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MSEW(3.0)은 구조적으로 고정된 옹벽에 대한 설계와 분석을 위한 인터랙티브 프로그램입니다. 이 프로그램은 미국국가콘크리트구조물협회(이하NCMA)와 AASHTO98/Demo의 설계지침을 따릅니다.
그러나 사용자들은 공식적인 지침(기준) 이외의 몇 가지 추가되는 설계 옵션이 있으며 AASHTO/FHWA모드에서 사용자들은 프로그램상의 모든 디폴트값이 입력되어 있습니다.
ADAMA 엔지니어링사는 미연방고속도로관리국에서 사용하였던 MSEW의 버전1을 개발한 경험이 있습니다. 1.0버전은 미합중국고속도로연합과 FHWA을 위해 독점적으로 개발된 것이었습니다.
ADAMA 엔지니어링사는 2.0버전을 공개용으로 개발하였습니다. 2.0버전에는 정량산출, 사용자 개별 DB, 개선된 사면안정도 결과치 제공, AutoCAD와 호환가능한 그래픽 파일 등 여러가지 개선된 사항을 포함하고 있습니다. |
MSEW 3.0버전 프로그램은 Demonstration Project 82(Publication No. FHWA-SA-96-071: Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes, Design and Construction Guidelines)에 상세히 기술된 설계 지침을 따릅니다. 현재의 매뉴얼과 관련된 부분은 MSEW의 도움말 메뉴에서 확인 및 이용 가능 합니다.
또한 현재의 매뉴얼은National Technical Information Service (NTIS)의 웹사이트에 접속하신 후 구매할 수 있습니다. 2.0버전은 2001년 3월에 발표된 Demo82의 업데이트 판인 FHWA-NHI-00-043로 업데이트 되었습니다.
MSEW 2.0버전에는 NCMA설계(디자인)법을 사용할 수 있는 옵션이 추가되었습니다. 다만 이 옵션은 단순한 구조로 되어있거나 NCMA의 지침에 따른 보강토옹벽(강철제)의 경우에 한정되어 있습니다MSEW 2.0에 언급되어 있는 NCMA설계 프로세서에 대한 상세한 내용은 다음에서 찾아 볼 수 있습니다.
 Design Manual for Segmental Retaining Walls, 2nd Edition, edited by James C. Collin, 1997. Publication No. TR-127A.
Segmental Retaining Walls ? Seismic Design Manual, 1st Edition, authored by R. J. Bathurst, 1998. Publication No. TR-160.
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 MSEW -특징 |
MSEW 프로그램은 쌍방향의 풍부한 그래픽적 요소를 가지고 있어서 설계자가 쉽게 다양한 설계 옵션을 찾거나 또는 적절한 분석을 수행할 수 있습니다.
또한 설계자로 하여금 내부와 외부 그리고 전체적인 안정도를 포괄하는 설계를 가능하게끔 합니다. MSEW 2.0의 몇 가지 특징은 다음과 같습니다. |
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1) MSEW 버전 3,0은 AASHTO/FHWA 또는 NCMA의 안내지침에 부합합니다. NCMA에 관련된 옵션은 엄격하게 안내지침서를 통해서 규제되고 있습니다(이 섹션의 마지막 부분에 있는 제외사항을 참조하십시오)
2) MSEW 프로그램은 지오그리드, 지오텍스타일, 철망 또는 철제스트립으로 보강된 벽에도 적용될 수 있습니다.또한 중합체 철근과 결합되었을 때 발생하는 손실요소들(시공손상, 노화 그리고 뒤틀림)에도 적용되어 집니다. 벽의 수명을 결정하는 철근의 부식정도도 측정되어 집니다.
3) MSEW 버전 2.0에서는 AutoCAD® 에서 호환이 되는 DXF그래픽 파일을 생성합니다.
4) 반복적 보강재(동일한 길이와 간격을 가진)를 빠르게 입력될 수 있습니다. 선택적으로 각각의 레이어는 스프레드쉬트와 유사한 형태의 테이블을 이용하여 개별적으로 입력이 될 수 있습니다.
5) 5종류의 보강재를 사용 할 수 있다. 강도, 감소계소(복합체), 적용면적비(coverage ratio) 그리고 횡단면 등의 변수들이 보강재 각 타입별로 설정 할 수 있다.
6) MSEW는 설계와 분석이라는 두가지 작동 모드를 가지고 있습니다.설계모드에서는 지정안전율에 일치하는 필수구조(길이와 수평 간격)를 산출할 수 있습니다.분석모드에서 MSEW는 지정구조에 일치하는 안정율을 계산할 수 있습니다. 각각의 모드에서 프로그램을 통해 보강재의 강도 또는 가장 적합한 적용면적비를 계산함으로써 보강재 사용의 최고치를 설계하는데 도움을 줍니다.
7) MSEW 설계모드에서 가장 우선적으로 컴퓨터 베이스의 초기 레이아웃 구할 수 있다. 이 레이아웃은 예를 들면 지정된 최소 또는 최대 간격 내에서 보강재층의 가장 적합한 수직간격이 될 수 있습니다. 분석모드로 넘어가면, 설계모드에서 계산되어진 모든 결과치들이 입력 데이타로서 유지될 것입니다. 그런 후 사용자들은 보강재층의 레이아웃 또는 특성치를 수정할 수 있습니다. 적용을 클릭하면 MSEW는 사용자에 의해 수정되어진 데이터에 해당하는 안전율을 계산 할 것입니다.
8) 경사진 뒤채움잡석을 가진 20도이상의 경사면벽에 대해서도 설계와 분석이 가능합니다. 경사면이 없는 2단옹벽(two-tiered walls), 사다리꼴 옹벽(trapezoidal walls), 교각받침대 벽(bridge abutment walls) 그리고 연속된 옹벽들(back-to-back walls) 들도 설계 또는 분석을 할 수 있습니다. 2단옹벽에서 아래층의 벽에 대한 후면경사의 높이와 각도를 지정할 수 있다. Demo 82에서는 명백하게 그러한 옵션들에 대해 다루어 지지 않았다. 그러나 간단한 추정치에 대해서는 적절한 지질공학을 참조하였다
9) MSEW는 균등하중(사활하중), 대상하중(strip footing), 독립하중(isolated footing), 점하중(point load) 그리고 수평하중들을 고려할 수 있다. 사활하중(활화중은 벽표면 뒤에서 다소 떨어진 곳의 트래픽하중으로 가정될 수 있다)에 대한 3가지 다른 대상하중와 3가지 독립하중를 나타낼 수 있습니다. 기초에 대한 것들도 내장되어 있습니다.또한 2가 다른 종류의 수평하중도 입력이 되어질 수 있습니다.
10) 지진활동도는 설계(정적 안전율과는 다른 지정 안전율을 가진 설계) 또는 분석(정적 안전률 과 지진안전율 모두를 나타내는 분석)상에서 고려되어 질 수 있습니다.
11) (슬라이딩에 대한 인발저항 또는 계면저항을 나타내는)상호변수 기본값으로 고정됨으로써 토양속성이 다른 대화창에서 변화되었을 때 그에 따라 상호변수가 변형되어 집니다). 만약 변수값들이 고정되지 않는다면 사용자들은 특정값들을 입력한다.
12) 표면단면이 다른 - 블록(즉, 마찰에 의한 표면 연결), precast panels 패널(블록과 유사하지만 기계적 연결), full height precast panels 또는 wrap-around - 을 선택할 수 있습니다. 마찰연결의 경우, 연결부강도는 각각의 옹벽층의 표고에 따라 점검되어져서 옹벽최단부분의 인발(pullout)과 파괴를 평가할 수 있습니다. 쌓인 블록사이의 구속압력은 힌지고방식을 사용하여 측정되어 집니다. 기계적 연결의 경우 강도와 이에 대응하는 안전율은 각 레이어에 따라 측정됩니다.
13) 지지력은 지하층의 경사면 토양 또는 지하수면 등의 요소에 따라 계산되어 집니다. 극한지지하중, 편심 그리고 안전률이 계산치의 부분입니다. 경사면 토양의 지지력에 대한 AASHTO 방식은 MSE 벽에 적용된 것처럼 과도하게 보수적입니다.이런 잠재적인 어려움을 극복하기 위해서 MSEW를 사용하는 설계자들은 본인의 경험에 의해 예상되어지는 극한지지력의 추정치를 사용하여야 합니다.
14) MSEW는 장기강도의 안전율과 각 높이의 보강재 인발을 계산합니다. 또한 각 레이어의 높이에 따른 연결강도의 안전율과 직활면 저항을 계산합니다. 각 레이어의 편심이 계산되어 짐으로써 설계자들이 보다 쉽게 (일부 철제벽 독점자들에 의해 공통적으로 사용되어지던) '일관성 질량' 어프로치를 사용하여 보강재 응력을 산출할 수 있습니다. 다만 MSEW는 일관성 질량 방식에 기초를 둔 응력을 산출 할 수는 없음을 알려드립니다. 다만 편심을 사용하여 보다 쉽게 설계자들이 MSEW에 의한 계산되어진 응력을 일관성 질량방식으로 산출된 응력의 결과치로 전환할수 있습니다(희망하는 경우에만)
15) phreatic surface 뿐 만 아니라 5종의 다른 토양으로 구성된 자연토양지층도 입력됨으로써 전체/부분(경사) 안정도의 결과치를 알 수 있습니다.
16) 사면안정해석(비숍방식)은 복합적이고 깊이 있게 파괴에 대한 잠재적인 요인을 알아 낼 수 있습니다. 분석시에는 자동적으로 보강재레이아웃과 (연결부위의 강도를 포함한) 장기간의 강도, ( 재보강된 토양을 포함하는)토양지층, 토양표면기하, 침윤면, 외부하중 그리고 지진활동도가 고려됩니다. 특정위치에서 재실행을 다시 시킬 때 단한번의 버튼 클릭으로 해결됩니다. 평가를 하기 위해서, 사용자들은 각각의 분석된 한 드라이빙 및 저항모멘트를 산출하는 유사값(한계원과 철근의 저항모멘트기여분을 포함)들을 보여줄 수 있습니다. 또한 사용자들은 철근레이아웃을 가진 한계원과 안정성을 위한 각 보강재의 집결력 그리고 그 힘의 경사각을 보여줄 수 있습니다.
17) 회전안정성에 대한 세가지 방식도 활용할 수 있습니다('?'을 클릭하면 기술적인 설명과 각 방식에 연관된 공식이 제공되어 집니다). 기본값은 Demo82로 되어 있습니다, 이것은 비숍이 안전율을 계산할 때 순수모멘트로서의 철근기여도를 처리한 것입니다. 두번재 방식은 '광범위한 비숍'입니다. 이 공식에서 철근의 모멘트 영향 뿐만 아니라 힘까지 고려되어 집니다. 세번째 방식은 'L 방식'이라고 줄여 말할 수 있습니다. 이 방식은 벽의 설계에 있어서 적용되는 안전율의 정의에 부합되는 방식으로서 안전율은 오직 보강재에만 적용됩니다. 토양 전단강도는 추가적인 감소부분 없이 설계자에 의해 정의되어 집니다사용자들은 직접적으로 표면상에 나나나는 슬립면들의 분석을 우회함으로써 깊숙이 내재된 안전도 분석을 수행할 수 있습니다. 이 옵션은 표면에 나타난 슬립면들이 적당하지 않았을 때 유용합니다.
18) 만족스럽지 못한 안정도의 경우 사용자들은 분석모드에서 충분한 길이와 강도의 기초 철근을 지정할 수 있습니다. MSEW는 이런 기초 철근을 고려하고 회전슬립면을 가정한 안전율 결과치를 만듭니다. |
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| MSEW 상세보기 |
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Main Menu : 이 메인메뉴는 입력데이터에 대한 직접적인 접근을 허용합니다. 입력 데이터는 그룹화되며 각각은 버튼을 클릭함으로써 접근이 가능하다. 오른쪽에 나타나는 그림은 벽의 기하구조를 나타냅니다. 두번째 그림은 지정된 토양 종단면도의 부분인 벽을 나타냅니다
Design Objectives : 설계 모드에서 사용자들은 최대허용편심율 뿐만 아니라 목표치 안전율을 즉각적으로 입력을 하면 MSEW는 (사용자의 개입이 필요한 광범위한 안전성을 제외한)설계 대상을 만족시키는 보강재 레이아웃을 결정할 것입니다.
Simple Wall Geometry : 이 대화창을 통해 벽의 기하을 빠르게 입력할 수 있습니다. 오른쪽에 나타나는 그림은 입력된 데이터에 자동적으로 적용됩니다. 다양한 추가하중을 입력할 수 있다.
Strip Load / 선하중 : 이 대화창에서 세계의 다른 선지반을 입력할 수 있습니다. 활하중 또한 특정화 될 수 있습니다. 그러한 특징으로 예를 들면 벽의 후면으로부터 떨어져 위치한 차선상의 트래픽 하중을 표현할 수 있습니다.
Complex Geometries / 복합 기하: 단순 기하를 선택하는 것보다는 사용자들은 복합기하를 선택할 수 있습니다. 이러한 기하들을 위한 메뉴는 교량 교대, 이층벽, 사다리꼴 철근 레이아웃으로 된 벽 그리고 연속적인 벽의 경우에만 한정됩니다. 이러한 모든 벽들은 제로배터에만 제한됩니다.
Bridge Abutment / 교량교대: 교대 기하 옵셩을 선택하는 경우, 관련 데이터는 이 대화창을 통해서 입력될수 있습니다. 수치산출은 교대에 결부된 특별 기준에 따라서 변화되어 집니다.
Two-tiered Geometry / 복층기하: 다중벽을 선택할 경우 이 대화창을 여십시오. 사용자들은 각 층의 고도 뿐만 아니라 잔류편차까지도 결정할 수 있습니다. 수치산출은 복층벽에 관계된 규칙에 따르며 그 결과치들은 잔류편차에 의해 결정되어 질 것입니다.
Soil Profile / 토질단면: 일련의 스크린과 스프레드시트형의 표를 통해서, 각 토양 레이어의 최상층을 나타내는 11개의 섹션들의 배열이 입력될 것입니다. 오른쪽의 그림은 그에 따라서 변화될 것입니다. 토양 지층은 5개의 토질에 한정됩니다. 하지만 보유토 및 보강토는 추가될 수 있습니다. 이 스크린 속의 데이터는 오직 광범위 안정성에 사용되어집니다.
Facia /페시아: 이 메뉴를 이용하여 적절한 막장을 선택할 수 있습니다. 마찰연결과의 외장은 오직 혼합철근에 이용되어 질 수 있습니다.
Facing Block Data / 외장벽돌 데이터: 마찰연결이 지정되었을 경우, 블록단면과 단위무게는 반드시 입력되어져 힌지고와 임베디드 복합층에 국한된 쌓인 블록들 사이의 결과에 따른 압력이 측정되어 집니다.
홈페이지 http://www.eazysoft.co.kr
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