(앵커) 작용하중, 필요억지력 산정 | 부상방지 앵커 | 지진, 풍하중에 대한 전도대책
2.3.2 작용하중, 필요억지력 산정
앵커에 작용하는 하중은 공용기간중의 안정성을 충분히 확보할 수 있도록 앵커의 사용 목적이나 용도를 고려하여 결정하여야 한다.
가설 토류벽이나 지반 등의 일시적인 보강공법, 비탈면의 붕괴방지 및 안정 공법, 옹벽의 보강 및 구조물의 기초 등으로 앵커를 계획하는 경우 앵커자체의 설계에 앞서 앵커로 보강하고자 하는 대상의 안정을 위해서 어느 정도의 앵커력이 필요한 가를 먼저 결정한다.
토압은 <그림 2.7>과 같이 주동토압, 수동토압, 정지토압으로 분류된다. 구조체 및 흙의 상태가 동일조건이라면 변위와 토압의 관계는 주동토압이 가장 작고 정지토압, 수동토압이 최대가 되는 관계가 된다. 흙막이 벽체, 비탈면의 붕괴막이를 위한 벽체 등에 작용하는 토압이나 수압은 일반적으로 측압으로서 주어지 는데 측압의 계산은 Coulomb이나 Rankine 등의 토압식을 사용한다.
가. 비탈면의 붕괴방지 및 안정화를 위해 사용할 경우
비탈면의 붕괴방지 및 안정화에 대한 대책으로 앵커를 사용하는 경우 대상 으로 하는 비탈면의 지질, 지반 조건 등을 충분히 파악하고 안정해석을 통해 설계안전율을 만족하도록 필요억지력을 구한다.
비탈면의 안정해석방법 시에는 예상활동면상에서 저항력과 활동력과의 비로 안전율을 결정하는데, 이 경우 앵커를 사용하는 이유는 붕괴에 저항하려는 힘을 증가시키는 방법으로 현재의 안전율을 설계안전율까지 높이고자 하는 것이다.
F8 = 붕괴에 저항하는 힘 / 붕괴하려는 힘
나. 부상방지 앵커
지하수위가 높은 장소에 구조물이 시공되는 경우에는 부력에 의해 구조물이 부상할 가능성 있다. 이에 대한 대책으로는 매스콘크리트의 중량에 의해 저항 시키는 방법이 있으나,
이 방법은 콘크리트의 타설량을 증가시키기 위해 굴착토량이 커지고 굴착깊이도 커져 공사기간과 공사비가 모두 커지는 단점이 있다. 이러한 경우, 그라운드 앵커공법을 적용함으로써 지반의 굴착량이나 콘크리트 타설량을 대폭으로 감소시켜 공사기간이나 공사비 등을 줄 일 수 있다.
<그림 2.8>과 같이 부상방지 앵커의 설계에 필요한 하중은 부력에서 구조물의 자중을 제한 것으로 부력은 최고지하수위(즉, 부력이 가장 커지는 지하수위)에 대해서 검토한다.
다. 지진, 풍하중에 대한 전도대책을 위해 사용할 경우
송전탑, 송신탑 등 탑상의 구조물의 지진, 풍하중에 의한 전도 방지를 위해 앵커를 사용하는 경우의 작용하중은 구조물을 <그림 2.9>에 나타낸 것처럼 강체로 생각하여 모멘트의 균형을 고려하여 계산한다.
출처: 국토교통부 그라운드 앵커 설계, 시공 및 유지관리 매뉴얼
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