BTS-SUB — 교량 하부 검토 (교각 · 세굴 · 말뚝 통합)

왜 통합인가 — 손으로 옮겨 적던 값들

세굴 · 교각 · 말뚝은 서로의 입력이자 출력입니다. 그런데 세 검토를 별개 프로그램으로 돌리면 그 사이의 값을 사람이 읽어 옮겨 적어야 합니다. 세굴심을 말뚝 프로그램의 자유장에 손으로 입력하고, 교각 해석의 기초 반력 수십 조합을 말뚝 하중표로 다시 타이핑하며, 말뚝 강성을 교각 모델에 되먹이지 못해 고정단 가정으로 마감하던 일입니다. BTS-SUB는 이 되먹임을 프로그램이 수렴할 때까지 반복해 처리합니다. 예제 ex1 실행에서 실제로 오간 값 — 세굴 → 말뚝 자유장 +7.40 m, 세굴 → 교각 기초 근입 2.00 → 0.00 m, 교각 → 말뚝 기초 전달력 41조합, 말뚝 → 교각 kH = 32,018 kN/m · kθ = 9,160,884 kN·m/rad.

통합 구조와 되먹임 수렴

한 번의 실행(F5)으로 통합 입력 동기화 → Vs,30 지반 분류 → 세굴 검토 → 세굴 결과 반영 → 교각 구조해석 → 말뚝 지지력검토 → 되먹임 · 수렴 판정 → 세굴 재검토 → 계산서 · 산출물 순서가 자동으로 돌아갑니다. 말뚝 두부 강성(kH · kθ)을 교각 모델에 되먹이고 기초 전달력 변화율이 허용값 미만이면 수렴 처리하며(ex1 3회 반복 · 0.00% < 허용 2.0%), 확정된 교각 자중 · 저판 자중 · 상부 반력으로 세굴 후 안정성을 다시 판정합니다. 50여 항목을 갖는 통합 지층 표는 표고(EL.m) 단일 기준으로 두고 교각 · 세굴 · 말뚝 세 방향으로 변환 · 역변환합니다.

세굴검토 — 수리에서 대책공까지

하천 횡단면에서 출발해 수위-유량 곡선, 횡단 유속분포, 재현빈도 · 접근유속 민감도까지 이어지고, 총 세굴심은 장기하상변동 + 단면축소세굴(Laursen) + 국부세굴(CSU, HEC-18 5th ed.)로 나누어 산정하며 공식별 결과를 비교해 채택값과 근거를 계산서에 남깁니다. 흐름방향 · 교축방향 교각부 상세단면에 지층 · 세굴 저면 · 말뚝을 함께 실어 상황을 한 장으로 이해하게 하고, N.G 판정이 나면 세굴방지공 대책공 개념도(HEC-23)와 개략공사비까지 제시합니다. 계산치와 실측치의 차이도 경고로 그대로 알립니다.

교각 구조계산과 말뚝 지지력검토

교각 탭에는 BTS-PIER 원본 화면이 그대로 들어 있어 일반도 3면도 자동 작도 → 프레임 해석모델 → 하중조합 → 코핑 · 기둥 단면력 포락 → 배근 → P-M 상관도 · 모멘트-곡률 · Mander 구속모델 → 부재 × 검토항목 D/C 종합 판정까지 수행하며, 내진은 응답스펙트럼에서 그치지 않고 인공지진파 생성 → 지반응답해석 → 선형 · 비선형 시간이력 → 이력곡선까지 한 번에 실행합니다. 말뚝 검토는 세굴을 반영한 지반에서 시작해 축방향 지지력(선단 + 주면), p-y 곡선 기반 BNWF 수평 거동, p-승수 · 군말뚝 효율, 침하, 부주면마찰을 검토하고, 여기서 나온 두부 강성이 교각 해석의 지반스프링으로 되먹여집니다. 생략된 검토(예: Cc · e0 입력층 없음 → 즉시침하만 산정)도 숨기지 않고 계산서에 남깁니다.

정밀안전진단 모드와 산출물

예제 ex5(기존교량 정밀안전진단 · 기초 세굴 노출)처럼 점검 · 진단 이력과 등급 추이, 준공 이후 하상고 변동 추이, 실측 세굴심과 계산 세굴심 비교, 보수 · 보강 방안 및 개략공사비를 함께 다루어 정밀안전진단 보고서까지 만들어 냅니다. 1회 실행으로 5편 22장 통합구조계산서(제1편 총설 · 제2편 세굴 · 제3편 교각 · 제4편 말뚝 · 제5편 종합 판정 + 부록 A · B · C) · 통합요약표 · 통합 종단면도와 영역별 원본 산출물 18종, 모두 22건과 그림 82장이 자동으로 만들어집니다. 통합층은 원본 세 패키지를 읽기만 하므로 "합치면서 무엇이 빠졌는가"에 의견이 아니라 SHA-256 해시로 답할 수 있습니다.

핵심 지표

• 3 → 1 — 세 프로그램을 하나의 실행으로
• 82장 — 1회 실행으로 자동 작성되는 그림 (교각 32 · 세굴 25 · 말뚝 24 · 통합 1)
• 22건 — 1회 실행 산출물 — 통합 4종 + 영역별 원본 18종
• 320개 — 테스트 전수 통과 — 기능 감소 없음을 해시로 검증

산출물

• 통합구조계산서 DOCX · HWPX · TXT
• 통합요약표 XLSX
• 통합 종단면도 PNG
• 교각 계산서 · 일반도 · 배근개요 DXF · MCT 2종
• 세굴 검토보고서 · 정밀안전진단 보고서
• 말뚝 계산서 HTML · DOCX · HWPX 슬롯
• 프로젝트 .btssub · .btspile

도입 효과

• 세굴심 · 기초 반력 · 말뚝 강성을 손으로 옮겨 적던 오기 · 누락 · 버전 불일치 제거 — 되먹임을 수렴시킬 수 있음
• 표고 · 심도 기준 환산 실수 방지 — EL.m 단일 기준 통합 지반표에서 세 영역 입력으로 자동 변환
• 계산서 1벌에 세 영역 계산과정 전량 수록 + 자체 감사표 — 서로 다른 지반 · 하중을 쓰는 일이 드러남
• 원본 소스 SHA-256 해시 대조로 통합하면서 기능이 줄지 않았음을 기계적으로 검증, CLI 종료코드로 다수 교각 무인 일괄 검토