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요약문

Summary

목차

제1장 서론 21

1. 연구의 필요성 21

1.1. 사회적 필요성 21

1.2. 기술적 필요성 23

2. 연구목표 및 내용 24

제2장 국내외 현황 25

1. 국내 현황 25

1.1. 철도부지 활용 인공지반 사례분석 25

1.2. 진동 기준 34

2. 국외현황 36

2.1. 철도부지 활용 인공지반 사례분석 36

2.2. 진동 기준 38

제3장 철도 시설 분석 43

1. 연구 목적 및 추진방향 43

2. 철도 시설 자료 조사 43

2.1. 철도 선로 자료 46

2.2. 철도 설계 기준 분석 49

3. 철도 시설 현장 조사 49

3.1. 수서 차량 기지 49

3.2. 오류 역사 현장 조사 54

3.3. 신정 차량 기지 조사 58

제4장 인공지반 입체 건축물 가상 테스트베드 구조설계 및 구조시스템 분석 63

1. 철도시설에 기반을 둔 인공지반 입체건축물 유형 분석 63

2. 인공지반 예비설계 기법 개발 64

2.1. 예비설계 개요 64

2.2. 선로모듈별 최대층수산정 65

2.3. 선로모듈별 부재치수 산정 68

2.4. 철도 상부 인공지반 구조물 예비설계 프로그램 71

3. 철도 차량기지 가상 테스트베드설계 및 구조시스템 검토 74

3.1. 철도 차량기지 가상 테스트베드설계 개요 74

3.2. 선로 모듈별 철도 차량기지 구조시스템 검토 75

4. 철도 역사 가상 테스트베드설계 및 구조시스템 검토 82

4.1. 철도 역사 가상 테스트베드설계 개요 82

4.2. 철도 역사 구조시스템 검토 83

5. 서비스시설 추가 확보를 위한 저비용 구조시스템 검토 92

5.1. 개요 92

5.2. 서비스시설 추가 확보에 따른 공사비 분석 94

제5장 진동제어 일체형 구조체시스템 요소기술 개발 107

1. 기존 방진공법의 특성 분석 107

2. 진동제어 일체형 구조시스템 개념 정립 110

2.1. 진동제어 일체형 구조시스템의 기본구성 110

2.2. 전이층 진동제어 일체형 구조시스템 112

3. 진동제어 일체형 구조시스템 설계 116

3.1. 진동제어 일체형 구조시스템의 이론적 배경 116

3.2. 진동제어 일체형 구조시스템 설계방법 117

제6장 열차진동원에 대한 진동 해석 123

1. 진동해석 개요 123

1.1. 운동 방정식 123

1.2. 진동 표시 방법 125

1.3. 구조물의 진동해석 126

2. 현장 계측 132

2.1. 측정개요 132

2.2. 대상 지역 진동 현황 134

3. 열차진동에 의한 진동 해석 141

3.1. 열차 진동원 현장 측정 141

3.2. 건물의 진동해석 151

3.3. 방진벽 진동해석 158

3.4. 소결 165

제7장 진동제어 일체형 구조시스템의 제품화·시공성 분석 167

1. 진동제어 일체형 구조시스템 제품화 검토 167

1.1. 방진소재 특성 167

1.2. 액자형 방진장치 개념 정립 169

2. 진동제어 일체형 구조시스템 시공성 검토 170

2.1. 기존 방진공법 시공성 검토 170

2.2. 진동 제어 일체형 구조시스템의 시공성 확보 방안 171

제8장 행복주택 시범사업 대안설계 진동 요구성능 제안 175

1. 오류역사 진동부분 제안사항 개요 175

2. 세부 제안내용 176

2.1. 열차주행 조건의 다양성을 고려하기 위한 현장 계측 176

2.2. 열차 진동원에 대한 인근 건물의 진동해석 보정 제안 178

2.3. 방진 공법의 선정 및 성능 검증 요구사항 179

제9장 연구성과 및 활용계획 181

1. 연구성과 181

1.1. 개요 181

1.2. 기존 철도 시설물의 분석 181

1.2. 인공지반 입체 건축물 구조 설계 및 시스템 분석 182

1.3. 진동제어 일체형 구조시스템 182

1.4. 행복주택 시범사업 대안설계 진동 요구성능 제안 184

2. 활용계획 184

제10장 2차년도 추진계획 185

1. 연구 목표 및 성과지표 185

1.1. 연구 목표 185

1.2. 성과 지표 185

1.3. 추진 일정 186

참고문헌 187

서지자료 190

Bibliographic Data 191

판권기 192

표목차

표 1.1. 연구목표 및 내용 24

표 2.1. 신정차량기지 양천아파트 사업개요 26

표 2.2. 가좌역 철도부지 조성 사업비 추정 27

표 2.3. 주동 유형별 전이층 비교 29

표 2.4. 생활 소음진동 규제기준 35

표 2.5. 교통 소음진동의 한도 36

표 2.6. 건축물 진동평가 기준치 39

표 2.7. KB 허용치 39

표 2.8. 진동 평가 기준치 40

표 2.9. 건축물 진동평가 기준치 41

표 2.10. 건물민감도에 따른 제한 값 41

표 2.11. 건물 용도별 증폭 계수 42

표 3.1. 열차별 차체 크기 44

표 3.2. 철도 선로 건설 기준 49

표 4.1. 기초판 1개의 파일이 지지하는 최대하중 67

표 4.2. 하중비율을 고려한 최대층수 68

표 4.3. 3선로모듈 목표층수 별 부재치수(골조부) 69

표 4.4. 3선로모듈 목표층수 별 부재치수(코어부) 69

표 4.5. 4선로모듈 목표층수 별 부재치수(골조부) 70

표 4.6. 4선로모듈 목표층수 별 부재치수(코어부) 70

표 4.7. 인공지반 예비설계 프로그램-기본정보 71

표 4.8. 인공지반 예비설계 프로그램-하중정보 72

표 4.9. 인공지반 예비설계 프로그램-부재설계 72

표 4.10. 인공지반 예비설계 프로그램-기초판 설계 73

표 4.11. 수서차량기지 인공지반 설계하중(고정하중 및 적재하중) 77

표 4.12. 수서 차량기지 인공지반용 풍하중 기준 77

표 4.13. 수서 차량기지 인공지반용 지진하중 기준 78

표 4.14. 3선로모듈 구조해석 결과 80

표 4.15. 4선로모듈 구조해석 결과 81

표 4.16. 선로모듈별 철근콘크리트 구조 인공지반의 주요 부재 치수 81

표 4.17. 행복주택 시범사업 모델 설계하중(고정하중 및 적재하중) 85

표 4.18. 행복주택 시범사업용 풍하중 기준 86

표 4.19. 행복주택 시범사업용 지진하중 기준 86

표 4.20. 103동 일반형 부재 리스트 88

표 4.21. 103동 전이층형 부재 리스트 91

표 4.22. 행복주택 시범사업 103동 일반형 공사비 분석 기초자료 95

표 4.23. 행복주택 시범사업 103동 전이층형 공사비 분석 기초자료 96

표 4.24. 행복주택 시범사업 오류역 인공지반 공사비 비교 106

표 4.25. 행복주택 시범사업 오류역 인공지반 공사비 절감효과 분석 106

표 5.1. 단면설계용 재료강도 및 전이층 치수 자료 120

표 5.2. 단면설계 프로그램을 이용한 계산결과 120

표 5.3. 전단 보강근의 종류에 따른 개수와 전단키의 높이 122

표 6.1. 1/1 및 1/3 옥타브 밴드 주파수 범위 128

표 6.2. 1/3 옥타브 주파수 대역 129

표 6.3. 진동수준의 변환방법과 기준량 130

표 6.4. 인체 감각에 대한 보정값 131

표 6.5. 대상지 일일 열차 종류별 운행 횟수 132

표 6.6. 현장 측정장비 132

표 6.7. 현장계측시 측정위치 정보 134

표 6.8. 전동1의 경우에 대한 각 위치별 대표진동원 값 142

표 6.9. 전동2의 경우에 대한 각 위치별 대표진동원 값 143

표 6.10. 화물2의 경우에 대한 각 위치별 대표진동원 값 144

표 6.11. 전동1의 주파수별 통계 특성치 146

표 6.12. 대상지역 표준관입 시험 결과 151

표 6.13. 각각의 진동원에 대한 방진장치의 효과 158

표 6.14. 방진벽용 물성치 159

표 6.15. 방진벽 위치 5m, 1.75m 매설시 각각의 진동원에 대한 방진벽의 효과 164

표 6.16. 방진벽 위치 5m, 4m 매설시 각각의 진동원에 대한 방진벽의 효과 164

표 6.17. 방진벽 위치 5m, 8m 매설시 각각의 진동원에 대한 방진벽의 효과 164

표 7.1. 방진소재의 재료물성치에 대한 기준값 168

그림목차

그림 1.1. 망우역사 보금자리주택 시범사업(안) 22

그림 1.2. 새누리당의 행복주택 프로젝트 22

그림 1.3. 인공지반 및 상부 구조물의 건설을 위한 필요 구조기술 23

그림 2.1. 신정차량기지 도면현황 26

그림 2.2. 신정차량기지 현황 26

그림 2.3. 가좌역 주요시설 및 활용가능 범위 28

그림 2.4. 망우역사 복합개발 위치 및 조감도 28

그림 2.5. 전이보 구조시스템 현황 30

그림 2.6. 전이슬래브 구조시스템 현황 30

그림 2.7. 층간 트러스 구조시스템 현황 31

그림 2.8. 트래블링 공법의 매커니즘 31

그림 2.9. 철근 철골 콘크리트 구조 현황 32

그림 2.10. 동대구역사 고가교 종·평면도 32

그림 2.11. 동대구역사의 경간구성의 최적화 33

그림 2.12. 이동식 리프트를 이용한 상부 가설 34

그림 2.13. 엣지거더를 이용한 상부 가설 34

그림 2.14. 북경 지하철기지 수직 입체건축물 37

그림 2.15. 북경 지하철기지의 면진장치 설치 37

그림 2.16. 일본 니시다이 주택단지 38

그림 2.17. Reiher andmesister 곡선 42

그림 3.1. 우리나라의 열차종류 45

그림 3.2. 일반열차의 건축한계선 46

그림 3.3. 토공 표준단면(단선) 47

그림 3.4. 토공 표준단면(복선) 47

그림 3.5. 복선의 단면도 48

그림 3.6. 복복선의 단면도 48

그림 3.7. 5복선의 단면치수 48

그림 3.8. 수서 차량기지 전경 50

그림 3.9. 수서차량기지 시설분석 51

그림 3.10. 수서차량기지 유치선 선로모듈 52

그림 3.11. 수서차량기지 현장 측정 53

그림 3.12. 수서차량기지 3개 구간의 현장 측정 결과 53

그림 3.13. 수서차량기지 구간별 분석결과 54

그림 3.14. 서울 오류동 지구 위치도 54

그림 3.15. 서울 오류동 지구 개발 예시도 55

그림 3.16. 서울 오류동 오류역사 전경 55

그림 3.17. 서울 오류동 오류역사 시설 56

그림 3.18. 서울 오류동 오류역사 선로시설 57

그림 3.19. 오류역사 현장 사진 57

그림 3.20. 신정 차량기지 위치 58

그림 3.21. 신정 차량 기지 현장 사진 59

그림 3.22. 신정 차량 기지 개발 예시도 59

그림 3.23. 서울 신정 차량기지 시설 60

그림 3.24. 서울 신정 차량기지 시설현황 61

그림 3.25. 신정 차량기지 모듈 62

그림 4.1. 철도 시설의 인공지반 유형 64

그림 4.2. 입·출고선 자갈도상 680mm 표준단면도 65

그림 4.3. 선로모듈별 주동부 가정 배치 66

그림 4.4. 선로조건별 최대 기초판 크기 67

그림 4.5. 선로모듈별 부재치수 산정과정 68

그림 4.6. 인공지반 구조물 예비설계 프로그램 73

그림 4.7. 수서차량기지 인공지반 입체건축물 기본계획 74

그림 4.8. 수서차량기지 구조해석 모델링 75

그림 4.9. 수서차량기지 인공지반 및 입체건축물 동적특성치 분석 76

그림 4.10. 인공지반 부재력 검토 76

그림 4.11. 건축한계선에 따른 기둥 폭 제한 79

그림 4.12. 주차장 모듈을 고려한 기둥 치수 제한 79

그림 4.13. 행복주택 시범사업 오류역사 단지계획도 82

그림 4.14. 행복주택 시범사업 오류역사 주차장 계획 83

그림 4.15. 행복주택 시범사업 오류역 현상설계(안) 83

그림 4.16. 구조해석 모델링 84

그림 4.17. 행복주택 시범사업 오류역사 103동 동적특성치 분석 84

그림 4.18. 103동 일반형 구조평면도 87

그림 4.19. 103동 일반형 부재력 검토 87

그림 4.20. 103동 일반형 매트기초 철근 배근도 88

그림 4.21. 103동 전이층형 구조평면도 89

그림 4.22. 103동 전이층형 부재력 검토 90

그림 4.23. 103동 전이층형 전이슬래브 철근 배근도 91

그림 4.24. 기존 행복주택 개념 92

그림 4.25. 인공지반 입체건축물 서비스시설 추가확보 방안 93

그림 4.26. 행복주택 시범사업 오류역 현상설계(안) 배치도 94

그림 4.27. 행복주택 시범사업 103동 일반형 95

그림 4.28. 행복주택 시범사업 103동 전이층형 96

그림 4.29. 행복주택 시범사업 오류역 현상설계(안) 103동 인공지반 전체 공사비 내역서 97

그림 4.30. 행복주택 시범사업 오류역 현상설계(안) 103동 인공지반 전체 공사비 원가계산서 98

그림 4.31. 행복주택 시범사업 오류역 현상설계(안) 103동 인공지반 데크부 공사비 내역서 99

그림 4.32. 행복주택 시범사업 오류역 현상설계(안) 103동 인공지반 데크부 공사비 원가계산서 100

그림 4.33. 행복주택 시범사업 오류역 전이층 형성 인공지반 전체 공사비 내역서 101

그림 4.34. 행복주택 시범사업 오류역 전이층 형성 인공지반 공사비 원가계산서 102

그림 4.35. 행복주택 시범사업 오류역 전이층 공사비 내역서 103

그림 4.36. 행복주택 시범사업 오류역 전이층 공사비 원가계산서 104

그림 4.37. 공사비 비교 모델 105

그림 4.38. 일반형과 전이층형 공사비 비교 106

그림 5.1. 주상복합형 공동주택의 구조형식 및 전이층 108

그림 5.2. 방진패드 예 108

그림 5.3. 진동차단 일체형 전이구조 109

그림 5.4. 진동차단 일체형 전이구조의 단면형상 110

그림 5.5. 진동차단 일체형 전이구조의 상부 및 하부 방진패드 설치 111

그림 5.6. 인장구속재 기본형상 112

그림 5.7. 콘크리트형 전단키 113

그림 5.8. 강재 매설형 전단키(단면도) 113

그림 5.9. 강재 매설형 전단키와 전이층 결합 114

그림 5.10. 전이층의 외주부에 댐퍼/트러스 설치 115

그림 5.11. 전이층의 경계면에 댐퍼/트러스 설치 115

그림 5.12. 전이층을 포함하는 진동제어일체형 구조시스템 개념도 116

그림 5.13. 보의 전단응력 117

그림 5.14. 전이층 전단키의 작용응력 118

그림 5.15. 전단키 설계 절차 121

그림 5.16. 다양한 전단 보강근 사용 시 설계 전단키의 높이 122

그림 6.1. 단자유도 구조계 124

그림 6.2. 인간의 몸에 대한 자세별 기본 축 125

그림 6.3. 구조물의 진동해석 절차 127

그림 6.4. 현장 측정 방법 133

그림 6.5. 진동 측정 장치 133

그림 6.6. 대상지역 진동 측정 지점 134

그림 6.7. 대상지내 측정지역 경우1 위치 및 경계벽으로부터 이격거리 135

그림 6.8. 전동1-일반전동열차의 거리별 진동크기(역사로부터 320m) 135

그림 6.9. 전동2-일반전동열차의 거리별 진동크기(역사로부터 160m) 136

그림 6.10. 화물2-화물전동열차의 거리별 진동크기(역사로부터 160m) 137

그림 6.11. 전동3-일반전동열차의 수평거리별 진동크기(역사로부터 160m) 137

그림 6.12. 화물3-화물열차의 수평거리별 진동크기(역사로부터 160m) 138

그림 6.13. 대상지 측정지역 B,C,D지점 위치 138

그림 6.14. 대상지 측정지역 C,E지점 위치 139

그림 6.15. 전동4-일반전동열차의 대상지내 건물에서의 층별 진동크기 139

그림 6.16. 화물4-화물열차의 대상지내 건물에서의 층별 진동크기 140

그림 6.17. 대표 진동원 산정 절차 141

그림 6.18. 진동1에 대한 50% 수준 설정시 대표 진동원 144

그림 6.19. 진동1에 대한 95% 수준 설정시 대표 진동원 145

그림 6.20. 전동1에 대한 대표 진동원 50% 및 95% 수준 145

그림 6.21. 전동2에 대한 50% 수준 설정시 대표 진동원 147

그림 6.22. 화물2에 대한 50% 수준 설정시 대표 진동원 147

그림 6.23. 거리에 대한 보정값 산정 절차 149

그림 6.24. 전동1의 경우 회귀분석식 및 현장 측정치 150

그림 6.25. 전동1의 경우 10m 이격거리시 보정전후 비교 150

그림 6.26. 대상건물 수치모델링 151

그림 6.27. 각층별 전달율(Transmissibility Ratio) 152

그림 6.28. 방진장치의 위치 153

그림 6.29. 1.0 MPa 방진소재 사용시 층수와 진동레벨의 관계 153

그림 6.30. 4.0 MPa 방진소재 사용시 층수와 진동레벨의 관계 154

그림 6.31. 방진소재별 층수와 진동레벨의 관계 154

그림 6.32. 방진장치가 설치된 층에 대한 그림 155

그림 6.33. 방진소재별 층수와 진동레벨의 관계 156

그림 6.34. 방진장치가 설치된 층에 대한 그림 156

그림 6.35. 방진소재별 층수와 진동레벨의 관계 157

그림 6.36. 방진장치가 설치된 층에 대한 그림 157

그림 6.37. 방진벽을 포함한 지반의 수치적 모델링 159

그림 6.38. 방진벽 5m 위치, 4m 매설시 이격거리별 진동레벨 관계 160

그림 6.39. 고무계열 방진벽 5m 위치, 매설깊이별 변화 161

그림 6.40. 우레탄계열 방진벽 5m 위치, 매설깊이별 변화 162

그림 6.41. 방진벽 8m 위치, 4m 매설시 이격거리별 전체 진동레벨 관계 162

그림 6.42. 고무계열 방진벽 8m 위치, 매설깊이별 변화 163

그림 6.43. 우레탄계열 방진벽 8m 위치, 매설깊이별 변화 163

그림 7.1. 채움재를 갖는 전단키 매립 방진공법 개념도 169

그림 7.2. 액자형 방진장치 개념도 170

그림 7.3. 철도 기반 인공지반의 방진공법 분석 171

그림 7.4. 전이층과 기둥에 작용하는 면압 비교 172

그림 7.5. 103동 평면 173

그림 7.6. 행복주택시범사업 오류역 현상설계(안) 103동 전이층 구조해석 결과 174

그림 7.7. 전이층내의 전단력 분포도 174

그림 8.1. 대상지 오류역사 열차운행구간 176

그림 8.2. 열차선로와 주동사이의 이격거리 관계 176

그림 8.3. 열차운행조건별 다양한 진동원의 크기 및 형태 177

그림 8.4. 일반적인 지반의 수치적 모델링개념 178

그림 8.5. 진동 보정방법 179

그림 8.6. 경제적인 방진공법 선정방법 180

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인공지반 구조물 성능기반 재난안전 기술 개발 [전자자료] = Development of performance-based diaster[실은 disaster] safety technologies for a structure on the artificial ground : 도심지 인프라에 기반한 인공지반 및 수직 입체 지상공간 조성 기술 개발 이용현황 표 - 등록번호, 청구기호, 권별정보, 자료실, 이용여부로 구성 되어있습니다.
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