흙막이가시설 버팀보의 설계

흙막이가시설 버팀보의 설계

버팀보는 띠장에서부터 전달되는 반력 및 온도응력을 지지하는 압축재로서, 상재하중이 작용하는 경우에는 자중을 합한 휨압축부재로서 검토하여야 한다.

(1) 단면 산정

단면의 산정에는 장주의 좌굴효과 등에 따라 아래와 같이 3가지 방법으로 계산한다.

① 순수 축력만 고려할 경우

② 축력과 연직방향 휨모멘트 고려할 경우

연직(강축)방향과 약축방향을 따로 해석하며 세장비()에 따른 을 구한 후 작용압축응력 flexible formula식과 비교․검토한다.

면내좌굴과 면외좌굴

                      (만약, 만족하지 않으면 수직, 수평 X-bracing으로 보강이 가능하다.)

③ 축력, 연직 및 수평 휨모멘트, 횡방향 좌굴을 고려할 경우(조합응력 해석법)

식은 모멘트에 따른 횡방향의 처짐증가에 의한 응력증가에 대한 영향을 무시한 식이므로 이 처짐을 고려하여 해석한다. 근사해석법과 마찬가지로 연직(강축)방향과 약축 방향을 따로 해석하며

 또는 ≤ 1 이면 "안정"이라는 식을 사용한다,(AISC 규준 참조)

가. 연직(강축)방향의 검토 - 면내좌굴

조건을 만족하면 “안정”

나. 수평(약축)방향의 검토 - 면외좌굴

                           

(2) 까치발

① 까치발의 접합부는 활동에 대하여 충분한 내력이 있는 구조이어야 한다.

② 까치발의 각도는 45° 이내의 각도로 하여, 축력을 받는 압축재로 설계한다.

③ 까치발에 작용하는 축력은 띠장으로부터 전달되는 반력으로 하되 설치각도를 감안하여 산출한다.

④ 자중과 상재하중에 의한 휨좌굴에 대한 검토는 그 크기가 미소하므로 무시할 수 있다.

⑤ 약축에 대한 축력 검토만 할 수 있다.

(3) 엄지말뚝

① 일반적인 말뚝의 제원은 그림과 같고 설치 간격은 1.5∼2.0m로 한다.

-H-형강 치수-

② 여러 개의 버팀대 중에서 최대의 축력이 작용하는 버팀대를 기준으로 하고 휨모멘트와 

    전단력에 대한 검토를 한다.

(4) 띠장

① 띠장에 발생한 하중을 버팀보나 지반 앵커에 균등하게 전달시킬 수 있도록 충분한 강성을 갖추어야 한다.

② 띠장은 단순보로 설계한다. 다만, 양호한 이음구조로 휨모멘트 및 전단력이 충분히 전달되는 경우에는 

    연속보로 계산할 수 있다.

③ 띠장의 지점간격은 순 간격을 적용하며, 까치발에 따라 다음과 같이 구분하여 적용한다.

가. 까치발이 없거나, 각도가 45°를 초과하는 경우에는 버팀보의 설치간격을 적용한다.

나. 각도가 45° 이내인 까치발을 설치한 경우에는 까치발에 의한 구속을 고려하여 적용한다.

④ 버팀보의 위치에서 띠장의 횡변위를 구하고 그 변위가 버팀보 축력에 미치는 영향을 검토하여야 한다.

⑤ 띠장의 처짐은 순 간격의 1/300 이하이어야 한다.

⑥ 버팀보 또는 지반 앵커와의 접합부는 보강재를 설치하여야 한다.

⑦ 지반 앵커에 연결되는 띠장은 앵커로 인한 연직분력을 고려하여야 하며, 미끄럼에 대하여 검토하여야 한다.

⑧ 굴착면의 가로와 세로의 차가 매우 클 경우, 단변 띠장은 축력에 대한 검토를 추가하여야 한다.

⑨ 사보강재를 설치할 경우의 띠장 설계는 버팀보 반력에 의한 휨모멘트와 사보강재로부터 전달되는 축력을 

    동시에 받는 구조로 보고 안정성을 검토하여야 한다.

⑩ 흙막이 벽으로부터 등분포하중을 받는 띠장은 휨모멘트 및 전단력에 대한 안정 검토를 하며 단순보 

    또는 연속보로 간주하고 해석한다. 단순보로 설계할 경우에는 띠장과 스트러트의 연결은 핀으로 

    연결한 것으로 간주하여 설계하며, 여러 개의 버팀보 중에서 최대의 축력이 작용하는 버팀보를 적용한다.

(5) 중간말뚝

① 중간말뚝은 버팀보의 좌굴 방지에 유효한 단면이어야 한다.

② 버팀보의 자중 이외에 활하중, 주형보 또는 매설물 등에서 전달되는 하중을 지지하는 중간말뚝의 경우에는 

    수직하중에 대하여 검토하여야 한다.

③ 중간말뚝의 종방향 강성을 증가시키기 위해 중간말뚝에 사재 등의 보강부재를 조립시킨 경우에는 

    하중분배를 고려할 수 있다. 다만, 트러스 형태의 보강이 없는 중간말뚝은 단독으로 수직하중을 지지하는

    것으로 한다.

④ 중간말뚝은 지지력에 대한 검토를 하고 인발력이 발생하는 경우에는 이에 대해서도 검토하여야 한다.