시공단계 Home > 모델 > 시공단계¶

• 기능
  지반의 굴착 및 지보재의 설치/해체, 구조물 생성에 대한 시공순서를 묘사하여 해석에 반영합니다. 수압, 임의하중 등의 추가하중을 시공단계별로 고려합니다. 정의된 단계별 data는 별도의 변경이 없으면 다음 시공단계에서도 계속 유지되므로, 시공단계에 따라 변경되는 부분만 추가 입력합니다.

• 제한
  단계별 data의 토압종류는 해석종류가 "탄소성보법"을 포함한 경우에만 활성화 됩니다. 변경된 수압을 직접 입력하는 "수압변경" 옵션은 해석종류가 "탄소성보법"을 포함한 경우에만 활성화 됩니다.

• 호출
  Main Menu : 모델 > 시공단계

인접구조물간 시공단계 정의¶

시공단계 List¶

• 굴착지반 주변 인접구조물이 2개 이상 포함된 경우 인접구조물간의 시공단계 순서를 정의합니다.
  인접구조물간 시공단계를 정의하지 않은 경우는 인접구조물의 생성 순서대로 시공단계가 결정됩니다.

• : 인접구조물 List의 전체항목을 추가합니다.

• : 인접구조물 List중 선택항목을 추가합니다.

• : 선택한 인접구조물의 시공순서를 한단계 앞으로 변경합니다.

• : 선택한 인접구조물의 시공순서를 한단계 뒤로 변경합니다.

• : 선택한 인접구조물의 시공순서를 고려하지 않습니다.

• : 전체 인접구조물의 시공순서를 고려하지 않습니다.

시공단계 편집¶

유형¶

• 정의된 시공단계 데이터는 대화상자 좌측의 시공단계 Tree의 항목으로 표시되며, 각 시공단계의 데이터를 간단하게 요약하여 표현합니다.

• 각 시공단계 데이터 항목을 클릭하면 해당 시공단계 정의된 데이터가 '단계별 data'에 표시됩니다.

• : 마지막 단계에 새로운 시공단계를 추가합니다.

• : 선택한 시공단계 앞에 새로운 시공단계를 삽입합니다.

• : 선택한 시공단계를 삭제합니다.

• : 선택한 시공단계의 시공순서를 한단계 앞으로 변경합니다.

• : 선택한 시공단계의 시공순서를 한단계 뒤로 변경합니다.

시공단계 자동생성¶

• 가시설 구조물의 시공단계는 일반적으로 "흙막이벽 설치 → 지반 굴착 → 지보재 설치 → 벽체 및 슬래브 설치 또는 되메우기 → 지보재 해체 " 순으로 이루어집니다. 여기서, 지반 굴착 및 지보재를 설치하는 굴착단계와 벽체 및 슬래브 설치/되메우기 및 지보재를 해체하는 해체 단계는 전형적인 시공단계가 반복되므로, 사용자 편의를 위해 자동으로 시공단계를 구성합니다.

시공단계 자동생성의 두가지 방법¶

1. 시공단계 대화상자에서 을 클릭한 경우
   

2. 모델 > 시공단계 > 굴착시공단계 자동생성 메뉴를 선택한 경우
   

해체 시공단계 자동생성의 경우 뒤채움 또는 되메움이 모델링 되어있는 상태에서 활성화되며, 체크 여부에 따라서 해체 단계를 자동으로 생성하거나, 생성하지 않을 수 있습니다.

최소작업공간¶

• 지보재 설치를 위한 하단 작업공간의 높이를 입력합니다. 입력된 최소작업공간은 굴착깊이 계산시 사용됩니다.
• 지보재 설치 이전 시공단계의 지반 굴착깊이 = 지보재의 설치위치 + 최소작업공간

허용오차¶

• 시공단계의 구분은 지보재 설치위치에 의해 결정됩니다. 기본적으로 지보재를 기준으로 시공단계가 구분되며, 지보재 사이의 설치간격이 허용범위 이내로 좁은 경우에는 동일한 시공단계에 여러 지보재가 설치됩니다.
• 시공단계 구분의 허용범위 = 최소작업공간 × 허용오차
• 인접한 두 지보재의 설치간격이 0.1m이고, 최소작업공간이 0.5m일 때, 허용오차가 20%이면 두 지보재가 하나의 시공단계에서 함께 설치됩니다.

시공단계 구분 예시¶

• 아래 그림과 같은 굴착단면도에서 최소작업공간이 0.5m이고, 허용오차 20%인 경우 생성되는 시공단계
• 시공단계 1: 굴착 1(1.5m 굴착)까지 굴착
• 시공단계 2: Strut 1(1.0m) 설치
• 시공단계 3: 굴착 2(3.6m)까지 굴착
• 시공단계 4: Strut 2(3m), Earth Anchor(3.1m) 설치
  

해체단계 자동생성¶

• 해체 시공단계 자동생성 기능 활성화

  • 벽체 및 슬래브(뒤채움) 또는 되메움이 모델링되어 있는 상태에서 활성화되며, 모델링되지 않은 경우에는 비활성화됩니다.
  • 만약 뒤채움과 되메움이 동일한 심도에 모델링되어있는 경우에는 벽체 및 슬래브(뒤채움)이 우선적으로 모델링 됩니다.

• 옵션 활성화를 위한 상세 조건

  • 뒤채움 : 모델 > 벽체 및 슬래브 > 벽체 형상 > 뒤채움이 고려된 상태에서 활성화 됩니다.
    (※ 단, "지반의 정의 > 뒤채움" 타입으로 정의된 지반이 존재해야 뒤채움 지반이 고려됩니다.)
  • 되메움 : 모델 > 지반의 정의 > 지층형태 > 되메움으로 정의된 지반이 있으면 활성화 됩니다.

기존 입력된 시공단계가 존재하는 경우에는 아래와 같은 주의 메시지 창이 출력됩니다.

시공단계별 수압변경¶

"시공단계 > 초기변수정의"에서 수압고려를 체크한 경우¶

• 이 활성화 됩니다.

• 수압의 형태(최대수압위치)와 최대 수압 크기를 정수압 대비 비율로 입력하여, 각 시공단계에 자동으로 수압변경 값을 입력할 수 있습니다.

최대수압의 위치¶

• 수압의 형태는 "굴착면"에서 최대수압이 발생하는 경우와 "수위차의 중간"에서 최대수압이 발생하는 경우로 2가지 옵션 중 선택하여 삼각형 수압을 적용합니다.

• 굴착면의 경우 배면수위로부터 굴착면까지 수위차에 의해 수압이 증가하다가 근입 하부에서는 다시 감소하여 흙막이벽체 하단에서는 수압이 '0'이 됩니다.

• 수위차 중간의 경우 배면수위로부터 배면측/굴착측 수위의 중간위치까지 수압이 증가하다가 다시 감소하여 굴착측 수위에서는 수압이 '0'이 됩니다.

최대수압의 크기¶

• 최대수압의 크기를 정수압 크기의 비율로 입력하여 정의합니다. (1~100%로 입력)

적용 단계 설정¶

• 수압변경을 적용할 단계를 선택합니다.

수압변경 Table¶

• 자동으로 정의된 시공단계별 수압변경의 입력값을 Table 형태로 확인할 수 있습니다.

• 수압작용심도(h)와 수압의크기(p)를 개별 수정하려는 경우 각 시공단계의 수압변경 정의에서 수정할 수 있습니다.

시공단계별 수압변경 적용¶

• 초기변수로 정의한 지하수 단위중량은 수압크기를 계산하는데 사용되며, 초기수위 또는 수위차 입력값으로 배면측 수위가 결정됩니다.

• 굴착측 수위는 시공단계 정의시 입력된 굴착깊이를 따릅니다.

• 굴착면에서 최대수압이 발생하는 경우 (예시)

  • 기본 전제 : 배면측 수위와 흙막이벽체 하단에서의 수압은 "0"으로 입력됩니다.
  • 수압변경 값
    • 지하수 단위중량 : 10 kN/m³
    • 배면수위와 굴착수위의 차 : 3m
    • 최대수압 적용 비율 : 정수압의 90%
  • 계산 결과 (굴착수위 심도에서의 수압 P)
    • P = 10 x 3 x 0.9 = 27 kN/m² 로 적용됩니다.
      

  

• 수위차 중간에서 최대수압이 발생하는 경우 (예시)

  • 기본 전제 : 배면측 수위와 굴착면에서의 수압은 "0"으로 입력됩니다.
  • 수압변경 값
    • 지하수 단위중량 : 10 kN/m³
    • 배면수위와 굴착수위의 차 : 3m
    • 최대수압 적용 비율 : 정수압의 90%
  • 계산 결과 (배면/굴착측 수위차 중간 심도에서의 수압 P)
    • P = 10 x 1.5 x 0.9 = 13.5 kN/m² 로 적용됩니다.
      

  

단계별 Data¶

굴착깊이¶

• 해당 시공단계에서 지반의 굴착이 필요할 경우에 입력합니다. 최상단으로부터 지반의 굴착깊이(+)를 입력합니다.

• 지보재가 raker인 경우 버튼을 클릭하여 굴착깊이를 정의할 수 있습니다.

• None : 굴착면이 일직선인 경우 이용합니다.

• 3 POINT : 굴착면이 3점으로 지정되는 경우 거리별 지반의 굴착깊이(+)를 입력합니다. raker에서 일정간격이 떨어진 경우 사용됩니다. 0 ≤ x ≤ 굴착폭(+) 이며, 0 ≤ Elevation ≤ 최대굴착깊이(+)의 범위를 갖습니다.

• 4 POINT : 굴착면이 4점으로 지정되는 경우 거리별 지반의 굴착깊이(+)를 입력합니다. raker에서 일정간격이 떨어지고, 소단이 있는 경우 사용됩니다. 0 ≤ x ≤ 굴착폭(+) 이며, 0 ≤ Elevation ≤ 최대굴착깊이(+)의 범위를 갖습니다.

선형변화¶

• 굴착깊이 5m. 선형변화의 Elevation이 굴착깊이보다 작게 입력된 경우 ⇒ 굴착깊이로 해석에 반영됩니다.

• 굴착깊이 5m. 선형변화의 Elevation이 굴착깊이보다 크게 입력된 경우 ⇒ 입력된 선형변화 높이로 해석에 반영됩니다.

• 굴착깊이 5m. 선형변화의 Elevation 일부가 굴착깊이보다 작게 입력된 경우 ⇒ 굴착깊이보다 작은 부분은 자동으로 굴착깊이로 인식하여 해석에 반영됩니다.

• 선형변화의 x 최대값이 굴착폭보다 작게 입력된 경우 ⇒ x 최대값의 좌표를 굴착폭에 맞게 위치를 평행이동하여 해석에 반영됩니다.

지보재¶

• 해당 시공단계에서 지보재 설치가 필요한 경우에 입력합니다.

• 버튼을 클릭하여 생성 또는 해체되는 지보재를 선택합니다.

• 지보재 생성 및 해체에 설치 높이로 정렬된 지보재는 지보재의 정의에서 정의합니다.

• 하나의 시공단계에서 동일한 지보재를 생생과 동시에 해체할 수 없습니다.

벽체 및 슬래브¶

• 벽체 및 슬래브가 설치되는 시공단계에서 선택합니다.

• 최상단으로부터 벽체 및 슬래브의 설치높이(+)를 입력합니다.

• 벽체 및 슬래브의 정의에서 완성단계의 벽체와 슬래브를 정의하면, 최하단 굴착깊이에서 입력된 설치높이 사이에 정의된 벽체 및 슬래브가 설치됩니다.

• 본 구조물(벽체와 슬래브)는 해체단계에서 지보재를 대신하여 흙막이벽체를 지지하는 역할을 합니다. 이때 벽체와의 이격거리가 존재한다면 뒤채움을 통해 흙막이벽체와 본 구조물 사이를 스프링으로 연결해 주어야 합니다.

되메움¶

• 되메우기가 시공되는 단계에서 선택합니다.

• 최상단으로부터 되메움의 설치높이(+)를 입력합니다. 벽체 및 슬래브와 설치높이 입력을 공유하며, 벽체 및 슬래브에 의한 뒤채움이 우선적으로 고려됩니다.

• 지반의 정의에서 되메움을 정의하면, 되메움의 하단깊이 또는 굴착면에서 입력된 설치높이 사이에 정의된 되메움이 시공됩니다.

• 되메움은 뒤채움과 다르게 본구조물 벽체 없이 모사할 수 있으며, 해체단계에서 지보재를 대신하여 흙막이벽체를 지지하는 스프링 역할을 합니다.

공기층 성토 깊이¶

• Project Setting에서 정의된 해석종류가 "탄소성보법"을 포함할 경우 활성화됩니다.

• 최상단으로부터 성토되는 깊이(+)를 입력합니다.

• 버튼을 클릭하여 변경될 지반특성을 리스트 중에 선택합니다. 변경될 지반특성은 지반의 정의에서 "지반개량" 으로 정의된 토층에 대해서 가능하며, 1개의 지층물성만 적용이 가능합니다.

토층변경¶

• 해당 시공단계에서 지반의 특성이 변경되는 경우에 선택합니다.

• 버튼을 클릭하여 변경될 지반특성을 리스트 중에 선택합니다.

변경될 지반특성 정의¶

• 모델 > 지반의 정의 (바로가기)
• 변경될 지반의 특성은 "지반의 정의 > 지반구성" 에서 "지반개량"으로 정의한 토층 중에서 선택할 수 있습니다.

지반개량이 필요한 경우¶

1. 성토부의 하중을 경감시키기 위해 배면측 토층을 굴착한 후, 되메우기를 하는 경우
2. 시공단계 중에 연약한 지반의 물성을 변경하는 경우

흙막이벽체가 근입된 깊이까지의 토층에 대해서 지반개량을 할 수 있습니다.

임의하중¶

• 하중에는 전체 시공단계에 걸쳐 지속적으로 재하되는 상재하중과 일부 시공단계에서만 일시적으로 재하되는 임의하중이 있습니다.

• 해당 시공단계에서만 재하되는 임의하중이 있을 경우에 버튼을 클릭하여, 시공단계에 맞게 하중을 재하합니다.

임의하중의 정의¶

• 모델 > 상재하중의 정의 (바로가기)
• 시공단계 중에 일시적으로 재하되는 임의하중은 "상재하중의 정의 > 하중" 에서 "임의하중"으로 정의된 하중 중에서 선택할 수 있습니다.

토압종류¶

• Project Setting에서 정의된 해석종류가 "탄소성보법"을 포함할 경우 활성화됩니다.

• 흙막이벽체에 작용하는 토압계산 방법을 변경할 필요가 있을 경우에 선택합니다.

• 입력할 수 있는 토압의 종류

  • Rankine 토압
  • Coulomb 토압 : 벽 마찰각을 입력하여 토압을 계산합니다.
  • Peck 토압 : "굴착깊이사용" 옵션을 선택하면 해당 시공단계의 굴착깊이가 반영됩니다. 직접지정을 통해 사용자가 임의 값을 지정할 수 있습니다.
  • 임의토압 : 실측치가 있는 경우와 같이 토압의 크기를 사용자가 직접 입력합니다.

수압변경¶

• "시공단계 > 초기변수정의" 에서 수압을 입력한 경우만 활성화됩니다.

• 해당 시공단계에서 수압이 변화하는 경우에 입력합니다.

• 버튼을 클릭하여 수위를 조절하거나, 직접 수압을 입력할 수 있습니다.

• Project Setting에서 정의된 "해석종류"가 "탄소성보법"을 포함할 경우에 "수압변경"이 가능합니다.

• 불투수층, 암반 등의 존재로 일반적인 정수압 형태와 다르게 수압이 작용할 경우에 "수압변경"을 이용합니다.

• "수압변경"이 입력되면 "초기변수"에서 입력된 수압은 토압계산에만 사용됩니다.
  (지하수위 이상 : 습윤단위중량 , 지하수위이하 : 포화단위중량-지하수 단위중량)

초기변수¶

• 초기변수에서는 시공단계해석의 기본적인 해석변수를 정의하는 것이며, 정의된 내용은 모든 시공단계에 걸쳐 동일하게 적용됩니다.

단계별 해석방법¶

• Project Setting에서 정의한 해석종류가 "탄소성보법"을 포함한 경우에만 활성화 됩니다.

• 탄성법, 탄소성법, 관용법으로 구분됩니다.

• 탄성법, 탄소성법에 작용하는 토압은 Rankine 토압, Coulomb 토압이 있습니다.

• 관용법일 때는 Pack 토압을 이용합니다.

토압종류¶

• Project Setting에서 정의한 해석종류가 "탄소성보법"을 포함한 경우에만 활성화 됩니다.

• 해석방법에 따라 Rankine 토압, Coulomb 토압, 경험토압으로 구분됩니다.

수압고려¶

• "수압고려"에 Check on 하면 시공단계별로 수압이 작용합니다.

수압고려 (예시)¶

• 초기수위 : 0m , 수위차 : 0m일 때

• 초기수위 : 1m , 수위차 : 2m일 때

시공단계 미리보기¶

• 버튼을 클릭하여 사용자가 정의한 시공단계를 확인합니다.

• Select Stage : 선택된 해당 시공단계를 확인합니다.

• Simulate All Stages : Start 버튼을 클릭하여 시공단계 변화를 확인합니다.

시공단계별 강제변위 입력¶

강제변위¶

• Project Setting 에서 정의한 해석종류가 "FEM+탄소성보법" 이고, FEM 해석방법을 한계상태 평형법으로 설정한 경우에만 활성화 됩니다.

• FEM 해석시 탄소성보법에서 나온 변위값을 이용할 수 있으며 계측데이터가 있는 경우 각 지점에서의 변위값을 직접 입력하여 FEM 해석시 강제적으로 지정해 줄 수 있습니다.