수평하중 고려를 통한 시스템 동바리 구조 안전성 분석 :Structural Safety Analysis of System Support Considering Horizontal Load

정대현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 정대현 (충북대학교, 忠北大學校)

지도교수: 원정훈

발행연도: 2015

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

수평하중 고려를 통한 시스템 동바리 구조 안전성 분석

정대현 生産工學科 2015.01 학위논문

시스템 동바리 구조 안전성에 대한 최소 수평하중의 영향

정대현 , 김경윤 , 원정훈 한국안전학회지 2015.01 학술저널

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시스템 동바리 설계 시에는 ‘가설공사표준시방서’와 ‘콘크리트 교량 가설용 동바리 설치지침’의 규정에 따라 적용 하중을 고려하도록 하고 있다. 적용 하중은 수직하중(자중 등 고정하중, 거푸집 하중, 타설 활하중), 수평하중, 풍하중이 있다. 대부분의 현장에서는 설치 후 철거까지의 존치기간이 짧은 가설구조물에 대한 인식 부족으로 설계 시 계산이 간단한 수직하중만을 고려하여 안전성을 검토하고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 건설현장에서 적용되는 다양한 제원의 시스템 동바리를 대상으로 고정하중과 최소 수평하중을 적용하여 2차원 해석을 수행하였다. 해석을 통해 산출된 압축력과 휨모멘트 값으로 최대 조합 응력비를 산정하여 구조 안전성을 분석하였다.
시스템 동바리의 수직재 간격, 설치 높이, 슬래브 두께 변화를 매개 변수로 하여 구조해석을 하였다. 수직재 간격을 0.9 m, 1.2 m, 1.5 m, 1.8m로 변화시켜 압축력과 휨모멘트를 받는 응력을 검토하였다. 그 결과 축 응력은 유사하나 수평하중을 고려함에 따라 휨 응력 차이는 크게 나타났으며 조합 응력비는 1.6배 이상 증가되었다. 설치 높이를 6 m, 8 m, 10 m, 12 m로 변화시켜 안전성을 분석한 결과 높이가 높아질수록 휨 응력이 커졌으며 조합 응력비는 최소 1.529에서 최대 2.295로 증가하였다. 슬래브 두께를 0.3 m, 0.5 m, 0.7 m, 0.9 m로 변화시켜 안전성을 분석한 결과 슬래브 두께가 두꺼워질수록 휨 응력이 커졌으며 조합 응력비는 최소 1.530에서 최대 2.295로 증가하였다.
대상 시스템 동바리의 구조 안전성 검토 결과, 모든 케이스에서 수평하중을 고려한 시스템 동바리의 조합 응력비가 현저하게 증가되었다. 수직하중만을 고려하여 구조 안전성을 확보한 케이스의 대부분이 수직하중과 수평하중을 고려한 경우에는 구조 안전성을 확보하지 못했다. 따라서 시스템 동바리의 안전성 평가 시 ‘가설공사표준시방서’와 ‘콘크리트 교량 가설용 동바리 설치지침’의 규정에서 제시된 수평하중을 반드시 고려하여야 한다.

For the design of system supports, applied loads are determined by specifications of ‘Standard Specification in Temporary Construction’ and ‘Guide to Installation of Shores for a Concrete Bridge’. The applied loads are comprised of vertical load (fixed load including self weight, form load and live load at forming), horizontal load, and wind load. In most sites, due to the lack of the awareness for the temporary structure which has short setting period from set up to removal, only the vertical load which is relatively easy to calculate, has been considered for the estimation of the factor of safety. Therefore, in this thesis, 2-dimensional analysis is performed for the form-shore system with various specifications by applying the fixed load and the minimum horizontal load. With the compressive force and bending moment value obtained from the analysis, the maximum combined stress ratio is estimated to examm the safety of system supports.
Structural analysis is conducted with parameters of system supports including the spacing of vertical member, the installation height, and the thickness of slab. The stress under both compressive force and bending moment is estimated by modifying the spacing of the vertical members to 0.9 m, 1.2 m, 1.5 m and 1.8 m. The result shows similar axial stress but difference of bending stress increases with the consideration of the horizontal load, and combined stress ratio increase over 1.6 times. Analysis results with modifying installation height to 6 m, 8 m, 10 m and 12 m show that the bending stress increases as height increases and combined stress ratio increases from 1.529 to 2.295. Results for the various thickness of slab to 0.3 m, 0.5 m, 0.7 m and 0.9 m show that the bending stress increases as the thickness of slab increases, and the combined stress ration increased from 1.530 to 2.295.
Structural analysis for the system support show that, for all the cases, the combined stress ratio increases significantly when the horizontal stress in considered. Most of structures considered to be safety with considering vertical load become unsafety when the both the vertical load and the horizontal load are considered. Therefore, the horizontal load suggested in the specifications of ‘Standard Specification in Temporary Construction’ and ‘Guide to Installation of Shores for a Concrete Bridge’ Should be considered in the design of system supports.

#수평하중 #시스템 동바리

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구 배경 1
2. 연구 필요성 및 목적 3
3. 연구 동향 4
Ⅱ. 이론적 배경 6
1. 가설구조물 설계하중 요소 6
2. 압축력과 휨모멘트를 받는 부재의 안전성 8
Ⅲ. 대상 시스템 동바리 모델링 25
1. 대상 시스템 동바리와 해석 모델 25
2. 적용하중 및 하중조합 28
Ⅳ. 분석 결과 30
1. 수직재 간격 변화에 따른 안전성 분석 30
2. 시스템 동바리 높이 변화에 따른 안전성 분석 44
3. 슬래브 두께 변화에 따른 안전성 분석 52
4. 매개 변수 결과 요약 67
Ⅴ. 결 론 69
참고문헌 71
국문요약 73

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