역학적으로 안정한 아치교 설계

소개글

역학적으로 안정한 아치교 설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Introduction
2. Procedure
2.1. 이론적 배경
2.1.1. 교량의 구조
2.1.2. 아치교의 구조
2.1.3 아치교의 특징
2.1.4 아치교의 분류
2.1.5. 아치교의 역학적 성질
3. Result
4. Discussion
5. Summary

본문내용

와 스터러트를 지지해주는 지지대 역할을 한다. 초록색은 도로를 나타내고 보라색은 아치리브이다. 주황색은 스터러트이다. 아치교는 수직방향의 하중을 받게 되는데 아치리브의 부재는 압축력과 휨에 동시에 저항할 수 있게 설계 되어야 한다. 아치교는 바닥판에 작용하는 차륜하중을 행거 또는 기둥을 이용하여 가능하면 등분포로 아치리브에 전달하고, 이 아치리브를 통하여 지반으로 전달케 하는 구조체계를 갖고 있다. 이러한 재료들이 모두 압축력이 강하다면 위에서 어떠한 하중을 강한다고 해서 아치형 구조는 무너지지 않을 것이다. 또한 아치형구조의 다리를 건설할 때는 지반이 튼튼한 곳에 세워야 하므로 아치교를 설치할 때는 암반과 같은 곳에 설치해야 한다.
4. Discussion
교량의 종류에서 아치교는 역학적으로 매우 안정한 구조이다. 또한 아치교는 교량이 길 때 쓰이고 높이가 높은 곳에 쓰인다. 아치교는 이차함수 그래프를 연상시키며 하중이 포물선 모양이다. 포물선은 반원과 비슷한데 도형에서 가장안정적인 도형은 원이므로 아치형 교량이 매우 안정적이게 된다. 아치형모형제작을 할 때 아치리브를 철사로 연결하고 위의 스터러트를 곡선화 시키는 것이 어려웠다. 하로 아치형구조의 모형에서 지반을 튼튼하게 했다는 것을 보여주기 위해서 직사각형 모형을 선택하였고 스터러트는 안정적인 삼각형 두 개의 구조를 사용하면서 교량의 지지대 역할을 완벽히 할 수 있도록 설계 하였다. 하로아치형 구조의 모형을 설계할 때 도로부분을 스티로폼으로 표현하고 밑의 기초지반을 만들지 않은 것이 아쉬운 점으로 남는다. 도로밑의 기초지반을 세로보와 가로보를 사용한 십자가 모형으로 만들고 보강형을 주위에 사각형 모양으로 만들었다면 더욱더 튼튼한 하로구조 아치교가 되었을 것이기 때문이다.
5. Summary
본 보고서에서는 아치교의 전반적인 특성과 구조, 역학적요소를 알아보고 아치교가 역학적으로 안정함을 모형을 통해 알아보았다. 아치교는 아치의 힌지의 개수, 구조형식, 아치리브의 형식에 따라서 다른 구조형식을 갖게 된다. 아치교는 수직방향의 하중을 받으며 안정한 지반이 하중을 견뎌내도록 강하게 설계되어있다. 즉, 아치 자신이 압력을 받음으로써 도로를 지탱하면서 안정된 구조를 갖게 된다. 또한 부재에 휨이 발생하지 않도록 설계하는 것이 바람직하며 아치리브의 부재는 압축력과 휨에 동시에 저항할 수 있게 설계되어 있다. 이렇게 역학적으로 매우 안정한 설계를 하게 되면 아치교는 어떠한 하중에도 버틸 수 있는 강인함을 갖게 된다.
6. References
1. 오제택, 반석기술, 교량 계획과 설계, 2003, pp.30-55
2. 최인덕, 반석기술, 닐센아치교의 설계와 시공, 2006, pp.166-170
3. 대한토목학회, 교량설계핵심기술, 기문당, 도로교설계기준해설, 2008, pp 190-250
7. Acknowledgement
한 학기 동안 같이 일지를 작성하고 보고서에 도움을 준 강혜주님께 감사드립니다. 그리고 한 학기 동안 재료역학이라는 과목을 가르쳐 주신 이성민 교수님께 감사드립니다.

키워드

역학,   교량,   아치교,   아치교 설계