4.1.1 벽면에 파봉이 있을 때
직립벽의 전면파압은 정수면의 높이에서 최대치 p1, 정수면상 의 높이에서 0, 저면 에서 p2가 되는 직선 분포로서 직립벽 저면으로부터 마루까지의 파압을 고려하여야 한 다. 직립벽에 작용하는 최대파력 및 양압력은 Goda 식을 표준으로 하며, 그림 4.1과 같 다.
(a) 파봉 작용시 (b) 파곡 작용시
그림 4.1 Goda 식에 의한 파압분포도
제체의 입사각 보정은 그림 4.1과 같이 제체의 법선방향으로 15° 이동 시킨 후의 각 도를 의미하며, 파의 주파향과 직립벽과 이루는 각도가 15° 미만일 경우에는 보정하지 않는다.
한편, 직립벽의 전면 파압은 식 (4.1)과 같다.
cos
cos cos
cosh
sinh
min
cosh
(4.1)
여기서, : 정수면상 파압강도가 영이 되는 높이(m)
: 정수면에서의 파압강도()
: 해저면에서의 파압강도()
: 직립벽 저면에서의 파압강도()
: 물의 밀도()
: 중력가속도()
: 파압의 보정계수(표준 1.0)
: 직립벽 전면의 수심(m)
: 직립벽 전면에서 외해로 유의파고의 5배 만큼 떨어진 지점의 수심(m)
: 직립벽 저면의 수심(m)
: 사석부 또는 피복공 마루중 작은 수심(m)
: 설계계산에 쓰이는 파고(m)
: 수심 h에서의 설계계산에 쓰이는 파장(m) min : a 또는 b 중 작은 값
: 구조물 법선과 주방향의 15° 범위에서 가장 위험한 선분의 사잇각
직립벽 저면에 작용하는 양압력은 외해측 끝부분에 식 (4,2)와 같이 (), 내 해 측 끝부분에서 영인 삼각형 분포 형태로 구할 수 있다.
cos (4.2)
여기서, 은 양압력의 보정계수이며 일반적으로 1.0이다. 이 경우 부력은 정수중의 배수체적에 대해서만 고려한다.
설계계산에 쓰이는 파장 L 및 파고 는 최고파의 파고 및 파장으로 한다. 최고파 의 파장은 유의파 주기에 대응하는 파장으로 하고, 파고는 다음의 최고파고 max를 사 용한다.
1) 최고파고가 쇄파의 영향을 받지 않은 경우
max (4.3)
여기서, 은 직립벽 전면수심에서 진행파의 유의파고(m)
2) 최고파고가 쇄파의 영향을 받는 경우
불규칙파 쇄파변형을 고려한 max (4.4)
단, 이때의 최고파고는 직립벽 전면에서 5 만큼 외해측에 떨어진 지점에서의 수 심 에 대한 값을 사용한다.
파봉시 케이슨 기초의 안정성 검토조건은 그림 4.2와 같다.
그림 4.2 파봉시 케이슨 기초의 안정성 검토조건(해양수산부, 2017)
4.1.2 벽면에 파곡이 있을 때
벽면에 파곡이 있을 때 직립벽 전면에서 부의 파압은 식 (4.5)와 같다. 정수면에서 0, 정수면하 0.5에서 이하 저면까지 같은 직선분포의 파압이 외해 측을 향해서 작용 하게 된다.
(4.5)
여기서, : 균일파압 부분에 있어서 파압강도()
: 설계계산에 쓰이는 최고 파고(m)
특히, 대수심 방파제에서는 파곡의 부 압력의 크기가 파봉이 있을 때의 정압력의 크 기보다 크므로 벽체가 바다쪽으로 미끄러지는 경우도 있다. 파곡시 케이슨 기초의 안 정성 검토조건은 그림 4.3과 같다.
그림 4.3 파곡시 케이슨 기초의 안정성 검토조건(해양수산부, 2017)
