보강토 옹벽 구조 해석 프로그램 MSEW+ 소개

토목설계 전문가가 알려 주는 보강토 옹벽 구조 해석 프로그램 MSEW. 현재 전세계에서 가장 많이 사용하고 있으면 여러가지 구조식과 보강재 타입에 따라서 구조계산을 할 수 있으며 시각적으로 토압의 변화에 따른 안전율을 평가 할 수 있습니다.

토목설계용 보강토 옹벽 구조계산 프로그램의 필요성

과거에는 수계산으로 보강토 옹벽 구조계산을 하거나 엑셀 수식을 이용하였습니다. 그러나, 보강재를 포설 할 때 최상의 설계를 위해서는 반복적 해석 해야 하지만 수계산과 엑셀 수식으로는 한계가 있었습니다.

1990년대 본격적으로 보강토 옹벽이 보급되기 시작하고 더욱 더 많은 구조해석이 필요하게 되었습니다. 그러다가 SRWall라는 프로그램 국내에 보급 되면서 계산이 훨씬 간편하고 쉬워졌습니다. 그러나 이 프로그램은 보강재포설을 검토 할때 반복적 해석으로 최상의 보강재 포설 조건을 찾아야 하는 데는 한계를 보여 주었다.

1990년 후반 부터 한국에 SRWall프로그램을 보완한 MSEW가 도입되게 되었는 데, 이 프로그램 미국 델라웨어 대학 교수 Dov Leshchinsky는 MSEW프로그램을 개발하여 FHWA에 초기 버전을 납품한 제품을 상품화 하였습니다.

현재 한국에는 AutoMSE등이 여러 프로그램이 보강토 옹벽 구조해석 프로그램으로 사용 되고 있지만 MSEW가 가장 판매량이 높고 공신력있는 프로그램입니다.

MSEW의 개요

AASHTO98/02와 NCMA는 허용 응력 설계(ASD)에 기반을 두고 있으며, 반면에 AASHTO 2007-2010 및 2017-2020은 하중 및 저항 계수 설계(LRFD)에 기반을 두고 있습니다. NCMA는 지오합성 섬유 강화 세그먼트 보호벽(SRW)에 제한됩니다. 프로그램은 일반적으로 확립된 설계 절차의 지침을 따르지만, 사용자는 공식 지침을 넘어서 설계 옵션과 개념을 탐색할 수 있습니다; 사용자는 하중 및 저항 계수를 포함한 모든 기본값을 재정의할 수 있습니다. 이러한 탐색은 새 시스템의 개발뿐 아니라 포렌식 연구를 필요로 하는 경우에 유용합니다. 미국 외의 일부 국가에서는 설계에 다른 기본값을 사용하여 MSEW+를 해당 국가에서 허용되는 설계 도구로 만듭니다.

MSEW+는 원호를 사용한 Bishop 방법을 통한 전역 안정성 분석을 허용합니다. 더 깊고 효율적인 전역 분석을 위해, MSEW+는 ReSSA+를 사용한 분석을 위해 데이터 파일을 내보낼 수 있습니다. 이와 같은 내보낸 데이터 파일은 ReSSA+가 이상적인 더 포괄적인 안정성 분석을 용이하게 합니다. 더욱이, 버튼을 클릭하면 MSEW+의 거의 모든 표를 Excel로 내보내거나 인쇄할 수 있습니다. MSEW(3.0)를 사용하여 생성된 입력 데이터 파일은 MSEW+를 사용하여 읽을 수 있습니다.

ADAMA Engineering은 미국 연방 고속도로 행정부(FHWA)를 위해 저작권이 있는 MSEW 버전 1.0(1998) 프로그램을 개발하였습니다. 버전 1.0은 미국 주 고속도로 기관과 미국 연방 기관 전용으로 지정되었습니다. ADAMA Engineering은 MSEW+를 일반 대중에게 제공합니다. 이 버전에는 수량 계산, 더 다양한 가중하중, 내부 및 외부 안정성에 대한 Coulomb 측면 지반 압력 사용, 사용자가 생성한 데이터베이스, 경사 안정성 결과의 개선된 표현, AutoCAD®과 호환되는 그래픽 파일, NCMA 또는 LRFD에 기반한 설계 방법 등 많은 향상 사항이 포함되어 있습니다.

MSEW+에서는 여러 FHWA 관련 출판물에 접근할 수 있습니다. 그러나 AASHTO와 NCMA의 출판물은 저작권이 있으므로 ADAMA Engineering은 이 문서를 배포할 수 없습니다. 사용자들에게는 AASHTO의 Bridge Section과 NCMA 2nd edition을 구매하는 것이 권장됩니다. 이 매뉴얼에 제공된 기술적 배경과 세부 정보는 매우 소중합니다. MSEW+와 함께 사용하면, 사용자는 종종 복잡한 설계 규칙과 계산에 대해 빠르게 이해할 수 있습니다. ADAMA Engineering은 MSEW+를 도구로만 제공하며, 사용자는 AASHTO 및/또는 NCMA 규칙에 익숙해야 합니다. ADAMA Engineering은 소프트웨어 운영과 관련된 문제에 대해 무료 지원을 제공하지만, AASHTO/FHA/NCMA에서 규정한 설계 규칙 및 계산에 대해서는 지원하지 않습니다. 그러나 MSEW+의 많은 대화상자에는 개념, 공식, 출처 또는 근거를 명확히 하는 하위 대화상자와 버튼이 포함되어 있다는 점을 알려드립니다.

MSEW에서 사용하는 토목 구조 해석식

MSEW+는 구조적으로 안정화된 지반벽의 설계 및 분석을 위한 상호 작용형 프로그램입니다. 이는 다음 설계 지침을 따릅니다:

AASHTO98 /Demo 82

AASHTO02/FHWA-NHI-00-043

AASHTO 2007-2010

FHWA-NHI-10-024 (교통 장벽 하중 및 일부 다리 충돌 벽 방법론과 관련됨)

NCMA1997 AASHTO 2017-2020. 지오합성 섬유 및 금속 보강재를 위한 단순화된 AASHTO 방법과 금속을 위한 Coherent Gravity Method를 사용하는 옵션 포함.

AASHTO 2020 – 지오합성 섬유를 위한 단순화된 강성 방법, 이는 단순화된 AASHTO 대신 사용될 수 있습니다.

참고:

AASHTO 2020에서 허용된 지오합성 섬유 벽을 설계하기 위한 대안 방법은 균형한 한계(LE)에 기반을 두고 있습니다. 이의 독특한 특징은 내부 안정성을 합리적으로 다룰 수 있는 능력입니다. 이 LE는 ReSSA+ 프로그램에 구현되어 있습니다. 따라서 두 프로그램 MSEW+와 ReSSA+는 서로 보완적입니다.