인하대 철근콘크리트 기말 옹벽 보고서

소개글

인하대 철근콘크리트 기말 옹벽 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

Private Sub 옹벽벽체설계()
qu3 = 1.6 * Rh
Vu3 = qu3
Mu3 = qu3 * (hw - h) / 3
omega3 = (1 / (2 * 0.59)) * (1 - (1 - 4 * 0.59 * (Mu3 / 0.85) / (fck * b * (D - dcover) ^ 2)) ^ 0.5)
Aswall = omega3 * b * (D - dcover) * (fck / fy) '철근단면적
Nwall = Int(Aswall / Ab + 0.99) ' 철근개수
ddwall = (b - 2 * dcover) / Nwall * 10 ^ 3 '철근간격
Cells(11, 11) = ddwall
End Sub
⑤ 옹벽의 안전을 검토하고, 캔틸레버 옹벽의 설계결과(설계강도 포함)를 보여주는 화면
⑥ 옹벽의 단면과 철근 배근도 (그래픽 화면이 없는 경우에는 직접 손으로 그린다.)
비주얼베이직으로 단면도를 그리는 기술이 부족하므로 분산형 그래프를 위에서 설계한 옹벽의 크기에 맞게 값을 설정하여 그래프를 그렸다
위의 값들로 그림을 그리면 왼쪽의 단면이 나온다.
⑦ 옹벽의 설계 및 해석에서 작성된 프로그램으로 가능한 기능에 대한 설명
이 프로그램은 옹벽의 단면 특성을 설정하고, 기초지반의 토질, 종류, 뒷채움의 종류에 따른 옹벽의 전도, 활동, 침하의 안정계수를 검토하여 안전한 옹벽을 설계 할 수 있다. 필요한 최소 저판의 최소 두께와 뒷굽판의 길이가 계산되도록 하여 최소한의 비용으로 최대한의 안정성을 가지게 하였다. 또한 보조철근의 종류와 단면적에 따른 보조철근의 간격을 계산할수 있도록 제작되어있다. 그리고 대략적인 단면도를 그려 설계된 내용의 이해가 쉽도록 하였다.
특히 옹벽은 뒷채움의 토질을 안전하게 받쳐야 하기 때문에 안정계수를 검토하는 것에 신경을 많이 썼다.
전도에 대한 안정을 판단하기위해 저항모멘트 와 전도모멘트를 구하여
일 때 안전하다는 표시로 OK 가 되도록 설정하였다
활동에 대한 안정계수를 판단하기위해 수평하중 과 수직하중 를 구하여
일 때 안전하다고 판단하여 OK 가 되도록 설정하였다.
마지막으로 침하에 대한 안정을 판단하기 위해 를 구하여 허용지지력와 비교하였다.
는 전체 하중에 대한 합력의 작용점 e 의 위치에 따라 다르게 구해지는데,
구하는 식은 Private Sub 침하안정()에 있고, 구해진 가 허용지지력보다 작아야 OK가 되도록 하였다.
그리고 철근의 간격을 계산하는 것은 벽체, 뒷굽판, 앞굽판을 나누어서 각각 계산하였다.
벽체, 뒷굽판, 앞굽판 각각에 대한 계수 하중 ,계수 전단력, 계수 모멘트를 구하여 (오메가)를 구하여 철근의 면적을 계산하였다.
*설계단면에서 높이 변화(3~10m)에 대한 캔틸레버 옹벽을 설계하고, 다음을 분석하라.
① 각 높이 변화에 대해 설계된 옹벽단면의 비교
높이(m)
저판의길이(mm)
저판의높이(mm)
벽체의 두께(mm)
3
1600
300
300
4
2000
400
300
5
2300
500
300
6
2700
700
300
7
3100
850
400
8
3500
900
400
9
3900
1300
500
10
4500
1600
500
*앞굽판의길이 150mm
옹벽의 높이의 변화에 따른 저판의 길이와 높이의 변화를 분석 하여 보았다.
우선 결과를 보면 옹벽의 높이가 높아질수록 저판의 길이가 길어지고 높이가 높아지므로 비례관계를 가진다고 볼 수 있다.
이런 변화의 이유는 옹벽의 높이가 높아질수록 전도, 활동, 침하에 대한 안정 계수를 만족하기 위하여 저판의 길이와 높이가 커져야 하기 때문이다.
② 안정을 위한 뒷굽판의 최소길이 또는 활동방지벽의 높이의 변화 분석
높이(m)
뒷굽판의 길이(mm)
3
1150
4
1550
5
1850
6
2250
7
2550
8
2950
9
3250
10
3850
높이가 높아질수록 안정을 위하여 뒷굽판의 길이가 증가함을 볼 수 있다.
(1) 전도에 대한 안정
옹벽의 높이가 높아지면 전도 모멘트가 증가하게 된다. 이에 따라서 전도의 안정 계수가 낮아지게 되므로 저항 모멘트가 증가할 필요가 있다. 이를 위하여 뒷굽판의 길이의 증가가 필요한 것이다.
(2) 활동에 대한 안정
옹벽의 높이가 높아지면 수평 하중이 증가하여 활동의 안정계수가 낮아지므로 저판의 수직 하중과 뒷채움의 수직 하중을 높여서 안정 계수를 확보하게 된다.
(3) 침하에 대한 안정
높이가 높아지면 수직 하중이 증가하게 되어 최대지반반력이 증가한다 .
침하를 방지하기 위해 뒷굽판의 길이를 늘려 저항 모멘트를 증가시켜 안전계수를 확보하고 침하를 방지할 수 있다.
③ 안전을 위한 벽체와 뒷굽판에서 주 보강철근 간격의 변화 분석
높이(m)
벽체의 두께(mm)
뒷굽판 철근간격(mm)
벽체 철근간격(mm)
3
300
350
700
4
300
350
350
5
300
233
175
6
300
233
100
7
400
175
100
8
400
140
53
9
500
175
58
10
500
140
35
옹벽의 높이가 높아질수록 철근간격이 좁아짐을 보인다. 이는 옹벽의 높이가 높아질수록 뒷굽판과 벽체의 철근이 더 많이 들어가야한다는 것을 뜻한다.
이유는 옹벽의 높이가 높아질수록 수평하중과 전도 모멘트가 커져서 더 많은 힘이 옹벽에 가해지기 때문에 그만큼 버티는 힘이 커야 하기 때문이다.
그리고 8m와 9m 구간에서는 거꾸로 철근간격이 넓어지는데 이것은 철근을 덜 필요로 한다는 것이고, 이 구간에서 벽체의 두께가 100mm 증가시켰기 때문에 계수 하중이 증가하여 철근비가 감소한것을 수 있다.
고찰
기말 프로젝트도 중간 프로젝트와 마찬가지로 매우 복잡한 과정과 수식을 필요로 했다. 교수님께서 가르쳐주신 것을 100% 다 써먹지 못하고 그리 완성도가 높은 프로그램을 만들지는 못하였지만 미리미리 충분한 시간을 두고 교재를 공부하고, 프로그램을 짜고 , 수정을 반복하여 나름대로 열심히 준비한 프로그램이다. 중간 프로젝트를 설계하면서 나름대로 터득한 노하우를 가지고 비주얼 베이직을 사용하였다. 프로젝트의 완성도를 떠나서 한학기동안 철근 콘크리트에 대해서 많이 배우고 , 엑셀과 비주얼 베이직 프로그램의 실력도 늘어서 만족스럽다.

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