• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.25-32
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• 2019

PHC 파일의 파일간 연결공법으로 용접이음과 볼트이음을 이용한 기계적 이음들이 적용되고 있으나 시공과정 등에서 품질 및 성능 확보에 어려움이 발생할 수 있다. 본 연구는 기존 PHC파일 연결부가 가지는 단점을 개선하고 PHC 파일 연결부 성능을 확보할 수 있는 무용접 이음판형 기계적 PHC파일 연결부를 제안하고 비선형 구조해석과 실제 PHC파일 연결부 실험을 통하여 제안된 PHC 파일 연결부의 연결성능을 평가하였다. 제안된 PHC파일 연결부의 비선형 구조해석 결과 연결부는 휨, 압축, 인장, 전단, 편심압축 하중 상태에서 충분한 연결성능을 확보하는 것으로 평가되었으며, 실제 휨하중 재하실험에서 PHC파일의 균열 및 휨 모멘트 수준 이상에서도 안정적인 선형거동을 가지고 있는 것으로 나타났다. 따라서 제안한 무용접 이음판형 기계적 PHC파일 연결부는 충분한 연결성능을 확보할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.37-51
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• 2013

에너지파일은 말뚝 내부에 열교환을 위한 순환파이프를 설치하여 파이프 내에 열전달 유체를 순환시킴으로써 주변 지반의 열에너지와 말뚝 간의 열교환을 가능하게 한 구조물이다. 에너지파일은 기존의 지중 열교환기와 비교하여 경제적, 시공적인 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 코일형 PHC 에너지파일을 시공하여 그 열적거동을 실험 및 수치해석을 통하여 평가하였으며, 해당 에너지파일의 예비설계를 수행하였다. 현장 시공된 코일형 PHC 에너지파일에 대한 현장 열응답시험(thermal response test, TRT)를 실시하고, 이 결과를 Man et al.(2010)이 제안한 개선된 원통형 열원 모델(solid cylinder source model) 결과와 비교하였다. 또한 현장 열응답 시험 결과를 FLUENT를 이용한 전산유체(computational fluid dynamics, CFD) 수치해석을 통해 모사함으로써, 대상 지반의 열전도도를 역해석을 통해 산정하였다. 코일형 PHC 에너지파일에 설치된 코일형 열교환 파이프의 파이프 루프 간 간격에 따른 열간섭을 평가하기 위하여 코일피치에 변화를 주며 수치해석을 수행하였으며, 결과를 통해 코일피치에 따른 에너지파일의 열거동 및 열교환 효율을 평가하였다. 마지막으로 수치해석을 통해 코일형 PHC 에너지파일과 일반적인 복합 U-형 열교환 파이프가 삽입된 PHC 에너지파일 간의 열교환 효율을 비교하여 코일형 PHC 에너지파일의 등가 열교환율(또는 등가 환산계수)을 제시하였고, 이를 PILESIM2를 이용한 설계 알고리즘에 적용함으로써 해당 에너지파일의 예비설계를 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권9호
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• pp.29-36
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• 2019

직경 500mm 및 직경 600mm PHC말뚝 A종의 파괴 압축하중($P_n$)은 각각 7.7MN 및 10.6MN으로 계산할 수 있었다. 직경 500mm 및 직경 600mm 매입 PHC말뚝 A종에 대한 압축정재하시험 시 말뚝 두부에 재하된 최대 압축하중은 6.9MN 및 8.8MN으로 측정할 수 있었으며 따라서 이 측정하중은 각각 $P_n$의 90% 및 83% 수준이었다. 직경 500mm 및 직경 600mm PHC말뚝 A종의 장기허용압축하중($P_a$)은 각각 1.7MN 및 2.3MN이었다. 모든 사례 매입 PHC말뚝의 양방향재하시험 자료로부터 계산된 지반의 허용지지력은 국내 현행 설계에서 사용하고 있는 극한지지력 산정공식으로 계산한 지반의 허용지지력보다 높은 수준으로 계산되었다. 따라서 매입 PHC말뚝의 설계에서 사용하는 극한지지력 산정공식은 매입 PHC말뚝의 실제 지지력 거동을 모사할 수 있도록 개선하여야 할 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.94-101
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• 2020

본 연구는 기본형건축비 내 PHC-pile 공사비를 가산비로 제외함에 따라 분양가에 미치는 영향을 분석하였다. '20년 3월 이전 기본형건축비에는 15m PHC-pile 공사비가 포함되어 있었다. 그러나 분양가 심사에서 설계된 pile 물량을 고려하여 공사비를 조정해야 하지만, 이를 조정하지 않는 문제가 발생하였다. 이에 국토부에서는 '20년 3월 고시에서, PHC-pile 공사비를 기본형건축비에서 제외하고, 설계된 pile만을 가산비로 인정하도록 하였다. 따라서, 본 연구는 기존방식과 개선된 방식의 pile 공사비를 추정하고, 이를 비교함으로써 분양가에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 최근 수도권에 분양된 7개 사례를 선정하여 PHC-pile 공사비를 추정하였다. 기존방식은 기본형건축비에서 pile 공사비가 차지하는 비율로 추정하였고, 개선된 방식은 설계내역서의 물량을 기반으로 예정가격산정기준을 적용하여 추정하였다. 그 결과 개선된 방식으로 pile 공사비를 산출할 경우 기본형건축비가 약 2~3% 하락하였다. 또한 PHC-pile 공사비를 제외한 분양가격과 수도권 분양가격을 비교한 결과 수도권 대비 약 1%정도 하락하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기본형건축비 산출에 대한 이해를 높일 수 있을 것으로 기대한다. 마지막으로, 제도적인 개선을 통하여 국민 주거안정 도모에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.5-16
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• 2019

최근 도시 인구의 밀집으로 대형구조물의 건설이 증가하고 있으며 이와 더불어 대형구조물의 기초도 발전하고 있다. 2000년대 말에 일본의 기술을 도입하여 PHC말뚝은 많은 구조물에 사용되고 있다. 최근 PHC말뚝의 장점을 이용하여 흙막이 벽체로의 사용에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 이 연구에서는 PHC-W 흙막이 벽체를 이용한 건축물 지하증설벽체에서 PHC-W말뚝을 주열식으로 시공하여 연직 압축정재하시험을 실시하였으며, 하중전이 측정을 통하여 PHC-W말뚝의 선단지지력을 산정하였다. 풍화암에 근입된 PHC-W말뚝의 지지력은 기존 PHC말뚝의 지지력과는 차이를 보였으므로, 주열식으로 시공된 PHC-W말뚝의 선단지지력 산정식을 제안하였다. 풍화암에 근입된 PHC-W말뚝의 단위극한선단지지력 산정식으로 주열식 군PHC-W말뚝과 단일PHC-W말뚝에서 각각 $q_b=6.8N_b$와 $q_b=13.3N_b$로 제안할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.249-257
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• 2017

본 연구는 PHC말뚝의 단점을 보강한 기능성 말뚝을 개발함으로서 보다 경제적이고 합리적인 말뚝의 현장 적용에 기여하고자 하였다. 본 연구를 통해 개발된 CFP말뚝은 링형 합성 전단연결재를 배치하고 PHC말뚝 중공부에 콘크리트를 속채움함으로써 말뚝 단면 확대를 통한 압축응력을 증대시키고, PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)과 말뚝 중공부의 보강철근(H19-8ea)을 배치함으로서 전단과 휨 성능을 향상시켰다. 또한, 속채움 콘크리트와 PHC말뚝의 합성거동을 위해 링형 합성 전단연결재를 배치함과 동시에 PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)을 연결재 내부에 배치함으로서 두 부재의 유격내에 콘크리트로 메우는 슬리브형 기계적 이음방법을 도입하였다. 링형 합성 전단연결재의 배치 간격 도출과 말뚝의 전단 및 휨 성능을 검증하고자 범용프로그램을 이용한 콘크리트 구조물의 비선형재료 모델로 유한요소해석을 수행하였다. 링형 합성 전단연결재를 배치하여 제작되는 CFP말뚝의 다양한 해석을 통해서 PHC 말뚝의 전단 및 휨 강성을 효과적으로 증대시킬 수 있음이 입증되어 건설현장에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 토지주택연구
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• 제1권1호
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• pp.67-73
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• 2010

PHC 말뚝에서 강선을 노출시켜 건축물의 기초판과 연결시키는 기존 강선남김 방식은 강결합과 힌지결합의 중간형태로 공동주택(아파트)과 같은 건축구조물에 흔히 사용되는 방법이다. 그러나 이 방법은 역학적인 성능이 검증되지 않았으며 시공과정도 복잡하다. 이에 본 연구는 기존 관련 연구의 결과를 분석하고, PHC 말뚝의 콘크리트 단면적 대비 강선면적 비인 0.3%를 말뚝 접합부의 최소 철근보강량으로 선정하여 PHC 말뚝과 기초판과의 최적의 철근보강 방법을 말뚝 규격별(PHC 450, PHC 500, 및 PHC 600)로 제시하였다. PHC 말뚝과 기초판 접합부의 역학적 성능(인장강도와 전단강도)을 평가하기 위해 실물크기의 실험을 실시하였다. 그 결과, 모든 경우에 대해 요구강도를 만족하였으며 실제 적용되어도 문제가 없음을 확인하였다. 본 결과는 기존 연구에서 제시되었던 접합부의 철근 보강량보다 그 양이 대폭 감소하는 것으로 나타나 PHC 말뚝 시공 시 원가 절감에도 기여할 것으로 판단된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.85-93
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• 2015

This paper presents a foundation pile to steel column connection that can resist large magnitude of moment and that can be easy installed. The developed joint has spherical shape and it is given the name HAT joint to mean Hallow half-sphere steel joint. Four types of HAT joints are developed. Namely, H-type, T-type, P-type and K-type. In this paper I will talk about the performance assessment of T-type(Tube Column) and P-type(Pile Column) of HAT joints with finite element analysis and experiment on a full scale model is presented.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.53-63
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• 2013

PHC파일을 사용한 매입말뚝은 시공 중에 발생하는 소음과 진동을 최소화할 수 있다는 장점 때문에 많은 경우 도심지에 건설되는 건축구조물의 기초로 사용된다. 그러나 매입말뚝의 시공을 위해 굴착공을 천공하는 과정에서 굴착공 저면에 슬라임이 형성되고 그 하부의 지반은 응력이완으로 인해 조밀도가 느슨해져서 매입말뚝은 원지반의 강도에 비해 선단지지력이 작게 발휘된다는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 매입말뚝의 선단지지력을 증대시키기 위해 PHC파일의 선단에 길이가 짧고 PHC파일과 직경이 동일한 강관을 부착한 새로운 형태의 PHC파일을 개발하였다. 새로운 PHC파일을 사용한 매입말뚝의 선단지지력 증대 효과를 검증하기 위해 현장 말뚝재하시험을 수행한 결과 새로운 PHC파일은 경타에 의해 파일 선단이 굴착공 저면의 슬라임과 그 하부의 이완된 지지층 영역을 관통해서 강도가 큰 원지반에 관입됨으로써 기존 PHC파일보다 매입말뚝의 선단지지력을 상당히 증대시키는 것으로 나타났다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.142-151
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• 2005

최근 국내 $\cdot$ 외의 경우 기성 콘크리트 파일(PHC) 두부정리 작업의 생산성, 안전성 및 품질 향상을 위해 자동화 장비를 개발중에 있다. 그러나 기존에 개발된 두부정리 자동화 장비는 두부정리 전 작업과정 중 파일 파쇄만을 자동화 대상 작업으로 하고 있고, 파일 파쇄를 위한 말단장치(end-effector) 설계의 오류로 종 방향 균열을 발생시키는 등 문제점이 있는 것으로 분석되었다. 기존 두부정리 자동화 장비가 PHC 파일에 종 방향 균열을 발생시키는 원인은 PHC 파일의 물리적 특성을 고려한 자동화 장비 말단장치의 설계 및 제작, 배치가 제대로 이루어지지 못했기 때문인 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 최근 국내에서 개발 중인 PHC 파일 두부정리 자동화 장비의 파일롯타입(pilot type)을 대상으로 다양한 형태의 말단장치를 설계 및 제작하고, 실험실 실험을 통해 최적의 말단장치 조합을 제안함으로써 종 방향 균열 없이 PHC 파일 두부를 효과적으로 그라인딩하고 파쇄할 수 있도록 하는 자동화 장비의 프로토타입을 제시하는 것이다. 본 연구를 통해 제시된 PHC 파일 두부정리 자동화 장비가 개발되어 현장에 적용될 경우, 기존 두부정리 작업의 생력화를 통한 품질, 안전성, 생산성 향상 및 이를 통한 경제성 확보가 가능할 것으로 기대된다.