버팀보지지대 제거를 위한 응력해제용 굴절지지대 개발 및 적용성 평가

Abstract

버팀보 설치시 적용되는 선행하중잭은 벽체 변위를 최소화하는 역할을 하지만 추가적으로 작용하는 토압으로 인해서 해체시 어려움이 있다. 본 연구에서는 버팀보 해체를 용이하게 하기 위한 응력해제용 굴절 지지대를 개발하였다. 굴절 지지대는 버팀보에 작용하는 축력이 지지 가능해야 하며 최소한의 하중으로도 굴절되어 해체가 용이해야 한다. 본 연구에서는 굴절지지대의 최적 형상을 찾기 위해, 지지구조 타입에 따른 여러 제품모델을 제안하였다. 수치해석을 통해 지지대 모델에 대한 구조적 안정성을 검토하였고, 성능시험을 실시할 최종 모델을 결정하였다. 굴절 지지대의 최적모델을 선정하기 위하여 다양한 유한요소해석을 수행하였다. 해석 결과, 최적 모델 형상은 원형 핀에 ２개의 세그먼트가 부착된 핀접합 지지구조형태가 가장 효과적인 것으로 나타났다. 제안된 모델은 높은 축력에 저항할 수 있는 반면 축력의 수직방향으로 하중이 작용할 경우, 힌지와 같이 거동하여 접히도록 설계하였다. 최적 모델에 대하여 굴절지지대의 내구성과 굴절성능을 파악하기 위하여 UTM시험 및 모형실험을 수행하였다. UTM시험 결과, 목표 타격횟수인 5회 이내 타격으로 모두 굴절되어 굴절성능 문제가 없는 것으로 나타났다. 또한 모형실험 결과, 핀접합 지지구조 성과목표치를 상회하여 충분한 내구성을 확보한 것으로 나타났다. 추후 개발된 굴절지지대의 성능은 흙막이 가시설 현장 검증을 통하여 추가적인 평가가 필요할 것으로 판단된다.

주요어 : 굴절지지대, 수치해석, 핀접합 지지구조, 굴절성능, UTM시험, 모형시험