1. 지반조사 결과의 직관적 입력과 지반정수 산정

   지반조사 결과를 3차원으로 가시화를 수행하기 위해서는 시추공의 좌표를 사용하여 지표면의 가시화를 수행하여야 하며 시추주상도의 좌표를 삼각망알고리즘을 사용하여 각 지층별로 등고선을 작성하고 생성된 3차원 좌표를 이용하여 인접지역에서의 주상도 좌표를 보간하여 추정하며 기초하부 및 말뚝에 대한 지층정보를 생성할 수 있는 기능을 구현한다. 또한 지반조사 결과를 직관적으로 입력하고 입력된 데이터를 이용하여 지반정수를 산정할 수 있는 기능을 구현한다.

① 지반조사 결과를 이용하여 지반모델링을 하여 3차원 가시화 구현

② 계획 지반고를 이용한 굴착 및 성토 기능

③ 삼각망 알고리즘 구현

④ 지반조사 결과의 직관적 입력과 지반정수 산정

2. 유한요소해석

   지반에 설치된 말뚝지지 전면기초는 말뚝과 전면기초가 동시에 하중을 부담하는 구조로 설계된다. 따라서 본 연구에서는 말뚝과 지반을 등가 스프링으로 모델링하고 전면기초는 평면쉘(Flat Shell Element)로 요소해석하며, 말뚝과 지반사이의 상호작용은 수평하중전이와 수직하중전이를 이용한 비선형으로 해석한다. 기초의 모양은 원형과 사각형이므로 모두 모델링이 가능한 삼각형 요소를 적용하여 유한요소해석을 실시한다. 비선형 해석을 적용하기 때문에 해석과정은 반복에 의해 해를 수렴하는 과정을 진행한다.

① 삼각형 요소로 모델링

② 평면요소와 평판요소의 결합으로 평면쉘 요소를 구성

③ 수평하중전이 해석

④ 축하중전이 해석

⑤ 변위수렴을 위한 반복법에 의한 해석

3. 직접 기초 설계

   지반조사 결과를 이용하여 Terzaghi, Meyerhof, Brinch Hansen 등의 한계평형법, 표준관입시험 등의 경험적 방법 및 Bell식, Bowles 제안식 등의 암반지반에 대한 지지력 계산과 Hooke의 법칙, Vesic에 의한 방법 등의 탄성이론에 의한 방법 및 Terzaghi-Peck, AASHTO 제안식 등에 의한 침하량 계산을 수행한다.

① 직접기초에 대한 지지력 계산

② 직접기초에 대한 침하량 계산

③ 직접기초에 대한 치환시 치환안정성 검토 계산

4. 말뚝 기초 설계

   정역학적 지지력 공식, SPT를 이용한 경험적 방법, Meyerhof 공식 등 이론 및 반경험적인 방법을 이용하여 말뚝 기초에 대한 연직 및 수평지지력과 반경험적 방법에 의한 침하량 및 경험적 방법에 의한 침하량, Haefeli법 등에 의한 침하량을 산정한다.

① 시공방법으로 항타 말뚝, 매입말뚝, 현장타설말뚝 및 말뚝재료 기준으로 강재, 콘크리트, Stone-column, HCP(복합말뚝)

② 일반적인 계산식에 의한 연직지지력 및 침하량 계산

③ 기초강성을 고려한 하중분배 및 기초판-군말뚝 상호작용을 고려한 지지력/변위 검토

④ 한계상태 설계법을 적용한 현장타설말뚝 본체 설계

⑤ 하중조건 및 지반조건을 고려하여 위치에 따라 말뚝길이/배치/개수 최적화

⑥ 상세 설계를 위한 연직 및 수평지지력 해석 프로그램 연결

(BCAP과 XPile PLUS DLL : 말뚝 기초해석 프로그램, 씨이지)

5. LNG TANK 통합 설계관리 시스템과 연동

   본 시스템에 필요한 하중조건과 같은 입력데이터를 제공받고 LNG TANK 통합 설계관리 시스템에 필요한 탄소성 지반스프링과 같은 해석 결과를 제공한다.

① 입력 및 출력 자료 연동

② 기초부분 모델링에 요구되는 자료 제공(탄소성 지반스프링 등)

6. 물량산출 및 보고서 작성

   직접 및 말뚝 기초 해석 후 생성되는 기초의 크기, 말뚝의 개수, 길이 등을 제공하며 보고서 작성은 일정 폼에 의한 해석 결과에 대한 요약보고서와 직접 및 말뚝기초 해석결과에 대한 계산서를 출력한다.

① 물량산출

② 보고서 및 계산서 작성

7. 구조물 기초 입력 및 해석결과 3차원 가시화

   지반조사 3차원 가시화 결과 및 계획 지반면에 대한 절토 및 성토단면생성, 기초 해석결과에 의한 기초 형상 및 말뚝 배치를 3차원으로 가시화한다.

① 입력결과 3차원 가시화

② 해석결과 3차원 가시화