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컴퓨터에 의해 수행되는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 방법으로서,상기 컴퓨터가,(a) 말뚝 하부 구조와 말뚝 상부 구조를 가지는 단일 현장타설말뚝에 관하여, 지표면을 기준으로 상기 말뚝 하부 구조의 고정을 가정한 경계조건에 따라 상기 말뚝 상부 구조를 수치 해석하여 지표면에 대한 지반 반력을 산정하는 단계;(b) 상기 말뚝 상부 구조의 수치 해석을 통해 산정된 지반 반력을 상기 단일 현장타설말뚝에 작용하는 수직 하중으로 적용한 경계조건에 따라 상기 말뚝 하부 구조를 수치 해석하여 지표면에 대한 스프링 강성 행렬을 산정하는 단계;(c) 상기 산정된 스프링 강성 행렬을 말뚝 상부 구조의 지표면에 관한 경계 조건으로 하여 상기 말뚝 상부 구조를 수치 해석하는 단계;(d) 단계 (b)와 단계 (c)를 반복적으로 수행하고, 지표면의 경계에서 상기 말뚝 상부 구조와 상기 말뚝 하부 구조의 부재력과 변위의 각각 또는 모두가 소정 레벨 이하로 수렴할 때의 구조 해석 모델을 최종 구조 해석 모델로 도출하는 단계;(e) 상기 최종 구조 해석 모델에 기초하여, 주어진 기둥-말뚝 강성비의 값들에 따라 산출되는 수평 균열 하중의 데이터에 따라, 기둥-말뚝 강성비와 수평 균열 하중비의 관계를 도출하는 단계; 및(f) 기둥-말뚝 강성비와 수평 균열 하중비의 관계 그래프의 변곡점에 상응하는 기둥-말뚝 강성비를 최적 기둥-말뚝 강성비로 산정하는 단계를 포함하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 방법
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청구항 1에 있어서, 상기 구조 해석 모델은 등가 지반면 스프링 모델(Equivalent base spring model)에 기반하는 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 방법
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청구항 1에 있어서, 상기 단계 (d)는,단계 (b)와 단계 (c)를 반복적으로 수행하고, 지표면의 경계에서 상기 말뚝 상부 구조와 상기 말뚝 하부 구조의 부재력과 변위의 각각 또는 모두가 소정 레벨 이하로 수렴할 때에, 상기 구조 해석 모델에 나타난 반력을 이용하여 상기 말뚝 하부 구조의 안정성을 검증하고, 만약 안정성이 확인되면 상기 구조 해석 모델을 최종 구조 해석 모델로 도출하는 단계인 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 방법
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청구항 1에 있어서, 상기 단계 (e)는(e-1) 상기 최종 구조 해석 모델에 기초하여, 주어진 기둥-말뚝 강성비에 따른 모멘트-곡률 관계 특성을 도출하고, 모멘트-곡률 관계 특성으로부터 단일 현장타설말뚝의 재료에 균열이 발생하였을 경우의 균열 모멘트를 산정하는 단계;(e-2) 상기 최종 구조 해석 모델에 기초하여 수평 하중의 변화에 따른 단일 현장타설말뚝의 수평 거동을 분석함으로써 도출된 수평 하중 대비 최대 휨모멘트로부터 수평 하중-최대 휨모멘트 관계식을 도출하는 단계;(e-3) 상기 균열 모멘트를 상기 하중-최대 휨모멘트 관계식에 적용함으로써 수평 균열 하중을 산정하는 단계; 및(e-4) 상기 기둥-말뚝 강성비를 변화시키면서 단계 (e-1) 내지 단계 (e-3)를 반복적으로 수행함으로써 산출되는 수평 균열 하중의 데이터에 따라, 기둥-말뚝 강성비(Sc/Sp)와 수평 균열 하중비(F/FSc=Sp)의 관계를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 방법
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청구항 1에 있어서, 상기 기둥-말뚝 강성비와 수평 균열 하중비의 관계는 가로축이 기둥-말뚝 강성비(Sc/Sp)이고 세로축이 수평 균열 하중비(F/FSc=Sp)인 실수 공간 상의 그래프로 도식화되고, 상기 수평 균열 하중비의 분자 F는 기둥의 강성을 감소시킴에 따라 기둥과 말뚝의 강성이 달라진 변단면을 가지는 단일 현장타설말뚝의 수평 균열 하중이고, 수평 균열 하중비의 분모 FSc=Sp는 기둥과 말뚝의 강성이 동일한 때의 단일 현장타설말뚝의 수평 균열 하중인 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 방법
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컴퓨터에서 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항의 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 방법을 구현할 수 있도록 설계된 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 독출할 수 있는 기록 매체
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단일 현장타설말뚝의 말뚝 상부 구조에 대해서, 최초의 연산 시에는 지표면을 기준으로 말뚝 하부 구조가 고정되었다고 가정한 경계조건에 따라, 그 이후의 반복 연산 시에는 산정된 스프링 강성 행렬의 경계 조건에 따라, 말뚝 상부 구조를 수치 해석하여 지표면에서 나타나는 지반 반력을 산정하고, 단일 현장타설말뚝의 말뚝 하부 구조에 대해서, 지표면의 지반 반력을 말뚝에 작용하는 수직 하중으로 적용한 경계조건에 따라, 말뚝 하부 구조를 수치 해석하여 지표면에 대한 스프링 강성 행렬을 산정하는 분리 수치 해석을 반복적으로 수행하여, 부재력과 변위의 각각 또는 모두가 소정 레벨 이하로 수렴할 때의 구조 해석 모델을 최종 구조 해석 모델로 도출하는 말뚝 분리 해석부; 및상기 최종 구조 해석 모델을 기초로 기둥-말뚝 강성비를 변화시킬 때마다 산정되는 수평 균열 하중의 데이터에 따라, 기둥-말뚝 강성비와 수평 균열 하중비(F/FSc=Sp)의 관계를 도출하고 기둥-말뚝 강성비(Sc/Sp)와 수평 균열 하중비(F/FSc=Sp)의 관계 그래프의 변곡점에 상응하는 기둥-말뚝 강성비를 최적 기둥-말뚝 강성비로 산정하는 최적 기둥-말뚝 강성비 산정부를 포함하며,여기서 수평 균열 하중비의 분자 F는 말뚝에 비해 기둥의 강성을 감소시킴에 따라 변단면을 가지는 단일 현장타설말뚝의 수평 균열 하중이고, 분모 FSc=Sp는 기둥과 말뚝의 강성이 동일한 때의 단일 현장타설말뚝의 수평 균열 하중인 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 장치
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청구항 7에 있어서, 상기 말뚝 분리 해석부는,최초의 반복 연산 시에는 지표면을 기준으로 말뚝 하부 구조가 고정되었다고 가정한 경계조건에 따라, 그 이후의 반복 연산 시에는 산정된 스프링 강성 행렬의 경계 조건에 따라, 상기 말뚝 상부 구조를 수치 해석하여 지표면의 지반 반력을 산정하는 상부 구조 모델링부;상기 산정된 지표면의 지반 반력을 말뚝에 작용하는 수직 하중으로 적용한 경계조건에 따라, 상기 말뚝 하부 구조를 수치 해석하여 지표면에 대한 스프링 강성 행렬을 산정하는 하부 구조 모델링부; 및지표면의 경계에서 말뚝 상부 구조와 말뚝 하부 구조에 관한 부재력과 변위의 각각 또는 모두를 모니터링하고, 부재력과 변위의 각각 또는 모두가 소정 레벨 이하로 수렴할 때의 구조 해석 모델을 최종 구조 해석 모델로 도출하는 최종 구조 해석 모델 도출부를 포함하며,상기 상부 구조 모델링부와 상기 하부 구조 모델링부는 각각 말뚝 상부 구조와 말뚝 하부 구조의 수치 해석을 반복 연산하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 장치
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청구항 8에 있어서, 상기 말뚝 분리 해석부는,부재력과 변위의 각각 또는 모두가 소정 레벨 이하로 수렴할 때의 구조 해석 모델에 나타난 반력을 이용하여 말뚝 하부 구조의 안정성을 검증하는 안정성 검증부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 장치
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청구항 7에 있어서, 상기 구조 해석 모델은 등가 지반면 스프링 모델에 기반하는 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 장치
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청구항 7에 있어서, 상기 최적 기둥-말뚝 강성비 산정부는,상기 최종 구조 해석 모델에 기초하여, 강성비-수평 균열 하중비 분석부에서 주어지는 기둥-말뚝 강성비에 따른 모멘트-곡률 관계 특성을 도출하고, 모멘트-곡률 관계 특성으로부터 단일 현장타설말뚝의 재료에 균열이 발생하였을 경우의 균열 모멘트를 산정하는 균열 모멘트 산정부;상기 최종 구조 해석 모델에 기초하여 수평 하중의 변화에 따른 상기 단일 현장타설말뚝의 수평 거동을 분석함으로써 도출된 수평 하중 대비 최대 휨모멘트로부터 수평 하중-최대 휨모멘트 관계식을 도출하는 수평 하중-최대 휨모멘트 관계식 도출부;상기 균열 모멘트와 상기 하중-최대 휨모멘트 관계식에 기초하여 수평 균열 하중을 산정하는 수평 균열 하중 산정부; 및기둥-말뚝 강성비를 변화시킬 때마다 상기 수평 균열 하중 산정부에서 산정되는 수평 균열 하중의 데이터에 따라 도출되는 기둥-말뚝 강성비(Sc/Sp)와 수평 균열 하중비(F/FSc=Sp)의 관계로부터 최적 기둥-말뚝 강성비로 산정하는 강성비-수평 균열 하중비 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 장치
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청구항 11에 있어서, 상기 강성비-수평 균열 하중비 분석부는,기둥-말뚝 강성비와 수평 균열 하중비의 관계가 가로축이 기둥-말뚝 강성비(Sc/Sp)이고 세로축이 수평 균열 하중비(F/FSc=Sp)인 실수 공간 상의 그래프로 도식화하될 경우에, 기둥-말뚝 강성비(Sc/Sp)와 수평 균열 하중비(F/FSc=Sp)의 관계 그래프의 변곡점에 상응하는 기둥-말뚝 강성비를 최적 기둥-말뚝 강성비로 산정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 장치
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컴퓨터를 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항의 변단면 단일 현장타설말뚝의 최적 기둥-말뚝 강성비 산정 장치로 동작시킬 수 있도록 설계된 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 독출할 수 있는 기록 매체
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