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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 200705기반구축A14
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 LRFD 기초구조물 설계를 위한 저항계수 결정 연구
총 연구기간 2005-06-30 ~ 2008-06-29
연구책임자 곽기석
당해년도
참여 연구원수
102명 총 연구기간
참여 연구원수
376명
당해년도
연구비
정부 : 458,000,000 원
기업 : 256,000,000 원
계 : 714,000,000 원
총연구비 정부 : 1,403,000,000 원
기업 : 749,940,000 원
계 : 2,152,940,000 원
연구기관명 한국건설기술연구원
등록 발간번호 -
ISBN
주요 내용 o 대형 사회기반 시설물은 그 중요도에 비추어 기존 구조물의 유지관리와 보수뿐만 아니라 설계단계에서부터의 구조물에 대한 합리적 수준의 안전도 확보가 매우 중요함.
o 이를 위해서는 설계과정에 다양한 설계변수들의 불확실성을 명확히 고려함으로써 요구되는 안전도를 확보하는 새로운 개념의 신뢰성기반설계법 또는 한계상태설계법(limit state design)이 요구됨.
o 토목 및 건축구조물의 설계에 있어 한계상태설계법은 세계적인 추세이며, 미국과 유럽을 포함한 선진외국에서는 구조물 설계와 관련하여 한계상태설계법을 이미 도입하여 그 기준을 정비하였음.
- 국제표준화기구(ISO) : ISO 2394
- 유럽표준화위원회(ECS) : 유로코드
- 미국도로협회(AASHTO) : LRFD 교량설계시방서
o 국내의 대비가 필요한 시점이며, 연구개발을 통해 국제적 수준에 부합하는 기초구조물에 대한 하중저항계수설계법의 개발이 절실히 요구됨.

[최종목표]
본 연구의 최종목표는 국내의 특성을 고려한 지반저항계수를 결정하여 세계적 기준에 부합하는 기초구조물의 하중저항계수설계법(LRFD)을 개발하는 것이며, 세부적인 연구목표는 다음과 같다.
o 국내 기초구조물 설계를 위한 현장지반조사, 실내시험, 하중재하실험 자료의 데이터베이스 구축
o 기초구조물의 신뢰성 평가 기법 및 프로그램 개발
o 기초구조물 종류별(항타강관말뚝, 현장타설말뚝, 직접확대기초) 저항계수 결정 및 제안
o 세계적 기준에 부합하는 기초구조물(항타강관말뚝, 현장타설말뚝, 직접확대기초)의 하중저항계수설계법(LRFD)의 개발
o LRFD 기초구조물 설계법의 검증

[연구내용 및 범위]
o 국내외 연구동향 분석
- 항타말뚝, 현장타설말뚝, 확대기초의 현행 국내 허용응력설계법을 포함한 설계기준과 시공방법의 조사 및 분석
- 미국의 AASHTO LRFD(Load & Resistance Factor Design) 기초설계, 유럽공동체의 Eurocode 및 캐나다의 CHBDC2001 등 국외 기준 조사 및 분석
- 국내외 기초구조물 LRFD 연구동향 조사/분석
o 국내 기초구조물 설계를 위한 현장지반조사, 실내시험, 하중재하실험 자료의 데이터베이스 구축
- 기존의 국내 재하시험 및 지반조사자료 수집 및 분석
* 민간기업 및 공관계 재하시험 및 지반조사 자료 수집
* 지반종류에 따른 자료의 체계적 분류/분석
* 기초형식(항타말뚝, 현장타설말뚝, 확대기초)에 따른 자료의 체계적 분류 및 분석
* 설계방법에 따른 자료의 체계적 분류/분석
- 현장 지반조사 및 재하실험
* 주요 설계 지반변수의 선정
* 지반특성을 고려한 정/동재하시험 및 지반조사
* 기존의 허용응력설계법을 이용한 정역학적 해석 (재하실험 Case 및 검증된 기존 재하실험 Case)
* 수집/실험자료 및 분석결과의 데이터베이스 구축
- 정역학적 해석을 통한 기초구조물의 설계모델링 불확실성 평가
* 재하시험결과와 정역학적 해석 결과의 비교 및 통계분석을 통한 저항의 설계모델링 불확실성 평가
- 주요 설계변수의 자료 분석을 통한 통계 특성치 결정
* 저항 편향계수(resistance bias factor)의 평균값과 변동계수 결정
- 기초구조물 설계변수 데이터베이스 구축
o 기초구조물의 신뢰성 해석시스템 개발
- FORM(First Order Reliability Method) 및 MCSM(Monte-Carlo Simulation Method) 기법을 이용한 기초구조물의 신뢰성해석 알고리즘 개발
- FORM 및 MCSM을 이용한 신뢰성해석 프로그램 개발
o 기초구조물 종류별 저항계수 결정 및 제안
- 현행 허용응력설계법에 의한 기초구조물별 다수의 신뢰성해석 수행 개발된 두 가지 신뢰성해석방법(FORM 및 MCSM)을 이용
- 목표 신뢰도지수 및 파괴확률 결정
- 기초구조물의 저항계수 산정 알고리즘 개발
- 저항계수 산정 프로그램 개발
- 기초구조물 저항계수 산정
o 세계적 기준에 부합하는 기초구조물의 하중저항계수설계법(LRFD)의 개발
- 기초구조물 저항계수 보정
- 기초구조물 설계를 위한 지반 저항계수의 결정
- 기초구조물 설계를 위한 하중계수 선정
- LRFD 기초구조물(항타말뚝, 현장타설말뚝, 직접기초) 설계법 개발
o LRFD 기초구조물 설계법의 검증
- 현장 지반조사 및 재하실험을 통한 저항계수의 검증
- LRFD설계법과 허용응력설계법과의 비교를 통한 검증
- 주요 설계변수에 대한 신뢰성 설계도표의 개발
- 최종 LRFD 기초구조물 설계법 제안
색인어 한글 기초구조물 하중저항계수설계법 신뢰성평가 저항계수 코드보정
영문 Foundation Structures Load ResistanceFactor Design Reliability Estimation Resistance Factor Code Calibration
최종보고서 0848_LRFD 기초구조물 설계를 위한 저항계수 결정 연구.pdf
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