조해석 입력조건 52

표 3.3. 하중조합 52

표 3.4. 지반의 종류 53

표 3.5. 일축압축 강도와 N치와의 관계 53

표 3.6. 내부마찰각과 N치와의 관계 54

표 3.7. N값과 구조물 폭원에 따른 지반반력계수(Kv) 54

표 3.8. 중간말뚝이 없을 경우 N＝10, H=5, B＝10 조건일 때 단면력값 58

표 3.9. 중간말뚝이 있을 경우 N＝10, H=5, B＝10 조건일 때 단면력 값 60

표 3.10. 중간말뚝이 없을 경우 N＝50, H=20, B＝20 조건일 때 단면력 값 62

표 3.11. 중간말뚝이 있을 경우 N＝50, H=20, B＝20 조건일 때 단면력 값 64

표 3.12. N＝10, H=5, B＝10 조건일 때 저판 단면력 값 66

표 3.13. N＝50, H=20, B＝20 조건일 때 저판 단면력 값 67

표 3.14. 토피고 5m일 때 구조물 폭원과 N값에 따른 중앙절점부 Moment-y와 Shear-z값 69

표 3.15. 토피고 10m일 때 구조물 폭원과 N값에 따른 중앙절점부 Moment-y와 Shear-z값 76

표 3.16. 토피고 15m일 때 구조물 폭원과 N값에 따른 중앙절점부 Moment-y와 Shear-z값 82

표 3.17. 토피고 20m일 때 구조물 폭원과 N값에 따른 중앙절점부 Moment-y와 Shear-z값 89

표 3.18. 중간말뚝이 없을 경우 N＝10, t＝0.4 조건일 때 단면력값 96

표 3.19. 중간말뚝이 있을 경우 N＝10, t＝0.4 조건일 때 단면력 값 98

표 3.20. 중간말뚝이 없을 경우 N＝50, t＝1.2 조건일 때 단면력 값 100

표 3.21. 중간말뚝이 있을 경우 N＝50, t＝1.2 조건일 때 단면력 값 102

표 3.22. N＝10, t＝0.4 조건일 때 저판 단면력 값 104

표 3.23. N＝50, t＝1.2 조건일 때 저판 단면력값 105

표 3.24. 폭원 10M일 때 슬래브 두께별 N값에 따른 중앙절점부 Moment-y와 Shear-z값 107

표 3.25. CASE별 저판에 작용하는 중앙절점부 Moment Gap차 118

표 3.26. 구조물 슬래브 두께에 따른 중앙절점부 Moment Gap차 120

그림목차

그림 1.1. 도심지 가시설구조물 설치단면 16

그림 1.2. 개착공법으로 만드는 터널의 구조시공 개념도 17

그림 1.3. 측벽과 중벽 시공에 따른 바닥판에 작용하는 내하력의 개념도 19

그림 2.1. 지반해석법 23

그림 2.2. 지반반력계수의 결정 24

그림 2.3. 중간말뚝의 보강 보기 34

그림 2.4. 중간말뚝을 매설 타설 후 마감처리 할 경우 40

그림 2.5. 보조pile 시공 상세도 41

그림 2.6. 슬래브의 H-pile을 제거한 부분 처리 상세도 41

그림 2.7. 개구부 형상에 따른 보강방법 예시도 41

그림 2.8. 2변 고정 2변 자유슬래브의 개구부 설치 42

그림 2.9. Ko＝0인 경우 모멘트변화 43

그림 2.10. 평면요소 탄소성해석시 N값과 변위관계(Ko＝0) 44

그림 2.11. 개구부 보강 상세도 45

그림 2.12. 개구부 보강 현장사례 45

그림 2.13. 매몰부 보강 상세도 46

그림 2.14. 매몰부 보강 현장사례 46

그림 2.15. 매몰부 현행 설치 47

그림 2.16. 매몰부 개선 설치 47

그림 2.17. 매몰부 개선설치 시공순서도 48

그림 3.1. 구조물 설정 단면도 51

그림 3.2. 폭원별 절점 및 상시 경계조건 56

그림 3.3. 저판에 작용하는 휨모멘트도(B.M.D) 및 전단력도(S.F.D) 57

그림 3.4. 중간말뚝이 없을 경우 N＝10, H＝5, B＝10 조건일 때 구조체 단면력 59

그림 3.5. 중간말뚝이 있을 경우 N＝10, H＝5, B＝10 조건일 때 구조체 단면력 61

그림 3.6. 중간말뚝이 없을 경우 N＝50, H＝20, B＝20 조건일 때 구조체 단면력 63

그림 3.7. 중간말뚝이 있을 경우 N＝50, H＝20, B＝20 조건일 때 구조체 단면력 65

그림 3.8. N＝10, H＝5, B＝10 조건일 때 구조체 저판 단면력 66

그림 3.9. N＝50, H＝20, B＝20 조건일 때 구조체 저판 단면력 68

그림 3.10. 토피고 5m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 70

그림 3.11. 토피고 5m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 70

그림 3.12. 토피고 5m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 71

그림 3.13. 토피고 5m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 72

그림 3.14. 토피고 5m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 72

그림 3.15. 토피고 5m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 73

그림 3.16. 토피고 5m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 74

그림 3.17. 토피고 5m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 74

그림 3.18. 토피고 5m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 75

그림 3.19. 토피고 10m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 76

그림 3.20. 토피고 10m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 77

그림 3.21. 토피고 10m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 78

그림 3.22. 토피고 10m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 78

그림 3.23. 토피고 10m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 79

그림 3.24. 토피고 10m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 80

그림 3.25. 토피고 10m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 80

그림 3.26. 토피고 10m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 81

그림 3.27. 토피고 10m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 82

그림 3.28. 토피고 15m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 83

그림 3.29. 토피고 15m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 83

그림 3.30. 토피고 15m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 84

그림 3.31. 토피고 15m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 85

그림 3.32. 토피고 15m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 85

그림 3.33. 토피고 15m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 중앙절점부값 86

그림 3.34. 토피고 15m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 87

그림 3.35. 토피고 15m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 87

그림 3.36. 토피고 15m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 88

그림 3.37. 토피고 20m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 90

그림 3.38. 토피고 20m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 90

그림 3.39. 토피고 20m, 폭원 10m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 91

그림 3.40. 토피고 20m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 92

그림 3.41. 토피고 20m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 92

그림 3.42. 토피고 20m, 폭원 16m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 93

그림 3.43. 토피고 20m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 94

그림 3.44. 토피고 20m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 94

그림 3.45. 토피고 20m, 폭원 20m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 95

그림 3.46. 중간말뚝이 없을 경우 N＝10, t＝0.4 조건일 때 구조체 단면력 97

그림 3.47. 중간말뚝이 있을 경우 N＝10, t＝0.4 조건일 때 구조체 단면력 99

그림 3.48. 중간말뚝이 없을 경우 N＝50, t＝1.2 조건일 때 구조체 단면력 101

그림 3.49. 중간말뚝이 있을 경우 N＝50, t＝1.2 조건일 때 구조체 단면력 103

그림 3.50. N＝10, t＝0.4 조건일 때 구조체 저판 단면력 105

그림 3.51. N＝50, t＝1.2 조건일 때 구조체 저판 단면력 106

그림 3.52. 슬래브 두께 0.4m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 108

그림 3.53. 슬래브 두께 0.4m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 108

그림 3.54. 슬래브 두께 0.4m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 109

그림 3.55. 슬래브 두께 0.6m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 110

그림 3.56. 슬래브 두께 0.6m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 110

그림 3.57. 슬래브 두께 0.6m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 111

그림 3.58. 슬래브 두께 0.8m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 112

그림 3.59. 슬래브 두께 0.8m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 112

그림 3.60. 슬래브 두께 0.8m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 113

그림 3.61. 슬래브 두께 1.0m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 114

그림 3.62. 슬래브 두께 1.0m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 114

그림 3.63. 슬래브 두께 1.0m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 115

그림 3.64. 슬래브 두께 1.2m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Moment-y값 비교 116

그림 3.65. 슬래브 두께 1.2m일 때 N값에 따른 저판슬래브 Shear-z값 비교 116

그림 3.66. 슬래브 두께 1.2m일 때 N값에 따른 중앙절점부 값 117

그림 3.67. 폭원 10m일 때 토피고에 따른 저판 중앙절점부 Moment GAP차 118

그림 3.68. 폭원 16m일 때 토피고에 따른 저판 중앙절점부 Moment GAP차 119

그림 3.69. 폭원 20m일 때 토피고에 따른 저판 중앙절점부 Moment GAP차 119

그림 3.70. 슬래브 두께에 따른 저판 중앙절점부 Moment GAP차 121

그림 4.1. 중간말뚝 설치계획도 123

그림 4.2. 중간말뚝 설치 세부조건 123

그림 4.3. 사용강재 세부재원 123

그림 4.4. 2차선 하중 재하도 124

그림 4.5. 1.5차선 하중 재하도 125

그림 4.6. 1차선 하중 재하도 125

그림 4.7. 중간말뚝과 주형지지보 126

초록보기

 Due to the development of national industries and rapid economic growth, urban areas are becoming more sophisticated and overcrowded. In addition, in order to utilize underground space more efficiently rather than above ground, the size of underground structures is also increasing in depth and size. In order to relieve traffic problems in large cities and promote efficient development of the country, urban railways, tunnels, underpasses, and underground shopping malls are being built.

Underground structure construction methods are implemented by selecting the optimal construction method by comparing and reviewing various factors such as stability of ground conditions, relationship with existing structures, constructability, traffic volume, and economic feasibility, depending on the local conditions for construction.

The selection of an applied method to install an underground structure is based on a comprehensive review and analysis of the linear conditions, the current status around the route, the geological condition of the surrounding ground, and the topographic conditions of the groundwater level, so that it is suitable for the purpose and specifications of the target object, is easy to construct, and is economically optimal construction method must be selected.

One of the most commonly used construction methods is the cut-and-cover construction method. In order to secure the passage of vehicles and pedestrians and install underground structures, it is essential to install temporary structures to ensure constructability and safety for a long period of time. The intermediate pile, which is a support-type H-beam temporary structure installed to secure work space and support the upper load, is installed in the underground concrete structure, and the upper intermediate pile is removed after pouring the concrete for the bottom plate of the structure. The intermediate piles that remain after the underground structure is installed become integrated with the bottom slab concrete of the structure and affect the structure.

Intermediate piles, which are inevitably installed depending on site conditions and ground conditions, affect the bottom of the structure by adding to the ground reaction force applied to the entire bottom of the underground structure. However, only the design standards for openings are presented in the design standards for openings in the national construction standard slab system, and only the regulations for submitting detailed drawings are specified in the standard specifications, but design standards for buried parts are not provided.

Even if you look at the current OO urban railway construction site, there is no structural review and interpretation that may appear in the presence of H-shaped steel, which is an intermediate pile, and most sites are being constructed after waterproofing by applying the opening.

Accordingly, in this study, the impact of intermediate piles on the slab bottom plate was structurally examined, including the bearing capacity according to soil characteristics by the width of the bottom plate and the thickness of the slab, and the bending moment and shear force that the upper load exerts on the structure by case depending on the presence or absence of intermediate piles. Based on these results, reinforcement measures and design standards for buried parts were presented.

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