지보재 설계¶

기능
지보재 설계를 위한 구조적 제원, 허용력 산정 방법 등을 정의합니다. 정의된 지보재 특성을 바탕으로 설계를 수행하고, Excel 포맷의 상세계산서를 출력합니다.
제한
모델링 과정의 지보재의 정의에서 정의한 지보재에 대해서만 설계를 수행할 수 있으며, 지보재 설계 이전에 설계옵션이 정의되어야 합니다.
호출
Main Menu : 설계 > 지보재 설계

일반¶

버튼을 통해 Spread Sheet 형식으로 설계데이터를 수정할 수 있습니다. 동일한 특성의 지보재가 많은 경우 편리하게 이용할 수 있습니다.

Strut¶

Strut의 제원¶

Strut의 제원에는 지보재의 정의에서 입력한 재질, 단면, 강축길이, 약축길이, 수량이 자동으로 선택되어 있습니다. 선택한 제원의 Strut으로 검토한 결과가 N.G.일 경우에는 사용자가 재질, 단면, 강축길이, 약축길이, 수량을 조정하여 재검토할 수 있습니다.
Strut의 제원이 달라지면 해석시 부재력분배가 달라지게 되므로 다시 한번 해석을 수행한 후에 선택한 단면이 적절한지 확인하는 것이 바람직합니다. 그러나, Strut의 제원 중 강축길이와 약축길이만 변경할 경우에는 재해석을 하지 않아도 됩니다.

자중 및 작업하중(연직하중)¶

Strut의 자중뿐만 아니라 철근을 달아매거나 발판 등이 설치될 때와 같이 부가하중이 발생하였을 때 입력되며 5kN/m를 표준으로 사용합니다.

온도하중¶

온도하중에 의해 발생하는 축하중을 직접 입력합니다.
기존의 연구에 의하면 양단고정의 경우 이론적인 값의 18~19% 정도로, 기온 1℃ 상승에 대한 버팀대 반력의 증가는 통상 11~12.5kN 정도입니다.
여름과 겨울의 계절적 온도차에 의한 축력변화는 크리프(creep)에 의해 부담된다고 하면, 계절에 의한 온도하중을 고려할 필요가 없습니다. 하루동안의 최고와 최저 온도차를 10℃로 가정하면, 실제 버팀대의 축력 증가량은 120kN 정도 발생하며, 이 값을 이용하여 온도변화의 영향을 고려하는 것이 바람직합니다.

Strut 설계시 참고사항¶

Strut은 띠장에서부터 전달되는 압축과 자중, 적재하중으로 인한 휨모멘트를 받고 있으므로 휨과 압축을 동시에 받는 부재로 설계합니다.
Strut의 길이가 긴 경우에는 중간말뚝 등을 설치하여 보강합니다.
Strut과 띠장의 접합부는 느슨함이 생기지 않는 구조여야 합니다.
Strut은 시공성을 확보하기 위해 허용하는 범위내에서 가능한 한 수직간격을 높게 설치해야 합니다.
굴착폭이 특히 넓은 곳이나 편심하중이 작용하는 곳에서는 Strut의 단면을 교체하거나 수량을 늘려 흙막이벽의 변형을 방지해야 합니다.
강관 Strut 설계는 도로교 설계기준(2005), 도로교 설계기준(2010) 또는 KDS 설계기준(21 30 00) (2024)에서 지원합니다.

Raker¶

Raker 의 제원¶

Raker의 제원에는 지보재의 정의에서 입력한 재질, 단면, 강축길이, 약축길이, 수량이 자동으로 선택되어 있습니다. 선택한 제원의 Raker로 검토한 결과가 N.G.일 경우에는 사용자가 재질, 단면, 강축길이, 약축길이, 수량을 조정하여 재검토 할 수 있습니다. Raker의 제원이 달라지면 해석시 부재력분배가 달라지게 되므로 다시 한번 해석을 수행한 후에 선택한 단면이 적절한지 확인하는 것이 바람직합니다. 그러나 Raker의 제원 중 강축길이와 약축길이만 변경할 경우에는 재해석을 하지 않아도 됩니다.

자중 및 작업하중(연직하중)¶

Raker의 자중뿐만 아니라 철근을 달아매거나 발판등이 설치될 때와 같이 부가하중이 발생하였을 때 입력되며 5kN/m를 표준으로 사용합니다.

온도하중¶

온도하중에 의해 발생하는 축하중을 직접 입력합니다.
기존의 연구에 의하면 양단고정의 경우 이론적인 값의 18~19% 정도로, 기온 1℃ 상승에 대한 버팀대 반력의 증가는 통상 11~12.5kN 정도입니다.
여름과 겨울의 계절적 온도차에 의한 축력변화는 크리프(creep)에 의해 부담된다고 하면, 계절에 의한 온도하중을 고려할 필요가 없습니다. 하루동안의 최고와 최저 온도차를 10℃ 로 가정하면, 실제 버팀대의 축력 증가량은 120kN 정도 발생하며, 이 값을 이용하여 온도변화의 영향을 고려하는 것이 바람직합니다.

Raker 설계시 참고사항¶

Raker은 띠장에서부터 전달되는 압축과 자중, 적재하중으로 인한 휨모멘트를 받고 있으므로 휨과 압축을 동시에 받는 부재로 설계합니다.
유압식 Jack을 사용하여 설치하는 것이 Prestress 관리에 좋습니다.
Kicker Block에 대한 수평지지력을 검토해야 합니다.(부족시에는 지지말뚝의 설치가 필요합니다.)
Raker 설치전에는 소단을 유지하는 것이 좋습니다.

Earth Anchor¶

Earth Anchor의 제원¶

Earth Anchor의 제원에는 지보재의 정의에서 입력한 재질, 단면, 수량이 자동으로 선택되어 있습니다. 선택한 제원의 Earth Anchor로 검토한 결과가 N.G.일 경우에는 사용자가 재질, 단면, 수량을 조정하여 재검토 할 수 있습니다.
Earth Anchor의 제원이 달라지면 해석시 부재력분배가 달라지게 되므로 다시 한번 해석을 수행한 후에 선택한 단면이 적절한지 확인하는 것이 바람직합니다.

재질에 따른 극한하중, 인장하중¶

SWPC7A : 극한하중(1720 MPa) , 항복하중(1470 MPa)
SWPC7B : 극한하중(1860 MPa) , 항복하중(1570 MPa)

단면¶

Strand12.7x4EA : 7연선 12.7mm 강연선 x 4EA를 의미합니다.

자유장¶

지반에 삽입되어 인장재가 통과하고 있지만, 지반에 부착되지 않아 힘이 전달되지 않는 부분의 길이입니다.
구조물 기초설계기준 상에 최소 4.5m로 명시되어 있으며, 일반적으로 5.0m를 설계에 반영하고 있습니다.
각 토층별 내부마찰각으로 가상파괴면을 계산하여 모델에 도시하므로 필요한 자유장을 직관적으로 알 수 있습니다.


가상파괴면(최대 굴착면 기준으로 산정)	어스앵커 (Earth Anchor)

정착장¶

벽체로부터 가상파괴면 밖에 위치해야 하며 마찰저항장과 부착저항장 중 큰 값을 설계에 적용합니다.
앵커정착장이 10m 이상이 되면 극한 인발력이 거의 증가하지 않으므로, 10m 이하로 제한하는 것이 좋습니다.
구조물 기초설계기준상에 최소 정착장은 4.5m 입니다.

안전거리¶

가상파괴면에서 정착장까지 떨어진 거리를 말합니다.
앵커자유장 산정시 필요자유장 + 안전거리와 적용자유장을 비교 검토하여 자유장을 선정합니다.
여유장은 앵커를 긴장하기 위해 흙막이벽체 밖으로 나온 거리를 말하며 MIDAS GEOXD Analysis에서는 1.5m를 기본값으로 하고 있습니다.

허용인장력 및 내력안전율¶

설계옵션에서 정의한 강선의 허용인장력 산정조건과 Anchor의 내력안전율이 표시됩니다.

강선의 허용인장력¶

용도와 사용기간을 선택하면, 각 종류별 앵커의 극한하중, 항복하중 중 작은값을 취하여 허용인장력을 결정합니다.
설계 > 설계옵션 (바로가기)


강선의 허용인장력	안전율

지반종류에 따른 주변마찰 저항¶

앵커체 단위면적당 지반과의 주변마찰저항은 기본시험을 토대로 구하는 것이 기준입니다.
시험에 의하지 않을 경우 책임기술자의 판단에 의해 아래 창을 참고하여 정할 수 있습니다.
암의 종류 및 상태를 세분화하고 있지 않으므로 풍화상태나 균열, 절리 등의 상태를 감안해서 결정해야 합니다.
'지반특성치로 부터 자동 계산'을 선택하면 각 지층의 주변마찰저항값과 접속길이를 고려하여 정착장을 계산합니다.

주입재-인장재의 허용부착응력¶

허용부착응력은 별도의 기준이 없으며, MIDAS GEOXD Analysis에서는「지하철 7호선 설계기준」과「구조물 기초설계기준」내용을 참조하였습니다.

PC강선의 활동량¶

정착장치의 활동에 의한 Prestress 손실을 계산합니다. 일반적으로 3~6mm사이의 값을 사용합니다.

Prestress 손실¶

PC강재의 릭렉세이션에 의한 손실은 프로그램 내부에서 5%를 기본값으로 사용하고 있습니다.

재킹력 기준¶

재킹 설계시 재킹력을 얼마로 할 것인지 기준을 입력합니다.
초기인장력 체크시 : 사용자가 모델 > 지보재의 정에서 입력한 초기작용력(Pini)값을 이용하여 Jacking Force(JFreq)을 산정합니다.
설계축력 체크시 : 계산결과 발생한 축력(Treq) 값을 사용하여 Jacking Force(JFreq)를 산정합니다.

앵커설계시 일반적인 사항¶

흙막이 앵커는 대상으로 하는 구조물의 규모, 형상, 지반조건에 적합한 것을 선정하고 설계하중에 대해서 충분히 안전한 인발저항력을 갖도록 설계해야 합니다.
흙막이 앵커는 흙막이의 구조, 앵커의 치수 등을 고려해서 소요의 정착력이 얻어지도록 설계해야 합니다.
흙막이 앵커는 양호한 지반에 정착해야 합니다.
흙막이 앵커의 초기 긴장력은 지반조건, 흙막이벽의 규모, 설치기간, 시공방법 등을 고려하여 설계해야 합니다.
앵커의 종류가 다양함에 따라 설계길이의 적용에 따라 긴장력 및 늘음량의 크기가 변동되므로 사용자가 앵커 종류를 파악하여 선택할 수 있도록 긴장력 및 늘음량 산정 방식을 분리하였습니다. (자유장 + 0.5m 또는 자유장+정착장+0.5m)

Rock Bolt¶

Rock Bolt의 제원¶

Rock Bolt의 제원에는 지보재의 정의에서 입력한 재질, 단면, 수량이 자동으로 선택되어 있습니다. 선택한 제원의 Rock Bolt로 검토한 결과가 N.G.일 경우에는 사용자가 재질, 단면, 수량을 조정하여 재검토 할 수 있습니다.
Rock Bolt의 제원이 달라지면 해석시 부재력분배가 달라지게 되므로 다시 한번 해석을 수행한 후에 선택한 단면이 적절한지 확인하는 것이 바람직합니다.

내력안전율¶

설계옵션에서 정의한 Rock Bolt의 안전율

지반종류에 따른 주변마찰저항¶

앵커체 단위면적당 지반과의 주변마찰저항은 기본시험을 토대로 구하는 것이 기준입니다.
시험에 의하지 않을 경우 책임기술자의 판단에 의해 아래 창을 참고하여 정할 수 있습니다.
암의 종류 및 상태를 세분화하고 있지 않으므로 풍화상태나 균열, 절리 등의 상태를 감안해서 결정해야 합니다.
'지반특성치로 부터 자동 계산'을 선택하면 각 지층의 주변마찰저항값과 접속길이를 고려하여 정착장을 계산합니다.

Soil Nail¶

인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항할 수 있는 보강재를 Prestressing 없이 촘촘한 간격으로 삽입하여, 원지반의 전체적인 전단강도를 증대하고, 지반변위를 억제시키기 위한 목적으로 시공합니다.

Soil Nail의 제원¶

Soil Nail의 제원에는 지보재의 정의에서 입력한 재질, 단면, 수량이 자동으로 선택되어 있습니다. 선택한 제원의 Soil Nail로 검토한 결과가 N.G.일 경우에는 사용자가 재질, 단면, 수량을 조정하여 재검토 할 수 있습니다.
Soil Nail의 제원이 달라지면 해석시 부재력분배가 달라지게 되므로 다시 한번 해석을 수행한 후에 선택한 단면이 적절한지 확인하는 것이 바람직합니다.
설계길이 : 설치된 Soil Nail의 길이를 말하며, 환산길이의 3배 이상이어야 합니다.
정착장 : 정착된 Soil Nail의 길이를 입력합니다.

내력안전율¶

설계옵션에서 정의한 Soil Nail의 안전율

지반종류에 따른 주변마찰 저항¶

앵커체 단위면적당 지반과의 주변마찰저항은 기본시험을 토대로 구하는 것이 기준입니다.
시험에 의하지 않을 경우 책임기술자의 판단에 의해 상세 대화상자를 참고하여 정할 수 있습니다.
암의 종류 및 상태를 세분화하고 있지 않으므로 풍화상태나 균열, 절리 등의 상태를 감안해서 결정해야 합니다.
'지반특성치로 부터 자동 계산'을 선택하면 각 지층의 주변마찰저항값과 접속길이를 고려하여 정착장을 계산합니다.

수평변위¶

가상파괴면과 Nail의 교점에서 발생된 최대전단력(Vmax)의 검토를 위한 허용수평토압 산정에 사용됩니다.

Soil Nail 안정해석¶

자연사면이나 굴착에 의한 인공사면의 안정성을 향상시키기 위한 공법으로 보강재를 이용하여 지반의 전단 및 인장강도를 증가시킵니다. 한계평형방법에 근거를 둔 프랑스방법(Schlosser, 1982)을 사용하였습니다.
파괴면 형상은 비원호 형태이고, 전체사면의 안정성에 대한 평가는 절편법을 이용합니다.
파괴 메카니즘은 Soil Nail의 인발 저항력과 항복 응력 중 작은 것을 선택하는 다음과 같은 혼합된 메커니즘을 사용하였다.
- 지반의 전단 저항력에 대한 파괴 규준
- 지반과 Soil Nail 사이에서 발생하는 마찰력에 대한 파괴 규준
- Soil Nail에 작용하는 토압에 대한 파괴 규준
- Soil Nail의 강도에 의한 파괴 규준
인장력(Tmax)과 전단력(Vmax)을 고려하는 Soil Nail은 Tresca파괴 규준에 따른 최대 소성일의 원리에 의해 계산되며, Soil Nail에 발생하는 최대 인장 저항력(Tmax)에 대한 전단력(Vmax)의 비는 가상 파괴면에 대한 Soil Nail 설치 경사 각도에 따라 결정됩니다.

Tie Rod¶

재질에 따른 극한하중, 항복하중¶

SWPC7A : 극한하중(1720 MPa) , 항복하중(1470 MPa)
SWPC7B : 극한하중(1860 MPa) , 항복하중(1570 MPa)

단면¶

Strand12.7x4EA : 7연선 12.7mm 강연선 x 4EA를 의미합니다.

허용인장력¶

설계옵션에서 정의한 강선의 허용인장력 산정조건이 표시됩니다.

강선의 허용인장력¶

용도와 사용기간을 선택하면, 각 종류별 앵커의 극한하중, 항복하중 중 작은값을 취하여 허용인장력을 결정합니다.
설계 > 설계옵션 (바로가기)

설계결과¶

계산 및 계산서¶

계산 버튼을 클릭하여 단면검토 결과를 확인하고, 계산서를 클릭하여 해당 부재에 대한 설계계산서를 출력할 수 있습니다.

설계계산서 생성시 출력¶

체크 옵션을 통하여 설계계산서 생성시 해당 지보재의 결과의 출력유무를 설정할 수 있습니다.

시공단계별 결과 출력¶

체크 옵션으로 설계계산서 출력시 해당 지보재의 단계별 결과 계산서 출력유무를 설정할 수 있으며, 에서 출력할 시공단계를 선택하여 단계별 결과를 출력할 시공단계를 설정할 수 있습니다.

검토 항목별로 출력¶

체크 옵션으로 설계계산서 생성시 해당 지보재의 단계별 결과(검토항목별) 계산서의 출력유무를 설정할 수 있습니다.

최종 수정일: 2026-03-20