예로서 주름 금속관에서 비율은 채움 깊이가 감소함에 따라서 더 크게 증가하였다. 먼저 인용한 바와 같이 이것은 낮은 휨강도와 높은 축강도 때문에 발생하는 이 암거 CROWN에 발생하는 높은 압력의 결과이다. 이 연구에 기초하여 현재 AASHTO 하중 분포법은 주름금속아치를 제외하고 모든 암거형태에 대해 중립 또는 보수적 접근을 제공하고 있다. 제안된 SDE는 이 연구에서 나온 모델링 결과를 더 적합하게하고 현재 AASHTO 하중 분포법보다 덜 보수적이다. 고려되는 대부분 보강 콘크리트 관직경과 깊이에 대해 SDE는 일반적으로 LRFD보다 더 낮은 정부 모멘트를 그리고 표준방법보다 훨씬 더낮은 정부 모멘트를 묘사하고 있다. 그러나 SDE는 여러해 동안 발간물 없이 사용되어온 미국콘크리트 관 협회(ACPA)에 비교해서 아주 보수적이다. 연구팀은 제안 SDE가 보다 좋은 암거 설계와 깊이에 관한 활하중 분포에 개선을 초래할 것으로 믿고 있다.

-본문

제1장 연구추진과 서론

1.1 관련경험의 검토와 평가

1.2 토층구성 모델과 Software

1.3 2D, 3D 모델링

1.4 SDEs의 개발

1.5 암거 작용력에 대한 SDEs의 조사와 효과

1.6 개정 분석 안내서

제2장 결과물

2.1 관련경험의 검토와 평가

2.2 개정 분석모델의 개발과 선정

2.3 SDEs의 개발

2.4 암거 작용력에 대한 SDEs의 효과

2.5 개정 분석방법 사용을 위한 안내서

제3장 해설, 평가, 적용

3.1 SDEs

3.2 AASHTO LRFD 교량설계기준에 변경 추천

3.3 모든 설계 및 신뢰성 여유

제4장 결론

NCHRP 프로젝트 15-29 ‘매설구조물 활하중 분포에대한 설계기준’은 여러 가지 암거구조에서 지표면활하중이 토층을 통해 어떻게 하중이 분포하는지를 조사하였다. AASHTO 표준과 LRFD 기준은 활하중이 암거구조위에 채움재를 통과하여 확산되는 방법에서 다르다. AASHTO 표준 설계기준은 지표면에 점하중을 적용하며 암거깊이 1.75배 비율로 하중을 분포 시킨다. LRFD 기준은 지표면에 10X20 in2의 바퀴면적을 통과하는 활하중을 적용하며 채움 깊이증가에 따라서 토층형태에 맞추어 1~1.15의 저감계수로 감소된다. 이 프로젝트는 3D 수치모델을 이용하여 암거형태와 토층기능에 따라 활하중이 매설깊이에 어떻게 분포하는지 조사하였다. 수치조사는 구조물 응답에 대한 SDE를 개발하기위한 기초를 제공하는 열 가소성관, 주름 금속아치, 주름 금속관, 콘크리트 박스, 콘크리트 관, 콘크리트 아치를 포함한 약 830개 매설암거에 대한 3D분석과 예측모델검증, 적절한 Software와 토층모델의 선택을 포함하고 있다. AASHTO 설계기준 개정안 제안서가 개발되었다. 먼저 한계상태 설계법이 AASHTO 설계기준에 포함된 모든 암거형태에 대해 비교 및 평가 되었다. 다음에 수치모델링으로부터 한계상태 수치해석 값이 표준 및 LRFD 설계기준으로부터 결과 값과 비교되었다. 마지막으로 제안 SDE는 모델링 결과와 보다 좋은 상관관계를 제공하도록 개발되었다. 모든 암거형태에 대해 제안된 SDE는 암거 축에 평행한 하중분포계산에 안거 스팬 관련항을 포함하였다. Table3-1은 6개 암거형태에 대해 단면에 제안된 변화를 요약하고 있다. LRFD 설계기준에 추천된 변화는 부록C와 3-2절에 나타나 있다. 추천된 변화는 구조응답이 계산되는 설계기준 12절과 활하중 여유가 명기된 설계기준 3절에 제한된다. 암거설계에 제안 SDE의 효과를 알기위해, 한계구조응답이 248개 암거, 깊이, 스팬, 토층 조합에 대해 제안 SDE, LRFD, 표준 설계기준에 대해 비교계산 되었다. 프로젝트를 위해 연구팀은 매설 암거에 표면 활하중 전달의 확장 3D모델링을 수행 하였다. 결과로부터 모델링 없이 암거를 설계하는 SDE를 제안 하였다. 그러나 많은 설계상황이 SDE로 설명되지 않는다. 이런 상황에서는 2D, 3D모델링이 설계에 필요할 수 있다. 안내서는 2D, 3D 모델링을 수행하기 위해 개발되었다. 2D안내서는 3D모델로부터 개략적으로 구조적응답을 완성하기위하여 2D모델에 적용되는 표면하중 강도를 선택하기 위한 의미를 제공한다. 2D 컴퓨터 모델은 활하중 효과를 계산할 때 고유의 한계를 가진다. 2D이기 때문에 암거 축에 평행하고 종방향으로 발생하는 하중분포는 계산될 수 없다. 모델은 3D 기하 실재 현상을 망라하는 수직 분절을 나타내고 있다. 2D분석을 수행하는데 사용되는 지표면 압력에 대한 최종 안내서는 보강 콘크리트 관, 열가소성 (단면벽) 관과 주름 금속관의 구조적 응답에 대한 합리적인 결과를 제공하는 결과를 기반으로 하는 2변수 방정식이다. 콘크리트 박스, 콘크리트 아치, 주름금속아치의 거동은 변화가 너무 심해서 이안내서로 적절하게 지정할 수 없는 것에 근거 하였다. 3D안내서는 Software, 활하중 적용, 포장과 토층대표단면, 모델치수, 요소크기, 대칭성과 경계조건, 암거구조 대표단면, 토층 - 암거 간 간격을 해설하는 것으로 전개 되었다. 제안된 SDE의 모든 설계와 신뢰성 여유는 LRFD 설계 작용력대 SDE의 비 그리고 표준설계 작용력대 SDE설계 작용력의 비에 대해서 통계를 계산함으로서 평가되었다. 대부분의 설계 작용력에 대해 LRFD에 SDE 평균 비는 0.9~1.1사이에 있다. 이 제한에서 예외는 보강 콘크리트 관 (RCP) 정부(CROWN) 모멘트에 0.888, 아치주름 금속관(CMA)첨두 압력 1.46 그리고 보강콘크리트 아치(RCA) 첨두 모멘트에 0.882가 있다. 설계 작용력 비의 범위는 SDE/STANDAR에 대해 일반적으로 크다. 이것은 LRFD 설계법과 같이 SDE가 점하중보다 오히려 (10X20 in2) 유한크기 휠 면적으로부터 하중을 분포함을 반영하고 있다. 몇 가지 구조물 작용력에 대해서는 예외지만 제안 SDE가 평균에 대해 설계여유와 신뢰성에 크게 영향을 주지 않는다. 그러나 비율에서 상대적으로 큰 분포가 토층 형태, 직경, 깊이의 조합 경우에 따라 LRFD 설계 작용력 보다 상당히 다른 것을 나타내고 있음을 의미한다. 제안 SDE와 현재 시행분 사이에 상당한 변화가 있는 데에서 차이는 현행 표준에 잡히지 않는 SDE모델 거동에서 Random하지 않다. 예로서 주름 금속관에서 비율은 채움 깊이가 감소함에 따라서 더 크게 증가 하였다. 이미 인용한 바와 같이 이것은 낮은 휨강도와 높은 축강도 때문에 발생하는 이 암거 CROWN에 발생하는 높은 압력의 결과이다. 제안 SDE가 보다 좋은 암거 설계와 깊이에 관한 활하중 분포에 개선점을 반영할 것이다.

원문제목 (Recommended Design Specification for Live Load Distribution to Buried Structure)

▣ 원문의 주요목차*********************************************************************

요약
제1장 연구추진과 서론
제2장 결과물
제3장 해설, 평가, 적용
제4장 결론
- 참고 자료