[ 건설신기술 제712호] 강재연결블럭과 고장력 수직볼트를 이용한 고강도 콘크리트파일(PHC)의 연결공법 ㈜비제이피코리아 (T:02-443-1612, F:02-443-1613) 감리/CM ㈜휴먼텍코리아엔지니어링건축사 사무소 협력연구기관 명지대학교 하이브리드구조실험센터 건설연구인프라운영원.

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1 [ 건설신기술 제712호] 강재연결블럭과 고장력 수직볼트를 이용한 고강도 콘크리트파일(PHC)의 연결공법 ㈜비제이피코리아 (T:02-443-1612, F:02-443-1613) 감리/CM ㈜휴먼텍코리아엔지니어링건축사 사무소 협력연구기관 명지대학교 하이브리드구조실험센터 건설연구인프라운영원

2 1. 신기술의 개요 강재연결블럭과 고장력 수직볼트를 이용한 고강도 콘크리트파일(PHC)의 연결공법 고강도 콘크리트 파일 (PHC) 의 길이방향 연결시 고장력 볼트를 수직으로 체결한 후 강재연결블럭 테두리에 외부링을 볼트로 연결하는 공법 본 신기술은 상호 연결되는 고강도 콘크리트 상부파일과 하부파일 사이에 강재 연결블럭을 위치시키고 고장력 수직볼트 로 콘크리트 파일의 제조시 기본적으로 형성되는 PC 너트와 볼트결합하여 응력을 유지하면서 연결하는 무용접 수직볼트식 연결공법이다. 또한 연결블럭의 테부리부위를 외부링으로 지지 함으로써 지지강도를 보강하며, 별도의 이음파일의 제작이 필요 없고 기성파일을 이용할 수 있는 무용접 연결공법이다. 신기술명 기술범위 기술내용 [ 건설신기술 제712호]

3 1. 신기술의 개요 [ 건설신기술 제712호] 개념 형상 및 구조 이론 - 기존 용접식과 수평볼트식에 비해 1) 구조적 내력이음 구현 2) 탁월한 수직 직선도 구현 외부링 볼트 볼트 상부 PLATE 하부 PLATE 외부링 스티프너 이음 장치 외부링 평면도 압 축 시 (콘크리트) 인장시 (PC강봉) 투시도 단면 상세 내력발현 메커니즘 고장력 수직볼트를 사용한 강재블럭과 PHC PILE의 무용접 수직볼트식 연결공법 파일항타시 발생하는 편심하중에 의한 저항 및 축방향 변형 방지를 위한 강재 외부링 설치 PHC PILE의 상부 PILE과 하부 PILE 사이 에 강재 연결블록

4 2. 신기술의 특성 [ 건설신기술 제712호] 1. PILE 종류의 단순화 ( 75%감소 ) - 제조, 야적능력 - 2. 제품, 자재, 야적장 효율성 증대 - 제품/자재 재고 최소화 - 몰드 활용도 대폭증대 - 야적/작업장 효율적 공간 활용 3. 생산성 극대화 단본 파일만 생산 - 소품종 대량생산으로 생산성 증대/ 원가절감 - 조립작업의 능률향상 / 작업환경 개선 - 생산규격 / 몰드 교체 횟수 감소 - 제조공정 단순화 1. 기성 단본파일 만으로 이음 2. 기후변화에 영향을 받지 않는다 3. 단순볼트 작업으로 균일한 시공품질 확보 4. 5. 현장관리가 용이 (규격 단순화/볼트작업) 6. 자재 LOSS 최소화, 심도변화에 대처 용이 7. 친환경공법 (無용접) 9. 폐기물 감소 (파일Loss/ 쿠션재 감소) 10. 11. 파일과 이음장치 분리발주 가능 시공 측면제조 측면 상승효과 4 배 내력 이음으로 안전성 증대 공기단축 효과 영업 대응력 시공과 제조 측면의 특성

5 3. 시공순서 [ 건설신기술 제712호] 시공 순서(매입공법 기준) 1. 下부 가이드 체결2. 下부 이음장치 거치3. 下부 홀 삽입4.上부 가이드볼트체결5. 上부말뚝 유도 없음 10. 완성9. 외부링볼트 체결8. 외부링 정위치7. 볼트 토크치 검사6. 上부 볼트체결

6 4. 시공영상 [ 건설신기술 제712호] 시공 순서(매입공법 적용 동영상)

7 5. 시공실적 [ 건설신기술 제712호] 2013년, 2012년 PHC파일의 볼트식 이음공법 시공 사례 공사명시공사용도공사기간적용규격공수시공법 (광양) 4열선 신설사업 열연설비 기계(내자) ㈜포스코 건설공장2013.09 D400A- D600A 1,500공직항타 브라질 CSP PJT ㈜포스코 건설해외공장2013.01~현재D500A3,570공직항타 한국전력기술 신사옥 신축공사 ㈜대림산업관공서2013.06D500A870공DRA 굴포 역곡 하수처리장 총인처리 시설공사 고려개발㈜관공서2013.02~2013.05D500A1,280공DRA 세종시 행정지원센터 건립공사 ㈜한양관공서2013.07D500A450공DRA 해외 현장: 브라질 CSP PJT 브라질 CSP PJT 세종시 행정지원센터 건립공사 국내 현장: 세종시 행정지원센터 삼송초등학교 신축공사이엠종합건설㈜교육시설2012.03D450A60공직항타 한전 신사옥 현장㈜대우건설사무실2012.03D500A150공직항타 한화건설 풍무아파트 신축공사 한화건설아파트2012.04D500187공DRA ㈜베어링아트 건축공사 ㈜레미안건설공장2012.11D400A250공직항타 (광양) 4열선 신설사업 열연설비 기계(내자) ㈜포스코 건설공장2012.12~현재 D400A- D600A 1,500공직항타 어드반테스트 천안 신공장 신축공사 ㈜휴먼텍코리아공장2012.07 D450A- D600A 340공DRA 농촌진흥청 이전공사㈜계룡건설사무실2012.08D400A188공S.I.P (광양)4열연 신설사업 열연설비 기 계 신설공사 ㈜포스코 건설공장2012.09~2012.12 D400A- D600A 8,500공직항타 농촌진흥청 이전공사GS건설사무실2012.11D400A391공DRA

8 6. 안전 성 구조적 안전성 확보 1. PHC PILE의 PC강선에 연결되어 응력 전 달 의 연 속 성 확보 - PHC파일의 PC강선을 고정하는 PC너트 들 에 볼트로 연결하여 고정되는 공법 ⇒ 상/하 PHC파일의 응력을 지 속 적으로 유지 됨 2. 직선도가 확보되는 시공방법 - 상/하 PHC파일 들 의 정위치에 구비 된 PC너트 들 에 수직(배 근 방향)으로 볼트체결 ⇒ 상/하 PHC파일 들 의 직선도 확보 8

9 구 분내 용비 고 연구 과제명 PHC파일의 수직형 고장력 볼트 이음공법에 관한 연구 수행 기관 명지대학교 하이브리드구조실 험 센터 책임 연구자 명지대학교 토목환경공학과 박 영 석 교수실 험 센터장 수행 기간 2010년 5월 7일 ~ 2010년 8월 7일3개월 연구 항목연구 항목 수치 해 석 3 차 원 유한요소해 석 실시 (압축, 인장, 휨, 전단, 편심) 이음부 실 험 실 험 명실 험 현 황 비 고 압축시 험 1m +1m 4조 시 험 실 험 실 내부실 험 인장시 험 1m +이음장치 3조 시 험 휨 시 험 5m +5m 3조 시 험 전단시 험 5m +5m 3조 시 험 편심시 험 5m +5m 4조 시 험 볼트 조 임 / 풀 림시 험 10m +5m 3조 시 험 현장실 험 6. BJ-PILE 안전성 검증 명지대 하이브리드 구조 실 험 센터와 이음공법에 관한 공동 연 구 관 련 사진 국가지정연구센터 건설연구인프라 운 영원

10 6. BJ-PILE 안전성 검증 3 차 원 수치해 석 인장 해 석 휨 해 석 전단 해 석 편심 해 석 유한요소 해 석 에 의한 결과와 실 험 결과와의 비교 · 분 석 결과 유사한 경향 확인 이음부에 대한 구조 해 석 적 접 근 가능 압축 해 석 10

11 시험체시험체 외부링 재하 속 도 (mm/min) 최대 하중(kN)최대 변위(mm) 파 괴 형상 실험실험허 용기준실험실험 #1체결0.54,266.81,37012.0 1) 파일본체 파 괴, 2) 이음부 강재블럭 이상 없음 #2체결0.14,528.51,37012.4 1) 파일본체 파 괴 2) 이음부 강재블럭 이상 없음 #3체결0.84,504.71,3708.6 1) 파일본체 파 괴 2) 이음부 강재블럭 이상 없음 압축 실 험 결과 압축 파 괴 형상 3 - 2. BJ-PILE 안전성 검증 11 | Ⅰ. 기술개발 필요성 | Ⅱ. 내용 및 범위 | Ⅲ. 현장 적용성 | Ⅳ. 보 급 성 |

12 휨 실 험 결과 PHC – A-450 시험체시험체 외부링 재하 속 도 ( ㎜ /min) 파 괴 하중 (kN) 균열 하중 (kN) 최대 변위 ( ㎜ ) 파 괴 형상 실험실험 기준 실험실험 실험실험 #1미 체결1.0-2.097.784.472.354.639.5 -파일 파 괴 -강재블럭 이상 없음 #2체결2.098.384.477.554.639.9 -파일 파 괴 -강재블럭 이상 없음 #3체결2.098.684.476.054.641.2 -파일 파 괴 -강재블럭 이상 없음 휨 파 괴 형상 3 - 2. BJ-PILE 안전성 검증 12 | Ⅰ. 기술개발 필요성 | Ⅱ. 내용 및 범위 | Ⅲ. 현장 적용성 | Ⅳ. 보 급 성 |

13 전단 실 험 결과 PHC – A-450 시험체시험체외부링 재하 속 도 (mm/min) 최대 하중(kN) 최대 변위 (mm) 센서 위치 실험실험허 용기준실험실험 #1 체결 0.5-0.7592.1148.113.3 -파일 본체 파 괴 -강재블럭 이상 없음 #2 체결 1.0579.9148.127.7 -파일 본체 파 괴 -강재블럭 이상 없음 #3미체결1.0508.1148.116.7 -파일 본체 파 괴 -강재블럭 이상 없음 3 - 2. BJ-PILE 안전성 검증 전단 파 괴 형상 13 | Ⅰ. 기술개발 필요성 | Ⅱ. 내용 및 범위 | Ⅲ. 현장 적용성 | Ⅳ. 보 급 성 |

14 편심압축 실 험 결과 시험체시험체외부링 재하 속 도 (mm/min) 최대하중 (kN) 최대변위 (mm) 편심가압 방법 #1미 체결0.5-2.02,797.732.0 1/3면적 편심가압 #2미 체결1.0-4.02,586.827.7 1/3면적 편심가압 #3미 체결1.0-4.02,669.230.1 1/3면적 편심가압 #4 체결 1.0-2.0 3,746.0 15.2 1/3면적 편심가압 PHC – A-450 3 - 2. BJ-PILE 안전성 검증 편심압축 파 괴 형상 14 | Ⅰ. 기술개발 필요성 | Ⅱ. 내용 및 범위 | Ⅲ. 현장 적용성 | Ⅳ. 보 급 성 |

15 정재하 실 험, 동재하 실 험, 수평 재하 실 험 ○ ㈜아 모 레 퍼 시 픽 김 해물류 창 고 현장 – 시공사, 휴먼텍코리아, 450-A 3 - 2. BJ-PILE 안전성 검증 15 | Ⅰ. 기술개발 필요성 | Ⅱ. 내용 및 범위 | Ⅲ. 현장 적용성 | Ⅳ. 보 급 성 |