강관 버팀보와 H빔 버팀보
벽체를 설치하고 단계별 굴착후 띠장 및 고강도 강관 버팀보를 설치하여 흙막이 벽체를 지지하는 흙막이 지지공법으로 많이 쓰이는 강관 버팀보와 H 형강 버팀보를 설치하여 흙막이 벽체를 지지하는 H형강 버팀보의 차이점과 구조적 안정성을 알아보자.
강관 버팀보의 구조적 안정성과 시공성
강관 버팀보는 높은 강도와 강성때문에 구조적 안정성을 제공한다. 하중을 안정적으로 전달하며, 변형이나 굴곡을 최소화한다. 충격하중에 대한 저항력이 뛰어나기 때문에 지진이나 강풍과 같은 극한 상황에서도 안정성을 유지할수 있게 한다.
또한 비틀림하중에 저항력이 뛰어나기 때문에, 다리나 고속도로, 기타 인프라 프로젝트에 많이 사용된다.
항복강도 : fy = 460 Mpa
단면2차모멘트 Iy = 17.519cm⁴ Iz = 17.519cm⁴(약축이 없어 좌굴에 강함)
단위중량 : 68.9kg/m(φ406.4x7t)
구조적 안전성 우수, 지반 변위 감소
강축, 약축 구분없어 유리한 단면형상 → 좌굴 및 비틀림 강성 우수
버팀보 수평 간격 : 3 ~ 5m
사용가능 최대 지간 : 16.8m
시공성
고강도 강관 버팀보는 간편한 설치 과정을 가지고 있기 때문에 시공성이 좋다. 미리 제작된 부품을 현장에서 조립하면 되는 형태여서 건설 시간이 단축되고 인건비도 절감된다. 또한, 적용 장소에서 철거시 재사용이 가능하기 때문에 경제성이 높다.
이러한 이유로 강관 버팀보는 건출물, 가시설 등에 널리 사용되고 있고 안전성과 시공성을 동시에 제공한다.
H형강 버팀보의 구조적 안정성 시공성
H 형강 버팀보는 마찬가지로 건물의 주요 구조물에 사용된다. H 형태의 철강 모양은 수직 하중을 지지하는데 특히 유용하다. 강철로 만들어지며, 큰 스팬을 가로질러 하중을 지지할 수 있다.
수평 수직 보강재가 필요하기 때문에 시공에 시간이 걸리고, 인건비가 강관버팀보에 비해 많이 드는 편이다. 중간 말뚝을 설치해야 하기 때문에 슬래브 보강을 많이 해야하며, 품질이 저하될 가능성이 있다.
항복강도 : fy = 275 Mpa
단면2차모멘트Iy = 20.400cm⁴Iz = 6.750cm⁴ (약축방향은 좌굴에 약함)
단위중량 : 94kg/m (H-300×300×10×15)
구조적 안전성 보통
이방성 단면으로 약축 방향 불리한 단면형상 → 좌굴 및 비틀림 강성 불량
버팀보 수평 간격 : 2 ~ 3m
사용가능 최대지간 : 7.5m
강관 버팀보와 H형강의 장단점
강관 버팀보
약축, 강축 구분이 없어 좌굴에 유리하다. 수평 수직 보강재(Bracing)이 불필요하고, 작업공간 확보가 양호하여 공기 단축에 유리하다.
하지만 버팀보 간격 증가시 벽체와 띠장의 강성증가를 꾀해야하고, 작업자 이동통로및 점검통로를 별도로 설치해야 한다.
자재비 및 연결재 등 부속품이 고가이다.
H형강 버팀보
일반적으로 많이 쓰이는 공법이다. 또한 보수 보강이 용이하다. 하지만 작업공간이 협소하여 굴착작업이 어렵고, 본 구조물 시공시 공간 간섭이 생긴다. 강재가 많이 사용되어 자재비가 많이 들어 경제성이 낮다.