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The Assesment of Tunnelling Induced Damage for the Opera House (Emphasis on 3D FEM Analysis)

터널 시공에 따른 오페라극장의 영향평가 (수치해석을 중심으로)
Eui-Seok Hwang1
,
Bong-Youl Lee2
,
Hak-Moon Kim3
황 의석1
,
이 봉열2
,
김 학문3
1단국대학교 토목환경공학과 박사과정
2시지 E&C(주) 기술연구소 소장
3단국대학교 토목환경공학과 교수

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ABSTRACT

This research work is to investigate influences of the Opera House in Arts Center caused by the twin tunnel construction. The Opera House of 3D structural feature with various type of foundations and adjacent twin tunnels are modeled in 3-Dimensional mesh for FEM analysis. Confirmation of safety is essential for this particular type of structure, and attention level and warning level of control criteria are examined for the protection of the Opera House by means of the analytical results.

Keywords
ground behavior
protection of structure
3D FEM analysis
level of control criteria
damage prediction

본 연구는 유면산터널 사공에 따른 예술의 전당내의 오페라극장 구조물에 대한 영향을 검토하고 필요시에는 적절한 대책을 조기에 강구하기 위하여 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 쌍굴터널 굴진시 지반거동의 영향범위내에 있는 오페라극장은 문화재급의 건축물로써 그 기초형식 또한 다양하다. 그러므로, 건물구조의 3차원적인 특성과 기초형태의 변화를 이상적으로 모델링하고, 3차원해석 결과에 따른 시공전 예측과 시공중 안정성확인을 평가할 수 있도록 검토하였다. 문제발생시 신속한 대처를 할 수 있고, 터널굴진시 정보화 시공이 적용될 수 있도록 관리기준치를 단계적으로 변화 설정하였다.

키워드
지반거동
구조물거동
3차원수치해석
관리한계수준

MAIN

  • 1. 서론

  • 2. 연구대상 현장현황

  •   2.1 건물 현황

  •   2.2 지반 현황

  • 3. 오페라극장 및 주변지반 거동 해석

  •   3.1 지반 및 터널의 모델링

  •   3.1.1 해석영향범위 및 기초평면도

  •   3.1.2 지반물성치

  •   3.1.3 3차원 유한요소망

  •   3.2 오페라극장 건물의 모델링 및 해석

  • 4. 오페라극장 및 주변지반 거동평가

  •   4.1 3차원 지반거동 해석결과

  •   4.2 지반거동으로 인한 기초의 부등침하량 및 각변위

  •   4.3 기초침하에 의한 부재의 안정성

  •   4.3.1 콘크리트보 및 기둥의 안정성 검토

  •   4.4 오페라극장 안전관리 기준치 설정

  • 5. 결론

Acknowledgements

References

1
1) 김학문(1997) “도심지 지반굴착에서 인접건물의 손상영향과 보호”, 대한건축학회 논문집, 제13권 제6호, pp. 317-327.
2
2) 김학문, 이봉열, 황의석 성종대(2001) “터널굴착시 인접구조물과 지반거동에 대한 3차원수치해석,” 01 학술발표회논문집, 대한토목학회.
3
3) 김학문, 이봉열, 황이석, 강봉재(2000) “도심지터널굴착에 따른 인접구조물과 지반거동의 상호영향에 대한 매개변수 연구”, ’00가을학술발표회 논문집, 한국지반공학회, pp. 485-492.
4
4) Boscardin. M. D. & Cording. E. J. (1989) “Building Response to Excavation-induced Settlement”, Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 115, No 1, pp. 1-21.
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5) Burland, J. B., Wroth, C. P. (1977) “Settlement of Buildings Associated Damage”, Proc. Conf. Settlement of Structures. Pentech Press, London, England, pp. 611-654.
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6) Cording, E. J., Hansmire, W. H. (1975)“ Displacements around soft ground tunnels-General Report”, 5th Pan American Conference on Soil Mechanics and foundation Engineering, Buenos Aires, Session IV, pp. 571-632.
7
7) Peck, R. B. (1969) “Deep Excavations and Tunnelling in soft ground”, State of the Art Report, Proc. 4th Int. Conf. on Soil Mechanics and Foundation Engineering., Vol. 1, pp. 402-405.
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