강관말뚝을 이용한 파일벤트 교각의 거동 해석

Abstract

최근 들어 발생한 국내 지진으로 인해 토목 구조물의 내진 성능에 대한 관심이 급증하고 있다. 그러나 기존 콘크리트 교대는 내진 시 취성거동을 보여 내진성능이 취약한 단점이 있다. 본 연구에서는 연성거동을 보이는 강관말뚝을 이용한 파일벤트 교각과 기존 콘크리트 교각을 대상으로 구조해석을 수행하여 거동 특성을 검토하였다. 구조해석 수행결과, 말뚝기초에 발생하는 부재력 중 축력과 모멘트는 파일벤트 교각이 콘크리트 교각에 비해 크게 작용되었고, 전단력은 콘크리트 교각이 크게 작용되었다. 교축방향의 말뚝 변위는 지진시가 정적시에 비해 약 80배정도 크게 산정되었고 파일벤트 교각의 변위가 7~8배 크게 발생되었다. 교량받침에 작용하는 반력은 콘크리트 교각이 더욱 크게 작용되었고 내진해석시 그 차이가 더욱 크게 나타났다. 교각에 작용되는 총 하중을 비교한 결과, 콘크리트 교각은 기둥과 코핑부의 자중으로 인해 파일벤트 교각에 비해 약 4,000 kN 가량 크게 작용되었다.