• 비파괴검사학회지
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• 제23권2호
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• pp.89-97
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• 2003

본 논문은 탄성파를 이용한 비파괴검사 방법 중에 하나인 충격반향기법에 의하여 현장타설 말뚝기초의 선단 조건을 평가하는 연구로, 실내실험 및 현장실험을 수행하였다. 말뚝 선단 조건 평가를 위하여 직경 6cm, 길이 2m인 시멘트 모르타르 모형말뚝을 제작하였으며, 선단 조건은 자유단 조건, 고정단 조건, 암반근입 조건, 그리고 연약 선단 조건의 네 가지로 구분하였고 연약 선단 조건은 다시 말뚝과 주위 지반과의 접착 상태가 양호한 경우와 불량한 경우로 나누어 실내실험을 실시하였다. 실내실험 결과 탄성파 전파방법에 의하여 말뚝 선단 조건 가운데 자유단 조건, 고정단 조건 및 암반근입 조건을 각각 구별, 평가할 수 있었다. 또한 암반에 근입되어 있는 깊이도 정확히 산정할 수 있었으며, 말뚝과 주위 지반과의 접착상태가 불량한 경우의 연약 선단도 탐지할 수 있었다. 탄성파 전파방법의 현장 적용성을 평가하기 위하여 국내 현장에 건설되어 있는 현장타설 말뚝기초에 대하여 현장실험을 수행한 결과, 탄성파 전파방법에 의하여 현장타설 말뚝기초의 선단 조건 평가가 가능함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.61-62
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• 2011

비닐하우스는 매우 세장한 강관부재들을 교차 결합하여 조립한 철골 구조물의 한 종류이다. 현행 설계기준으로 단동 비닐하우스의 최대 구조성능은 풍하중 40m/s, 설하중 50cm에 달한다. 그러나 설계 단계에서는 부재들의 교차결합 특성 및 부재가 직접 지반에 삽입되는 기초의 특성이 적합하게 반영되지 않는 문제점이 있다. 따라서 가력시험을 통하여 반강접 특성을 갖는 부재 교차부 및 지반삽입기초 조건이 구조물의 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 부재 교차부가 강접 조건일 경우와 비교하여 교차부가 반강접일 경우에는 재하지점의 수평강성이 최대 54% 작게 나타났으나 주변 교차절점들에서의 에너지 흡수로 인하여 재하지점과 수평으로 3m 떨어진 지점에서는 반대로 최대 39% 큰 값을 보였다. 지반삽입기초의 경우에는 고정조건과 비교하여 재하지점의 수평강성이 최대 32% 작게 나타났으며, 지점부에서는 기초 조건의 영향으로 최대 26%의 휨강성 증가 효과를 보였다. 부재 교차부와 기초 조건이 구조물의 정적거동에 미치는 영향을 확인하였으나 최대내력과 강성 산정을 통한 구조성능 평가 방법의 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.68-76
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• 2021

적재설비는 지진으로 인한 막대한 손실이 발생한 사례가 있으나, 현재까지 관련 연구 및 규정이 구조요소에 비하여 상대적으로 미비한 대표적인 비구조 요소이다. 본 연구에서는 적재설비의 기둥-기초 연결부의 고정조건에 따른 외력으로 인한 적재설비의 거동특성을 실험적으로 분석하고자 하였다. 일반적으로 적재설비의 기둥-기초 연결부는 설치 기준 및 규정 없이 사용자의 편의에 따라 설치되고 있다. 이러한 이유에서 본 연구에서는 대표적인 4가지 적재설비의 기둥-기초 연결부 조건을 적용한 4가지 full-scale 적재설비를 대상으로 거동특성 분석 실험을 수행하였다. 거동특성 분석 실험은 El-Centro 지진파로 진동대를 2방향 동시 가진하며 수행하였으며, 지진하중의 크기에 따른 거동특성을 확인하기 위하여 지진파의 50% ~ 150% 까지 각 실험 별 50%씩 증가하며 진행하였다. 추가로 각 적재설비의 기초 고정조건별 고유진동수를 확인하기 위하여 공진 탐색실험을 진행하였다. 실험을 통하여 획득한 데이터 중 최상층의 변위와 실험 후 발생한 영구 변위를 각 조건별로 비교하여 적재설비의 기둥-기초 고정조건에 따른 거동특성을 분석하였다. 그 결과, 적재설비는 기초 조건의 변화에 따른 고유진동수의 변화가 미소하였으며, 입력 하중의 고유진동수의 영향보다는 적재설비 기초 고정조건의 변화로 인한 복원력 차이로 인한 영향으로 인하여 거동특성이 변화되는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.853-861
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• 2015

본 연구에서는 수치해석을 이용한 piled raft 기초의 복합적인 거동평가를 위해 축대칭 조건 및 경계면 요소를 적용한 유한차분해석 모델링 방법이 합리적인지 검증하였다. 이를 위해 실내모형실험 결과와 수치해석 결과를 비교 분석하여 piled raft 기초의 모델링 방법의 적합성을 평가하였다. 그리고 실제 현장조건을 고려한 기초 매개변수에 대한 민감도분석을 수행하여 raft의 하중분담율을 분석하였다. 연구 결과, 실내모형실험과 수치해석 결과에서 지지력-수직변위의 상관관계가 동일한 경향을 보였으며, piled raft 기초의 극한지지력과 raft의 하중분담율이 비교적 유사하게 산정되었다. 그리고 민감도분석을 통해 raft의 하중분담율은 약 33%~52% 사이에서 산정되어, 기존 연구 결과와 유사함을 확인하였다. 따라서 piled raft 기초는 축대칭 조건 및 경계면 요소를 이용하여 효과적으로 모델링될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.5-16
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• 2023

본 연구는 기초판의 연성률이 말뚝지지 전면기초에 미치는 영향을 해석적 연구와 수치해석으로 분석했다. 기초판의 연성률(K_R)과 선단지지 조건에 따른 말뚝과 기초판의 하중 분담률을 분석했다. 각각의 말뚝과 전체적인 응답은 3차원 유한 요소 해석법을 사용하여 분석했다. 본 연구에서 수직 하중이 증가하고 기초판의 연성률이 감소함에 따라 말뚝지지 전면기초의 하중분담비(α_pr)가 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 선단지지 말뚝을 사용하는 것보다 마찰말뚝을 사용하는 경우에 더 뚜렷하게 나타났다. 또한, 연성 기초판의 경우, 하중조건에 따른 말뚝 위치별 축력 분포경향은 큰 차이를 보이지 않았으나, 강성 기초판의 경우, 하중조건에 따라 외곽에 위치한 말뚝 두부 축력이 증가하는 경향을 보였다. 기초판의 침하는 연성 기초판 조건이 강성 기초판보다 더 크게 나타났으며, 이로 인해 연성 기초판 조건에서 하중분담비가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.615-618
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• 2011

최근 건설공사에서 많은 물량이 투입되는 기초구조의 자재비 및 원가절감을 위해 여러 가지 기초구조시스템이 개발되고 있으나, 보편적으로 현장에 적용하기에는 다소 무리가 있는 것으로 지적받고 있다. 본 연구는 강판을 ㄷ자형으로 절곡한 기초전단보강시스템을 개발하기 위한 해석적 연구의 일환으로 진행되었다. 현행 전단머리 보강식에서는 기초판에 대한 전단내력 산정을 위한 기준식이 마련되어 있지 않으며 플랫플레이트 슬래브의 기준식에 따르도록 되어져있다. 그러나 기초판은 지반에 지지되는 구조물로 플랫플레이트 슬래브와는 경계조건이 다르다. 따라서 본 연구에서는 지반에 지지된 경우와 플랫플레이트 슬래브와 같이 모멘트 제로지점을 단순지지한 형태로 기초구조물을 모델링하여 해석을 실시하였다. 해석프로그램은 유한 요소기법이 적용된 ABAQUS를 사용하여 두 지지조건의 차이가 구조물에 미치는 영향을 비교분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권8호
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• pp.35-46
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• 2016

본 연구에서는 지반조건에 따른 실제 piled raft 기초의 거동을 실규모 시험을 통해 분석하기가 어려운 점을 감안하여 수치해석을 이용한 민감도분석을 수행하고자 하였다. 수치해석에 사용한 프로그램은 유한차분법 기반의 FLAC 3D이다. 말뚝의 수치해석 모델링은 FLAC의 구조요소 중 하나인 말뚝요소를 사용하여 모델링하였고, 지반과 래프트는 연속체 요소를 이용하여 모사하였다. 말뚝의 배열은 $3{\times}3$으로 고정하고 말뚝직경, 말뚝길이, 말뚝간격 그리고 지반조건을 민감도 매개변수로 선정하고 상관관계를 규명하였다. 그 결과, 말뚝직경이 크고 말뚝의 길이가 길수록, 그리고 말뚝의 간격이 넓을수록 piled raft 기초의 전체 지지력은 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 지반조건에 따라 말뚝간격이 일정 간격 이상이 될 경우, piled raft 기초의 거동이 래프트만으로 지지되는 얕은기초와 유사한 거동을 보였다. 또한 지반조건이 좋아질수록, piled raft 기초의 전체 지지력은 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.5-16
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• 2011

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 이용하여 석회공동형성 암반에 시공된 말뚝기초의 하중지지 메카니즘 변화를 분석하였다. 이를 위하여 공동의 기하학적 조건을 변화시키며 말뚝기초의 극한지지력, 지반의 항복형태, 말뚝과 공동 주위의 응력분포 및 말뚝기초의 침하와 공동의 변형 등 해석결과를 고찰하여 말뚝기초의 역학적 거동을 검토하였다. 본 연구결과, 말뚝의 하중지지 메카니즘, 지반의 파괴형태 및 말뚝기초의 극한지지력 감소율은 공동의 기하조건에 의해 결정되며 이러한 경향을 토대로 공동의 특정조건에 대한 말뚝의 극한지지력 감소율 그래프를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.85-93
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• 2001

본 논문에서는 연약지반에 시공된 교대말뚝기초에 인접하여 성토하중이 재하될 때 발생하는 측방유동의 발생메커니즘을 규명하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 본 수치해석에서는 점성토 지반과 점성토-사질토 지반 그리고 사질토-점성토 지반에 선단지지된 강관말뚝에 대하여 성토하중 크기(q=20, 75, 100kPa)와 말뚝두부조건(변위구송, 회전구속) 그리고 말뚝중심간격(s=2.5d, 5.0d, 7.0d, 단독말뚝)에 따라 측방유동압의 분포형태와 크기를 분석하였다. 그 결과 측방유동압의 분포형태는 교대말뚝기초의 수평변위와 유사한 형태로 나타났으며 측방유동압의 크기는 배면 성토하중의 크기에 대한 비로써 결정할 수 있었다. 그리고 점성토 지반과 점성토-사질토 지반의 경우, 측방유동압의 분포형태와 크기는 말뚝두부조건에 가장 큰 영향을 받는 반면 사질토-점성토 지반의 경우에는 말뚝두부조건보다는 토층조건에 가장 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 토대로 연약지반에 시공된 교대말뚝기초의 측방유동에 대한 설계 및 해석시 지침자료로서 측방유동압의 분포형태와 크기를 추천.제안한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.67-75
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• 2007

본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 거동특성을 파악하기 위하여 사질토 지반에서 실내 모형실험을 실시하였으며, 그 결과를 수치해석 및 해석적 방법과 비교 검토하는 연구를 수행하였다. 실내 모형실험에서는 동일한 지반조건, 말뚝조건 및 하중조건에서 말뚝지지 전면기초와 비접촉 무리말뚝에 대한 모형실험을 수행하였으며, 단말뚝과 래프트에 대해서도 동일한 조건으로 모형실험을 실시하였다. 그리고 말뚝간격과 길이, 말뚝배열 및 지반조건을 변화시켜 래프트의 하중부담률을 조사하였다. 모형실험 결과들은 말뚝지지 전면기초의 해석프로그램인 DEFPIG, 해석적 방법과 Phung 방법의 결과들과 비교 및 검토하였다. 본 연구 결과에 의하면, 래프트의 하중분담률은 말뚝간격과 길이 및 지반의 상대밀도에 따라 변화하며, Phung 방법의 결과가 모형실험 결과와 가장 유사한 것으로 평가되었다.