고강도콘크리트의 지중구조물에서의 적용성 평가에 관한 연구

Abstract

토목분야 고강도 콘크리트를 적용은 PSC 계열교량이나 그와 유사한 복합교량에서만 한정적으로 적용하고 있다. 고강도콘크리트의 높은 압축강도과 내구성확보 등의 특징을 반영할 수 있는 축력지배나 건축물과 유사거동을 하는 지중 구조물에 대해 적용할 경우 적합한지를 평가해보았다 본 연구에서의 검토방향으로는 축압축부재를 중점적으로 하였으며 적용 콘크리트 강도는 40~60MPa로 하였다. 또한 검토대상은 축력지배구조나 건축 구조물과 유사거동을 하는 지중라멘교(1-TYPE), 지중통로박스(1-TYPE), 지하차도(3-TYPE) 등 5개 TYPE에 대해서 단면력 검토뿐만 아니라 안전율을 일정하게 하고 콘크리트 강도 증가에 따른 기둥(중간벽체) 단면 축소나 배치간격 조정에 대한 단면최적화 검토를 수행하였다. 이 검토를 통해서 고강도콘크리트 적용에 따른 중간벽체나 기둥의 경우 안전율이 20~50% 증가하는 것을 보였으며 기둥단면 축소나 배치간격을 넓힐 수 있는 것으로 나타났다. 결론적으로, 직사각형 형태의 지중구조물(TYPE1, 2, 4, 5)은 지중하중 영향이 커서 중간벽체와 기둥에만 적용성이 있는 것으로 나타났고, TYPE -3과 같은 아치형 지하차도는 휨과 축력을 받는 기둥설계를 하므로 고강도콘크리트 적용을 전체부재에 적용하여도 효과가 있을 것으로 판단된다. 최근 신도시 건설시, 조망권 및 소음, 진동 등으로 고가차도를 배제하고 연장이 1km 이상의 지하차도 건설이 증가되고 있는 추세이므로 고강도콘크리트 적용의 필요성이 확대될 것으로 예상된다. 하지만 본 연구에서 개략적으로 검토한 수화열, 화재시 폭렬 및 내화성능, 설계기준의 부합성, 경제성 등에 대한 충분한 검토가 필요할 것으로 사료된다. 본 연구는 추후, 지중구조물에 고강도콘크리트를 적용하여 설계할 때 기초자료로 활용하는 토대가 되었다고 생각된다.