강관말뚝 머리결합부

강관말뚝 머리결합부란

강관말뚝 머리결합부는 강관말뚝 두부를 확대기초에 연결하는 접합부다.

상부 구조물의 하중을 말뚝으로 전달하는 핵심 부위다.

전달해야 할 하중은 수직력, 수평력, 휨모멘트 세 가지다.

구조와 하중 전달

상부 하중은 먼저 확대기초에 실려 넓게 퍼진다.

결합부는 말뚝 두부를 기초판에 고정해 힘을 말뚝으로 넘긴다.

말뚝 머리가 고정되면 말뚝 머리 모멘트가 기초판으로 전달된다.

강관과 콘크리트 사이의 부착과 전단으로 힘이 이동한다.

A Type과 B Type 비교

A Type과 B Type은 말뚝 머리를 기초판에 일체화하는 방식이 다르다.

A형은 말뚝 두부를 기초판 안에 묻고, B형은 얕게 묻고 철근으로 잇는다.

A형은 수직 지지에, B형은 휨을 받는 머리 고정 조건에 적합하다.

교대처럼 수평력과 휨이 큰 구조에는 고정도가 높은 B Type이 널리 쓰인다.

말뚝머리 고정과 검토

말뚝머리 고정 조건에서는 두부의 회전이 기초판에 구속된다.

그래서 두부에 휨모멘트가 생기고, 결합부에서 이를 전달해야 한다.

힌지로 가정하면 감점이다. 문제가 준 고정 조건을 그대로 써야 한다.

결합부는 축력, 수평력, 휨모멘트를 동시에 받는 조건으로 검토한다.

강관 단면 계산 예제

교대 말뚝 머리에 수직력과 모멘트가 동시에 작용한다고 가정한다.

이 값은 설명을 위한 가상의 예다. 내경은 외경에서 두께의 두 배를 뺀 값이다.

내경 d를 직접 구해 보자.

부식 대책과 최근 쟁점

강관말뚝은 부식에 대비한 여유를 설계에 반영해야 한다.

두꺼운 강관을 쓰거나 표면 도료를 칠하고, 전기 방식을 적용할 수 있다.

두부 결합부는 노출 구간이 많아 부식 대책의 우선순위가 높다.

최근에는 강관과 PHC 말뚝을 결합한 합성형 복합말뚝도 소개되고 있다.

정리

지금까지 본 강관말뚝 머리결합부를 정리한다.

결합 형식은 A Type과 B Type으로 나뉘며 지지 조건에 따라 고른다.

결합부는 축력, 수평력, 휨모멘트를 함께 검토한다.

부식 여유도 함께 반영해야 한다.