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HOME >> 제품정보 >> XPILE LRFD-말뚝 하중저항계수 설계 프로그램

XPILE - LRFD Ver 1.0 For Windows 프로그램 주요특징
    

    도로교 설계기준을 기반으로 통계적 신뢰도간 상호조합을 포함하는 확률론적 LRFD 개념을 하부구조에 적용하고 말뚝지지력을 산정 및 검토하는 기능을 포함한다. 시뮬레이션을 통해 기초의 하중조합 및 하중계수를 이용하며, 지지력 예측 모델의 불확실성을 고려하여 타입말뚝 및 현장타설말뚝에 대한 공식 코드화 및 LRFD 개념에 근거한 저항계수 적용 및 설계가 가능하게 한다. XPILE - LRFD 말뚝지지력 산정 및 해석 프로그램의 구성 및 주요기능을 요약하여 정리하고 세부적인 내용을 설명드리면 다음과 같다.


    가. 프로젝트 관리 기능

    나. 정보 트리 기능

    다. 데이타베이스 관리 기능

    라. 말뚝 배열 기능

    마. 말뚝 해석 알고리즘

    바. 저항계수 산정

    사. 해석결과 도시 및 이용

    아. 프로그램 업데이트

    자. 지지력 해석

    차. 프로그램 환경


   가. 프로젝트 관리 기능    

☑ 프로젝트를 묶어 관리하여 추가, 수정, 삭제, 백업, 복원, 복사 등의 여러가지 기능을 수행한다. 추가, 수정, 삭제 기능을 이용하여 프로젝트의 파일 목록을 관리할 수 있으며, 복원, 복사, 백업 기능을 이용하여 프로젝트의 재사용 및 관리가 용이하다. 따라서 프로젝트간 이동이 가능하고, 그로 인해 편의성 및 공유성 그리고 사용성이 증대된다.


[그림] 프로젝트 매니저


   나. 정보 트리 기능    

☑ 정보 트리 기능은 해석에 사용하는 여러가지 데이터를 화면상에서 트리형태로 쉽게 확인할 수 있도록 구성된 기능이다. 정보 트리는 프로젝트 기본정보, 지층정보, 기초정보, 하중정보, 말뚝정보, 지하수위정보 등으로 구성되어 있으며 그 항목의 우측에는 각 데이타의 개수, 색상 등의 기타 정보들이 표시된다. 또한 데이타 트리의 체크박스는 각 데이타의 화면 도시 여부 결정하는 기능을 수행한다.


[그림] 데이타 트리


   다. 데이타베이스 관리 기능    

☑ 지층 입력 시 보다 다양한 지층의 표기 방법을 위한 그라데이션 색상 설정 기능이 존재한다. 그라데이션 색상을 데이타베이스화 하여 구성해 놓으면 추후에 다시 사용이 가능하다. 이는 보다 다양한 방법으로 지층을 표기할 수 있다.


[그림] 지층 그라데이션 색상 정보 관리

   

☑ 지층 물성 데이타를 데이터베이스 파일으로 관리가 가능하다. 자주 사용되는 지층 데이타베이스는 추후에 사용이 가능하게 지층 물성 정보 입력 시 개별로 저장이 가능하며, 다른 프로젝트에서 사용하고자 하는 경우 데이타베이스에 저장된 지층물성정보를 불러와 사용할 수 있다.


[그림] 지층 데이터베이스 관리

   

☑ 말뚝 제원 데이타를 데이터베이스 형식으로 관리할 수 있다. 말뚝 정보 입력 시 많은 말뚝 제원 정보를 일일이 입력하는 불편함을 줄임으로써 사용자가 보다 편리하게 말뚝 제원 정보를 입력할 수 있게 한다. 말뚝 제원 정보를 가져온 후 수정할 사항이 존재하면 말뚝 제원 정보 편집 창에서 수정이 가능하다.


[그림] 말뚝 데이터베이스 관리


   라. 말뚝 배열 기능    

☑ 지층과 말뚝을 입력하여 단면도 형태로 표시가 가능하며, 배열 시 최소 및 최대 간격을 고려하여 말뚝의 행과 열의 개수를 사용자가 직접 입력할 수 있다. 프로그램 상에서 최대 및 최소로 설치할 수 있는 행과 열의 개수를 지정해주고 적당한 말뚝의 개수를 직접 설정한다.


[그림] 지층과 말뚝 단면도 형태로 표시


   마. 말뚝 해석 알고리즘    

☑ 말뚝의 해석방법을 선택하고 각각의 해석방법에서 요구되는 물성정보를 입력 및 수정하는 작업을 수행할 수 있다. 타입말뚝 해석법에는 α법, β법, λ법, SPT 법이 있으며, 현장타설말뚝 해석법에는 CIP 법이 있다. 각 해석 방법에 따른 입력 사항과 지층종류에 따른 입력사항이 상이하며 프로그램 내부에서 이러한 여러가지 해석방법을 고려한 해석 알고리즘을 보유하고 있다.

(1) α법

α법은 반경험적 방법으로써 전응력에 근거한 방법으로 말뚝과 점성토사이의 부착력을 점성토의 비배수 전단강도와 관련지어 사용한다.


[그림] 타입말뚝 - α법

(2) β법

유효응력법에 근거한 방법은 말뚝 주면마찰력을 예측하는데 이용된다. 공칭 단위 주면마찰력은 다음 식과 같이 유효응력에 근거하며 OCR과의 관계에 대한 계수를 이용하여 정의된다.


[그림] 타입말뚝 - β법

(3) λ법

방법은 주면마찰력을 수동토압을 고려하여 사용하며 관입깊이에 따른 경험계수를 이용한다.


[그림] 타입말뚝 - λ법

(4) SPT 법

표준관입시험은 개력적인 지반의 지지력, 대상지층의 토질, 지지층의 위치, 연약층 유무 등을 판정하기 위하여 실시하며, 주면마찰력 및 선단지지력은 현장 원위치시험법을 사용하여 평가한다.


[그림] 타입말뚝 - SPT 법

(5) CIP(Cast In Place) 법


[그림] 현장타설말뚝 - CIP 법


   바. 저항계수 산정    

☑ 신뢰성해석 결과로 나온 저항계수를 적용할 수 있다. 즉, 신뢰성해석을 실시하여 목표파괴확률을 만족하거나 시도회수를 초과하게 되면 작업을 종료하게 된다. 이 경우 하중을 줄이거나 저항을 증가시켜서 시도회수 안에서 한계상태식이 만족하도록 한다. 하중의 증가는 하중값을 변경한 후 다시 실행하면 되고, 저항을 증가시키기 위해서는 토질정수를 증가시키는 방법이 있다. 또한 말뚝의 길이나 직경을 직접 변경하는 방법으로 저항을 증가시킬 수 있다.


[그림] 저항계수 탐색


[그림] 저항계수 적용


   사. 해석 결과 도시 및 이용    

☑ 신뢰성 해석 시 하단의 신뢰도 지수 버튼을 이용해서 말뚝 배열에 따른 목표파괴확률, 신뢰도지수 및 파괴확률 값을 그래프 형태로 확인이 가능하며 이는 최적 설계 그래프를 보여준다.


[그림] 신뢰성 해석 결과 그래프

   

☑ 말뚝 지지력 해석 결과를 보고서 형식으로 확인할 수 있으며 저장 및 출력이 가능하다. 또한 보고서 관리자를 이용하여, 여러 말뚝 해석 결과 보고서를 비교할 수 있는 기능을 가진다.


[그림] 지지력 결과 그래프

   

☑ 프로젝트의 해석 결과 및 데이타를 레포트 형식으로 표시하는 대화상자이다. 상단의 여러가지 기능 버튼을 이용하여 페이지 설정을 할 수 있으며, .pdf 파일 형식으로 저장 및 출력할 수 있는 기능을 한다.


[그림] 해석 결과 그래프

   

☑ 입력된 지반정보를 3D 화면으로 출력하여 데이타를 3차원으로 볼 수 있으며, 지반의 고저를 광원을 이용하여 음영으로 표현하므로 지반상태를 쉽게 파악할 수있습니다. 또한 계획고를 설정한 경우에는 절성토면을 상세하게 볼 수 있으며 3D화면 우상단에는 나침반이 있어 3D화면에 있어서 방위나 기준축에 대한 회전량도 표시가능하다. Z축 방향에 대해서는 별도의 축척을 적용하여 지반의 요철을 좀 더 상세히 조정할 수 있다.


[그림] 데이타 정보 3D로 표현

   

☑ 입력된 말뚝 정보를 3D 화면으로 출력하여 말뚝 입력 정보를 2차원으로 확인 수 있으며, 화면 좌측에는 최대 및 최소값의 범례표가 화면 우측에서는 하중 및 변위데이타 표시 여부를 결정하는 기능 및 기타정보를 설정할 수 있다.


[그림] 말뚝정보 2D 화면

   

☑ 입력된 말뚝 정보를 3D 화면으로 출력하여 말뚝 입력 정보를 3차원으로 확인 수 있으며, 3D화면 우상단에는 나침반이 있어 3D화면에 있어서 방위나 기준축에 대한 회전량도 표시가 가능하다.


[그림] 말뚝정보 3D 화면


   아. 프로그램 업데이트    

☑ 프로그램 내부에서 업데이트 작업을 수행할 수 있다. 업데이트 내용이 있으며, 반드시 진행중인 프로젝트를 닫은 후에 실행해야 한다.


[그림] 프로그램 업데이트



   자. 지지력 해석    

☑ 다층에 대한 지지력을 구할 수 있으며, 축방향 지지력을 일반화된 공식에 따라 계산이 가능하고 기초의 하중조합 및 하중계수와 지지력 예측 모델의 불확실성을 고려한다. 또한 타입말뚝 및 현장타설말뚝에 대한 설계공식을 코드화한다.

   

☑ 말뚝캡은 강성으로 가정하여 변형이 생기지 않으며, 말뚝의 강성만으로 무리말뚝의 하중분배와 해석을 실시하여 축방향회전에 대한 강성은 고려하지 않는다.



   차. 프로그램 환경    

☑ 객체지향언어 등을 이용하여 명령어의 목록으로 프로그램을 보는 것이 아니라 여러 개의 독립된 단위인 객체의 모임으로 파악하는 프로그램 기법의 적용으로 사용자의 프로그램 이해도를 높일 수 있으며 상대적으로 코드 이해가 쉽고 이를 바탕으로 향후 유지보수가 쉽도록 개발한다.

   

☑ 현재 Microsoft사에서 제공하는 Visual Studio와 Embacadero사의 델파이를 통해 프로그램을 개발하면 다양한 GUI환경을 이용하여 사용자 친화도가 높고 쉽게 사용가능하다.