도로설계요령 제3권 3.2.1 역T형 교대

도로설계요령 제3권 교량

2009
한국도로공사

3.2.1 역T형 교대
역T형 교대의 앞 벽과 확대기초는 각각에 작용하는 하중에 저항하는 캔틸레버보로서 설계하기로 한다.
벽의 하단두께는 단면에 작용하는 축력, 휨모멘트 및 전단력으로 결정하나, 벽에는 전단력에 저항시키기 위한 전단철근을 쓰게 되면 콘크리트를 타설하는데 방해가 되므로 전단철근을 쓰지 않아도 좋은 두께로 하는 것이 바람직하다.


해설
이 조항은 '3.1 설계일반'(2)에서 전체안정(지지력, 활동, 전도)을 검토한 후에 앞벽과 확대기초를 설계하는 경우를 서술한 것이다. 앞 벽과 확대기초와의 접합부를 고정단으로 하는 캔틸레버보로 설계한다. 또 주철근의 확대기초의 하면을 따라 구부려 정착하기로 한다. 확대기초의 설계는 벽과 접합부를 고정단으로 하는 캔틸레버보로서 설계한다. 상세한 설계계산 방법은 '3.4 확대기초의 설계'를 참조한다. 토압은 앞 벽의 설계에서는 토압을 벽에 직접 작용시키고 확대기초의 설계에서는 안정계산으로 작용시킨 토압의 연직토압 성분(PAV 또는 PEV)을 <그림 3.4>과 같이 삼각형 분포하중으로 작용시킨다.

&lt;그림 3.4&gt; 토압의 작용방법

2009 도로설계요령 제3권 3.2교대의 설계

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여기서 궁금한 점
벽체의 벽면마찰각으로 인해 토압의 작용력이 기울어지는데 이때 토압의 수평성분을 벽체에 작용시켜 벽체를 설계한다.
이 때 토압의 연직성분이 남는데 이 연직성분을 뒷굽에 삼각형 분포로 적용하는데
왜 삼각형 분포로 작용한다고 가정하였는지가 궁금하다.


개인의견
아래는 설계에 적용된 계산서의 일부분이다.

뒷굽의 끝단에 토압의 연직성분이 Pv가 계산되는데 여기서 토압은 안정검토시의 토압이되어야 한다.
그런데 계산서를 보면 안정검토시 벽면마찰각은 0degree이다.
그러면 토압의 연직성분은 없다.


첨언하면
토압의 연직성분이 생기는 것은 벽체 단면설계시에만 나오고 안정검토시에는 벽면마찰각이 0이므로 토압의 연직성분이 없다. 그러면 벽체 단면설계시 계산한 토압의 연직성분을 어떻게 삼각형분포로 적용할 수있을까 고민이었다.

도로설계요령의 내용을 다시 읽어보니 안정계산으로 작용시킨 토압의 연직토압 성분을 삼각형분포 하중으로 작용시킨다라고 되어 있다.

안정계산시의 토압은 뒷굽 끝단쪽 가상배면에서 계산이 되고 이때의 벽면마찰각이 0이므로 토압의 연직성분은 없다.

만약 벽면마찰각이 0이 아니라고 가정한다면

뒷굽 끝단에서는 토압의 연직성분 크기 만큼의 하중이 오고 벽체쪽으로 다가오면서 연직성분의 힘이 없어진다고 하면 삼각형 분포하중으로 작용시킬 수 있을 것 같다.

결론
계산서에 적용된 토압의 연직성분값 계산은 교대 벽체의 벽면마찰각이므로 토압의 연직성분 적용에 오류가 있어 보인다.



운외창천 게시판에 질문을 올렸고 의견이 있어 링크를 연결해봅니다.
https://cafe.naver.com/civilsky/3525

교대 확대 기초설계시 토압의 연직성분 재하방법