철근 콘크리트 강성관인 흄관은 현장 시공 후 사용 중 이음부의 누수와 침하로 인해 하수관거로서의 기능이 저하되는 경우가 많이 발생되고 있다. 따라서 하수관거의 경제성, 안전성, 사용성을 극대화하기 위해 개발되는 하수관거 기초는 하수관거 자중과 수압, 상재토압, 도로에 작용하는 하중의 영향을 충분히 견딜 수 있도록 설계 및 제작되어야 한다. 본 연구에서는 기본적인 설계가 완성된 하수관거 기초의 기본형 모델을 범용 구조해석 프로그램인 ABAQUS(2009)와 CAD Mechanical(2011)의 3D 모델링을 사용하여 유한요소 해석 결과와 비교하고, 보다 경제적인 설계를 위한 격벽의 종류와 유무에 따라 발생되는 최대응력을 항복응력과 비교하여 적은 재료로 생산 할 수 있는 하수관거 기초의 최적화된 단면을 파악할 수 있었다. 이를 고려하여 항복응력과 각각의 모델의 최대응력 및 변위를 통해 적절한 단면의 형상을 제시한다.
그림 1은 기본적인 설계가 완성된 CAD 도면과 ABAQUS 입력모델링 단면을 보여주고 있다. 플라스틱 재료(PE2406)의 물성치 정보와 여러 경계조건에 따르는 해석결과를 그림 2에 나타내었다. 그림 2는 하수관거의 크기와 모델, 위치에 따른 최대응력과 항복응력을 비교한 것으로서, 항복응력대비 발생된 최대응력 및 최대변위를 통하여 기초단면의 안전성과 경제성을 판단 할 수 있다.

• 박종섭(정회원, 상명대학교 건설시스템공학과 교수) | Park, Jong Sup 교신저자
• 강성용(정회원, 상명대학교 일반대학원 석사과정) | Kang, Sung Yong
• 이관호(정회원, 공주대학교 건설환경공학부 교수) | Lee, Kwan Ho