#철근콘크리트
목차
4.14.3 구조용 강재를 철근콘크리트로 보강한 합성휨부재적용 범위
4.18.1 중간 및 특수 콘크리트 구조 시스템의 철근
업데이트 예정
(1) 이 기준은 콘크리트구조 건축구조물에 대한 설계, 검사 및 실험, 설계하중, 재료별 설계방법, 재료강도, 제작 및 설치, 시공, 품질관리 등의 기술적 사항을 규정함으로써 콘크리트구조 건축구조물의 안전성, 사용성 및 내구성 을 확보하는 것을 그 목적으로 한다.
(1) 이 기준은 무근콘크리트, 철근콘크리트, 프리스트레스트 콘크리트 및 경량기포 콘크리트를 사용하는 건축구조물에 적용한다.
(2) 이 기준은 KDS 14 20 01 (1.2) 를 따르며, 다음 ① 을 추가한다.
① 건축구조물과 관련된 옹벽, 측구, 저수조, 저장소, 굴뚝 등 구조물과 플랜트, 지하 구조물, 탱크 등 특수구조물에 대하여서도 원칙적으로 이 구조기준을 적용하되 각 구조물의 거동 특성 및 기능에 따라 당해 시설에 맞는 기준을 적용할 수 있다.
KDS 14 20 00 콘크리트구조
KDS 41 12 00 건축물 설계하중
(1) KDS 14 20 00에 따른다.
(1) KDS 14 20 00와 KDS 14 20 10(1.5) 에 따른다. 다만, KDS 14 20 10(1.5) 에서 Hh 와 Hv 는 이 기준에서 제외하고 다음 기호를 추가한다.
: 균형철근비
·
H : 흙, 지하수 또는 기타 재료의 횡압력에 의한 수평방향 하중 또는 이에 의해서 생기는 단면력
(1) KDS 14 20 01(1.6) 을 따른다.
(1) KDS 14 20 01(1.7) 을 따른다.
내용 없음
(1) KDS 14 20 01(3.1) 을 따른다.
(1) KDS 14 20 01(3.2) 를 따른다.
(1) KDS 41 12 00과 KDS 41 17 00을 따른다.
(1) KDS 14 20 30을 따른다.
(1) KDS 14 20 26을 따른다.
(1) KDS 14 20 40을 따른다.
(1) KDS 14 20 50을 따른다. 다만, 압축부재의 횡철근과 접합부의 설계는 다음 4.3.1와 4.3.2의 규정을 따른다.
(1) KDS 14 20 50 (4.4.2) 를 따르며, KDS 14 20 50 (4.4.2(3)②) 을 다음 ①로 변경한다.
① 띠철근의 수직간격은 축방향 철근지름의 16배 이하, 띠철근이나 철선지름의 48배 이하, 또한 기둥 단면의 최소 치수 의 1/2 이하로 하여야 한다. 단, 200mm보다 좁을 필요는 없다.
(1) KDS 14 20 50 (4.5.3) 을 따르며, 다음 ①을 추가한다.
① 보-기둥 접합부에서 둘레보강과 내부띠철근의 최대수직간격은 KDS 14 20 50 (4.4.2) 의 규정을 따라야 한다. 이때 둘레보강과 내부띠철근의 상세는 기둥단부와 동일한 상세를 사용한다. 단, 접합부의 4면이 보로 둘러싸인 접합부 영역에서는 둘레보강과 내부띠철근을 생략할 수 있다.
(1) KDS 14 20 20을 따른다.
(1) KDS 14 20 22를 따른다. 다만, 최소 전단철근 설계는 다음 규정을 따른다.
(1) KDS 14 20 22 (4.3.3) 를 따르며, KDS 14 20 22 (4.3.3(1)⑥) 을 다음 ①로 변경한다.
(1) KDS 14 20 52를 따른다.
(1) KDS 14 20 60을 따른다.
(1) KDS 14 20 70을 따른다.
(1) KDS 14 20 72를 따른다.
(1) KDS 14 20 70을 따른다.
(1) KDS 14 20 74를 따른다.
(1) KDS 14 20 74를 따른다.
(1) KDS 14 20 62를 따른다. 다만, KDS 14 20 62 (1.2(2)) 와 (4.3)은 제외한다.
(1) KDS 14 20 66을 따른다. 다만, 설계 일반, 합성콘크리트 휨부재의 설계, 구조용 강재를 철근콘크리트로 보강한 합성휨부재적용 범위는 다음 4.14.1, 4.14.2, 4.14.3의 규정을 따른다.
(1) KDS 14 20 66 (4.1) 을 따르며, KDS 14 20 66 (4.1(2))는 다음 ①로 변경하고, 다음 ②를 추가한다.
① 각각의 부재요소는 각 재하단계에서 시공과정부터 발생 가능한 모든 사용하중 및 설계하중조건에 대해 합성 또는 비합성 단면을 고려하여 강도 및 사용성을 검토하여야 한다.
②위험단면위치의 주위에서 단면의 크기, 힘의 흐름이 급격히 변화하는 경우에는 실험 및 해석으로 성능이 입증되거나 KDS 14 20 24에 따라 설계되어야 한다.
(1) KDS 14 20 66 (4.2.1) 을 따르며, 다음 ①부터 ④까지를 추가한다.
① 프리스트레스를 가하지 않은 합성 휨 부재에서 요소간의 콘크리트 강도가 서로 다를 경우에는 각 요소별 특성에 따라
를 각각 계산하여 합산하여
를 계산할 수 있다. 전단강도 계산을 위하여 KDS 14 20 22 식(4.2-1)과 식(4.2-3)을 사용한다. 단, KDS 14 20 22 (4.3.3) 최소전단철근의 조건을 만족하지 않고 휨 인장철근비가 0.013 미만인 경우에는 각 요소별
의 값이 7.1MPa를 초과하지 않도록 하여야 한다.
② 프리스트레스를 가한 요소를 포함하는 합성 휨 부재에서는 각 요소의 특성에 따라
를 각각 계산하여 합산할 수 있다. 프리스트레스된 단면은 KDS 14 20 22 (4.2.2(2)) 의 조건을 만족하는 KDS 14 20 22 식(4.2-7)을 사용하고, 프리스트레스되지 않은 단면은 KDS 14 20 22 식(4.2-1)을 사용하여 계산한다. 단, 휨철근 인장강도의 40% 미만의 유효프리스트레스 힘이 작용하는 경우에는 ① 에 따른다. 프리스트레스요소의 단부와 정착부에서는 프리스트레스의 영향을 무시하고 ① 에 따른다.
③ ① 과 ②에서 각 요소의 전단강도계산에 사용되는 유효깊이는, 요소가 압축대에 위치한 경우에는 요소의 총깊이이며, 요소가 인장대에 위치한 경우에는 해당요소의 유효깊이이다.
④ 전단철근에 의한 전단강도
의 최대값은 KDS 14 20 22 (4.3.4(9)) 에 따르며, 이때
는 각 요소의 콘크리트강도 중 최소값을 사용한다.
4.14.3 구조용 강재를 철근콘크리트로 보강한 합성휨부재적용 범위
(1) KDS 14 20 66 (4.2.4) 를 따르며, KDS 14 20 66 (4.2.4(5)) 를 제외한다.
(1) KDS 14 20 74를 따른다.
(1) KDS 14 20 64를 따른다. 다만, 적용 범위는 다음 규정을 따른다.
(1) KDS 14 20 64 (1.2) 를 따르며, KDS 14 20 64 (1.2(1)) 을 다음 ①로 변경한다.
① 현장치기콘크리트 또는 프리캐스트콘크리트 부재 등과 같은 구조용 무근콘크리트 부재의 설계와 시공은 이 절의 규정에 따라야 하며, 다음 가와 나는 제외할 수 있다.
가. 구조용 무근콘크리트로 건설되는 지하층 벽체는 (4.2.3)의 특별한 환경상태에 대한 요구사항에서 제외될 수 있다.
나. 보도와 지표면 슬래브 등과 같이 지면에 바로 지지되는 슬래브의 설계와 시공은 이 기준을 적용하지 않는다. 다만, 이러한 부재가 다른 구조부재로부터 수직하중 또는 수평하중을 지면으로 전달하는 경우는 이 기준을 적용한다.
(1) KDS 14 20 90을 따른다.
(1) KDS 14 20 80을 따른다. 다만, 중간 및 특수 콘크리트 구조 시스템의 철근과 연결보는 다음 4.18.1과 4.18.2의 규정에 따른다.
4.18.1 중간 및 특수 콘크리트 구조 시스템의 철근
(1) 중간 및 특수 콘크리트 구조 시스템의 철근은 KDS 14 20 80 (4.1.5) 를 따르며, KDS 14 20 80 (4.1.5(2)) 를 다음 ①로 변경한다.
① 골조의 주철근, 구조벽체의 수직철근 및 연결보의 주철근은 KS D 3504의 특수내진용 S등급 철근을 사용하여야 한다.
(1) 연결보는 KDS 14 20 80(4.7.7) 을 따르며, 다음 ①을 추가한다.
①
＜2인 연결보에서 대각선 철근으로 설계되지 않는 경우, 150mm 이하 간격의 횡방향 철근과 수직 및 수평방향으로 각각 200mm 이하 간격의 연결철근을 배치하여야 한다. 각 연결철근과 횡방향 철근의 갈고리는 동등 이상의 직경인 축방향 철근에 연결하여야 하며 기계적 정착철근을 연결철근으로 사용할 수 있다.
(1) KDS 14 20 24를 따른다.
(1) KDS 14 20 54를 따른다.
3. 재료
3.1 콘크리트
KDS 14 20 01(3.1)을 따른다. 다만, 콘크리트의 평가와 사용승인을 위한 시험의 빈도는 다음 (1)에서 (4)까지의 규정을 따라야 한다.
(1) 각 날짜에 친 각 등급의 콘크리트 강도시험용 시료는 다음과 같이 채취하여야 한다.
① 하루에 1회 이상
② 120 m³당 1회 이상
③ 슬래브나 벽체의 표면적 500 m2마다 1회 이상
④ 배합이 변경될 때마다 1회 이상
(2) 콘크리트를 치는 전체량이 적어 상기 (1)에 따라 행한 시험빈도수가 어느 등급의 콘크리트 강도시험에서도 5회보다 적을 경우 시험은 무작위로 선택한 5배치에 대하여 하거나, 또는 5배치보다 적은 경우 각 배치에 대하여 실시하여야 한다.
(3) 사용 콘크리트의 전체량이 40 m³보다 적을 경우 책임구조기술자의 판단으로 만족할 만한 강도라고 인정될 때는 강도시험을 생략할 수 있다.
(4) 강도시험은 똑같은 콘크리트 시료로 제작한 3개의 공시체 강도의 평균으로 하여야 하고 시험일은 28일째 또는 의 결정을 위해 지정된 날에 시험하여야 한다.
(1)시험의 빈도는 다음 ①에서 ④까지 규정에 따라야 한다.
① 각 날짜에 친 각 등급의 콘크리트 강도시험용 시료는 다음과 같이 채취하여야 한다.
가. 하루에 1회 이상
나. 120m3 당 1회 이상
다. 슬래브나 벽체의 표면적 500m2 마다 1회 이상
라. 배합이 변경될 때마다 1회 이상
② 콘크리트를 치는 전체량이 적어 상기 ①에 따라 행한 시험 빈도수가 어느 등급의 콘크리트 강도 시험에서도 5회보다 적을 경우 시험은 무작위로 선택한 5배치에 대하여 하거나 또는 5배치보다 적은 경우 각 배치에 대하여 실시하여야 한다.
③ 사용 콘크리트의 전체량이 40m3 보다 적을 경우 책임구조기술자의 판단으로 만족할 만한 강도라고 인정될 때는 강도 시험을 생략할 수 있다.
④ 강도시험은 똑같은 콘크리트 시료로 제작한 3개의 공시체 강도의 평균으로 하여야 하고 시험은 28일째 또는 fck
의 결정을 위해 지정된 날에 시험하여야 한다.
(2)시험실에서 양생한 공시체의 제작, 시험 및 강도는 다음 ①에서 ④까지 규정을 만족하여야 한다.
① 강도 시험용 시료는 KS F 2401에 따라 채취하여야 한다.
② 강도 시험용 공시체는 KS F 2405에 따라 시험하여야 한다.
③ 콘크리트 각 등급의 강도는 다음의 두 요건이 충족되면 만족할 만한 것으로 간주할 수 있다.
가. 3번의 연속강도 시험의 결과 그 평균값이 fck 이상일 때
나. 개별적인 강도 시험값이 fck 가 35MPa 이하인 경우에는 fck-3.5 MPa 이상,
또한 fck 가 35MPa 초과인 경우에는 0.9 fck 이상인 경우
④ 상기 ③의 조건 중의 어느 하나라도 충족되지 않으면 다음 (4)의 규정에 따라, 시험을 통하여, 강도 시험 결과의 평균값을 증가시키는 조치를 취하여야 한다.
(3)현장에서 양생한 공시체의 제작, 시험 및 강도 결과는 다음 ①에서 ④의 규정을 만족하여야 한다.
① 책임구조기술자는 실제 구조물에서 콘크리트의 보호와 양생의 적절함을 검토하기 위하여 현장 상태에서 양생된 공시체 강도의 시험을 요구할 수 있다.
② 현장 양생되는 공시체는 KS F 2403에 따라 현장 조건에서 양생하여야 한다.
③ 현장 양생되는 시험공시체는 시험실에서 양생되는 시험공시체와 똑같은 시간에 같은 시료로 만들어야 한다.
④ fck의 결정을 위해 지정된 시험 재령에 행한 현장 양생된 공시체 강도가 동일 조건의 시험실에서 양생된 공시체 강도의 85%보다 작을 때는 콘크리트의 양생과 보호절차를 개선하여야 한다.
만일 현장 양생된 것의 강도가 fck 가 35MPa 이하인 경우 fck보다 3.5MPa을 더 초과하거나, fck가 35MPa 초과인 경우 fck보다 0.1fck를 더 초과하면 85%의 한계조항은 무시할 수 있다.
(4)시험결과 콘크리트의 강도가 작게 나온 경우 다음 절차에 따라야 한다.
① 시험실에서 양생된 공시체 개개의 압축 시험 결과가 상기 (1)④의 fck보다 fck가 35MPa 이하인 경우 3.5MPa 이상 낮거나, fck가 35MPa 초과인 경우 0.1fck 이상 낮거나 또는 현장에서 양생된 공시체의 시험결과에서 상기 (3)④에서 기술된 결점이 나타나면, 구조물의 하중지지 내력이 부족하지 않도록 적절한 조치를 취하여야 한다.
②콘크리트 강도가 현저히 부족하다고 판단될 때, 그리고 계산에 의해 하중저항 능력이 크게 감소되었다고 판단될 때, 문제된 부분에서 코어를 채취하고 채취된 코어의 시험은 KS F 2422에 따라 수행하여야 한다. 이때 강도 시험값이 fck가 35MPa 이하인 경우 fck보다 3.5MPa 이상 부족하거나 또는 fck가 35MPa 초과인 경우 0.1fck 이상 부족한지 여부를 알아보기 위하여 3개의 코어를 채취하여야 한다.
③구조물에서 콘크리트 상태가 건조된 경우 코어는 시험 전 7일 동안 공기(온도 15~30 ℃, 상대습도 60% 이하)로 건조시킨 후 기건상태에서 시험하여야 한다. 구조물의 콘크리트가 습윤된 상태에 있다면 코어는 적어도 40시간 동안 물속에 담가두어야 하며 습윤상태로 시험하여야 한다.
④ 코어 시험에서 만일 코어 공시체 3개의 평균값이 fck의 85%에 달하고, 각각의 코어 강도가 fck의 75%보다 작지 않으면 구조적으로 적합하다고 판정할 수 있다. 시험의 정확성을 위하여 불규칙한 코어 강도를 나타내는 위치에 대해서 재시험을 실시하여야 한다.
⑤ 상기 (4)④의 규정과 일치되지 않고 구조적 적합성이 의심스러울 때 책임구조기술자는 구조물의 의심스러운 부분에 대해서 KDS 14 20 90의 규정에 따라 구조물의 재하시험을 지시하거나 기타 적당한 조치를 취하여야 한다.
[
KDS 14 20 01 :2022 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항
3.1 콘크리트
3.1.1 구성재료
(1)시멘트는 한국산업표준 KS L 5201, KS L 5205, KS L 5210, KS L 5211, KS L 5217, KS L 5401에 규정한 것과 같거나 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다.
CaO : 산화 칼슘(Calcium oxide) - 생석회(시멘트)
H2O : 일산화이수소(Dihydrogen monoxide) - 물
Ca(OH)2 : 수산화칼슘(Calcium hydroxide) - 소석회
CO2 : 이산화 탄소(二酸化炭素, 영어: carbon dioxide)
CaCO3 : 탄산 칼슘(Calcium carbonate) - 탄산(흰) 석회
3.1.2 콘크리트 일반
(1)콘크리트 공시체의 제작 및 양생 방법은 KS F 2403에 따라 제작하고 양생하는 방법에 따라야 한다. 콘크리트의 공시체를 제작할 때 압축강도용 공시체는 Φ150x300mm를 기준으로 하며, Φ100x200mm의 공시체를 사용할 경우 강도보정계수 0.97을 사용하며, 이외의 경우에도 적절한 강도보정계수를 고려하여야 한다.
(2)레디믹스트콘크리트를 사용하는 경우에는 KCS 14 20 01을 따르되, 시공기준에 명시되지 않은 사항은 KS F 4009에 따라야 한다.
KCS 14 20 01
레디믹스콘크리트에 대한 자료 추가
(3)경량콘크리트 제조용 경량콘크리트 골재는 KS F 2527에 규정하는 구조용 경량골재를 사용하여야 한다.
(4)콘크리트를 친 후 28일 이내에 부재의 원래 설계하중이나 응력을 받지 않은 경우, 부재의 압축강도는 책임구조기술자가 승인하는 경우 재령에 따른 증가계수를 곱할 수 있다. 이때 식 (3.1-15)와 식 (3.1-16)을 사용할 수 있다.
(5)콘크리트의 크리프는 다음의 규정에 따라 예측할 수 있다.
① 시간 t'에서 작용 응력 fc(t')에 의한 콘크리트의 순간 변형 및 크리프 변형을 함께 고려한 전체 변형률 εcσ(t, t')는 콘크리트의 압축강도 또는 설계기준압축강도, 부재의 크기, 평균 상대습도, 재하할 때의 재령, 재하기간, 시멘트 종류, 양생온도, 온도변화, 작용 응력의 크기 등에 따라 식 (3.1-1)을 사용하여 구할 수 있다.
(3.1-1)
여기서, Eci는 KDS 14 20 10(식 (4.3-4))에 의해 구하고, Eci(t')는 식 (3.1-17)에 의해서 구하여야 한다.
② 식 (3.1-1)에서 크리프계수 Φ(t, t')는 양생온도가 20 ℃이고, 하중이 작용하는 동안의 대기온도 20 ℃인 경우를 기준으로 한 것으로서 다음과 같이 구할 수 있다.
(3.1-2)
여기서, 각 변수는 다음과 같다.
(내용 생략 . 기준 참조)
(6)콘크리트의 건조수축 변형률은 대기의 평균 상대습도, 부재의 크기 등을 고려하여 다음 식 (3.1-18)에 따라 구할 수 있다.
(내용 생략 . 기준 참조)
건조수축 및 크리프
]
3.2 강재
KDS 14 20 01(3.2)를 따른다. 다만, 철근, 철선 및 용접철망의 설계기준항복강도 fy가 400 MPa를 초과하여 뚜렷한 항복점이 없는 경우 fy값을 변형률 0.0035에 상응하는 응력값으로 사용하여야 한다.
[
KDS 14 20 01 :2021 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항
KDS 14 20 01(3.2)
3.2 강재
3.2.1 강재일반
(1)보강용 철근은 이형철근을 사용하여야 한다. 다만, 나선철근이나 강선으로 원형철근을 사용할 수 있다. 그리고 구조용 강재, 강관에 의한 보강재는 이 설계기준에 따라 사용될 수 있다.
(2)철근을 용접하는 경우 그 위치와 용접 방법을 명기하여야 한다. 필요한 용접기호는 KS B 0052에 따르며, 용접 검사는 KS B 0816, KS B 0845, KS B 0896, KS D 0213, KS B ISO17660-1, KS B ISO17660-2 중 해당되는 검사를 실시한다.
(3)철근, 철선 및 용접철망의 품질, 형상, 치수는 KS D 3504, KS D 3552와 KS D 7017의 각 규격에 적합하여야 한다.
(4)철근, 철선 및 용접철망의 응력-변형률 곡선에서 항복점이 뚜렷하게 나타나는 경우에는 항복점에서의 응력을 항복강도 fy로 결정한다. 항복점이 뚜렷하게 나타나지 않는 경우에는 0.2% 오프셋법을 적용하여, 0.002의 변형률에서 강재의 탄성계수와 같은 기울기로 직선을 그은 후 응력-변형률 곡선과 만나는 점의 응력을 항복강도 fy로 결정하여야 한다.
(5)철근은 아연도금 또는 에폭시수지 도막이 가능하며, 이들 철근은 KS D 3629의 규정을 따라야 한다.
(6)긴장재는 다음 규정을 따라야 한다.
① 프리스트레스트콘크리트에 사용되는 강선은 KS D 7002의 규정에 따라야 한다.
② 강봉에 관한 것은 KS D 3505의 규정에 따라야 한다.
③ 강선, 강연선 및 강봉이 KS D 7002와 KS D 3505에 특별히 제시되지 않은 사항이 있는 경우 이들 재료가 공사시방서의 최소 규정에 적합한 것, 그리고 어느 경우에도 상기 규정된 품질 이상의 경우에만 사용할 수 있다.
(7)구조용 강재, 강관, 튜브는 품질, 치수, 형상에 있어서 KS D 3503의 규격 이상이어야 하며, 특수한 경우에 책임구조기술자가 입회하여 소정의 품질 및 강도시험을 시행한 후 사용할 수 있다.
(8)확대머리 전단스터드에서 확대머리의 지름은 전단스터드 지름의 √10배 이상이어야 한다.
(9)확대머리철근에서 철근 마디와 리브의 손상은 확대머리의 지압면부터 2db를 초과할 수 없다.
]
(2)골재의 품질과 크기는 다음의 규정에 따라야 한다
④ 굵은 골재의 최대 공칭치수는 다음 값을 초과하지 말아야 한다. 그러나 이러한 제한은 콘크리트를 공극 없이 칠 수 있는 다짐 방법을 사용할 경우에는 책임구조기술자의 판단에 따라 적용하지 않을 수 있다.
가. 거푸집 양 측면 사이의 최소 거리의 1/5
나. 슬래브 두께의 1/3
다. 개별 철근, 다발철근, 긴장재 또는 덕트 사이 최소 순간격의 3/4
골재
① 크기별 분류 : 잔골재(0.08~5mm), 굵은골재(5mm 초과시)
② 굵은골재 최대치수 : Min[거푸집 양측 최소거리1/5, 슬래브 두께1/3, 철근순간격3/4]
③ 단위중량에 따라 경량골재(2000㎏/㎥이하), 중량골재(2500㎏/㎥이상)
혼화재료 (혼화재 & 혼화제)
4. 설계
4.1 설계하중 및 하중조합
4.1.1 일반사항
(1) 철근콘크리트 건축구조물의 부재는 원칙적으로 4.1.3.3에서 규정한 하중계수와 강도감소계수를 사용하여 이 절의 규정에 따른 충분한 강도를 갖도록 설계하여야 한다.
(2) 이 절의 규정은 예상되는 모든 하중조합에 구조물이 저항할 수 있게 설계되어야 한다는 원칙에 근거를 두고 있다.
(3) 이 절에서 고려하는 활하중에 대한 하중조합은 군집하중이나 기계하중 등과 같이 적재물에 의한 활하중을 대상으로 하며, 적재되는 하중이 차량하중 등과 같이 하중의 특성이 다른 경우에는 관련 기준의 하중조합을 사용하거나 책임구조기술자의 판단에 의해 하중조합을 결정하여야 한다.
(4) 사용하중은 정부 및 시설물의 관리 주체가 제정한 관련 규정에 따라야 한다. 다만, 활하중은 합리적인 방법에 의하여 조사된 값을 사용할 수 있다.
(5) 구조물의 수평력 저항시스템에 의하여 풍하중과 지진하중에 대하여 적절하게 저항할 수 있도록 설계하여야 한다.
4.1.2 하중과 외력
KDS 14 20 10(2)과 KDS 41 10 15를 따른다.
4.1.3 강도
4.1.3.1 일반사항
KDS 14 20 10(3.1)을 따른다.
4.1.3.2 소요강도
(1) 철근콘크리트 구조물을 설계할 때는 KDS 41 10 15 (1.5.1)에 제시된 하중조합을 고려하여 해당 구조물에 작용하는 최대 소요강도에 대하여 만족하도록 설계하여야 한다.
(2) KDS 41 10 15(식 (1.5-5), 식 (1.5-7))에서 지진하중 E 에 대하여 사용수준 지진력을 사용하는 경우에는 1.0E 대신 1.4E
를 사용한다.
(3)구조물에 충격의 영향이 작용하는 경우 활하중(L)을 충격효과(I)가 포함된 (L+I)로 대체하여 상기 식들을 적용하여야 한다.
(4)부등침하, 크리프, 건조수축, 팽창콘크리트의 팽창량 및 온도변화는 사용구조물의 실제적 상황을 고려하여 계산하여야 한다.
(5)포스트텐션 정착부 설계에 대하여 최대 프리스트레싱 강재 긴장력에 하중계수 1.2를 적용하여야 한다.
4.1.3.3 설계강도
KDS 14 20 10 (3.3)을 따른다. (3.3이 없어)
4.1.3.4 철근의 설계강도
KDS 14 20 10 (3.4)를 따른다. (3.4가 없어)
4.1.4 구조해석 일반
KDS 14 20 10(4)를 따른다. 제대로 안고칠래...
[ KDS 14 20 10 :2021 콘크리트구조 해석과 설계 원칙
4.2.3 설계강도
(1)구조물의 부재, 부재 간의 연결부 및 각 부재 단면의 휨모멘트, 축력, 전단력, 비틀림모멘트에 대한 설계강도는 이 기준의 규정과 가정에 따라 정해지는 공칭강도에 다음 (2)의 강도감소계수 Φ 를 곱한 값으로 하여야 한다.
(2)강도감소계수는 다음 규정에 따라야 한다.
① KDS 14 20 20(4.1.2(4))에 정의된 인장지배단면 0.85
② KDS 14 20 20(4.1.2(3))에 정의된 압축지배단면
가. 나선철근 규정에 따라 나선철근으로 보강된 철근콘크리트 부재 0.70
나. 그 외의 철근콘크리트 부재 0.65
다. 공칭강도에서 최외단 인장철근의 순인장변형률
εt 가 압축지배와 인장지배단면 사이일 경우에는,
εt 가 압축지배변형률 한계에서 인장지배변형률 한계로 증가함에 따라 Φ 값을 압축지배단면에 대한 값에서 0.85까지 증가시킨다.
③ 전단력과 비틀림모멘트 0.75
④ 콘크리트의 지압력(포스트텐션 정착부나 스트럿-타이 모델은 제외) 0.65
⑤ 포스트텐션 정착구역 0.85
⑥ 스트럿-타이 모델에서
가. 스트럿, 절점부 및 지압부 0.75
나. 타이 0.85
⑦ 긴장재 묻힘길이가 정착길이보다 작은 프리텐션 부재의 휨 단면
가. 부재의 단부부터 전달길이 단부까지 0.75
나. 전달길이 단부부터 정착길이 단부 사이의
값은 0.75에서 0.85까지 선형적으로 증가시킨다. 다만, 긴장재가 부재 단부까지 부착되지 않은 경우에는 부착력 저하 길이의 끝부터 긴장재가 매입된다고 가정하여야 한다.
⑧ 무근콘크리트의 휨모멘트, 압축력, 전단력, 지압력 0.55
4.2.4 철근의 설계강도
(1) 긴장재를 제외한 철근의 설계기준항복강도
는 600MPa을 초과하지 않아야 한다.
[ KDS 14 20 10 :2021 #근사해석법 관련
4.3 구조해석 일반
4.3.1 해석방법
(1)골조 또는 연속구조물의 모든 부재는 4.3.2에 따라 수정되는 경우 이외에는 계수하중으로 탄성이론에 의해 결정된 최대 단면력에 대하여 설계하여야 한다. 또한 4.3.4에서 4.3.7까지 단순화된 가정을 사용하여 설계할 수 있다.
(2)프리스트레스트 콘크리트 구조물을 제외하고 일반적인 구조형태, 경간 및 층고를 갖는 건물 등은 다음 (3)과 (4)의 근사해법을 사용하여 해석할 수 있다.
(3)연속보 또는 1방향 슬래브는 다음 조건을 모두 만족하는 경우 다음 (4)의 근사해법을 적용할 수 있다.
① 2경간 이상인 경우
② 인접 2경간의 차이가 짧은 경간의 20% 이하인 경우
③ 등분포하중이 작용하는 경우
④ 활하중이 고정하중의 3배를 초과하지 않는 경우
⑤ 부재의 단면 크기가 일정한 경우
(4)상기 (3)의 규정을 만족하는 연속보 또는 1방향 슬래브의 휨모멘트와 전단력은 다음에 따라 계산할 수 있다.
① 정모멘트
가. 최외측 경간
불연속 단부가 구속되지 않은 경우
불연속 단부가 받침부와 일체로 된 경우
나. 내부 경간
② 부모멘트
가. 첫 번째 내부 받침부 외측면 부모멘트
2개의 경간일 때
3개 이상의 경간일 때
나. 가 이외의 내부 받침부의 부모멘트
다. 모든 받침부면의 부모멘트로서 경간 3m 이하인 슬래브와 경간의 각 단부에서 보 강성에 대한 기둥 강성의 합의 비
가 8 이상인 보
라. 받침부와 일체로 된 부재의 최외단 받침부 내면에서 부모멘트
받침부가 테두리보인 경우
받침부가 기둥인 경우
③ 전단력
가. 첫 번째 내부 받침부 외측면에서 전단력
나. 가 이외의 받침부면에서 전단력
4.3.2 연속 휨부재의 모멘트 재분배
(1)근사해법에 의해 휨모멘트를 계산한 경우를 제외하고, 어떠한 가정의 하중을 적용하여 탄성이론에 의하여 산정한 연속 휨부재 받침부의 부모멘트는 20% 이내에서 1,000εt % 만큼 증가 또는 감소시킬 수 있다.
(2)경간 내의 단면에 대한 휨모멘트의 계산은 수정된 부모멘트를 사용하여야 하며, 휨모멘트 재분배 이후에도 정적 평형은 유지되어야 한다.
(3)휨모멘트의 재분배는 휨모멘트를 감소시킬 단면에서 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt 가 0.0075 이상인 경우에만 가능하다.
]
KDS 14 20 10 :2021 cont...
콘크리트의 탄성계수 (KDS 14 20 10 : 4.3.3)
4.3.3 탄성계수
(1)콘크리트의 할선탄성계수는 콘크리트의 단위질량 mc 의 값이 1,450~2,500kg/m3인 콘크리트의 경우 식 (4.3-1)에 따라 계산할 수 있다.
(MPa) (4.3-1)
다만, 보통중량골재를 사용한 콘크리트(mc =2,300kg/m3)의 경우는 식 (4.3-2)를 이용할 수 있다.
(MPa) (4.3-2)
여기서, fcm에 대한 충분한 시험자료가 없는 경우에는 다음 식으로 구할 수 있다.
(4.3-3)
여기서, Δf는 fck가 40MPa이하면 4MPa, 60MPa 이상이면 6MPa이며, 그 사이는 직선보간으로 구한다.
평균압축강도인 fcm을 설계강도로 사용할 경우 50%확률로 강도미달
95%확률로 강도를 확보하기 위해 fck를 콘크리트 설계강도로 사용
KCS 14 20 00 c참조하여 fcr1, fcr2 식 산정
크리프 계산에 사용되는 콘크리트의 초기접선탄성계수와 할선탄성계수와의 관계는 식 (4.3-4)와 같다.
(4.3-4)
(2)철근의 탄성계수는 다음 식 (4.3-5)의 값을 표준으로 하여야 한다.
(MPa) (4.3-5)
(3)긴장재의 탄성계수는 실험에 의하여 결정하거나 제조자에 의하여 주어지는 것이 원칙이지만, 그렇지 않은 경우 다음 식 (4.3-6)의 값을 표준으로 하여야 한다.
(MPa) (4.3-6)
(4)형강의 탄성계수는 다음 식 (4.3-7)의 값을 표준으로 하여야 한다.
(MPa) (4.3-7)
[ 콘크리트의 균열 및 인장강도
KDS 14 20 30 :2021
(4.2-2)
(4.2-3) ← 콘크리트의 인장강도(파괴계수)
·
: 외력에 의해 단면에서 휨균열을 일으키는 휨모멘트
·
: 콘크리트의 파괴계수, MPa ← 콘크리트의 인장강도
]
4.3.4 경량콘크리트
(1) 경량콘크리트 사용에 따른 영향을 반영하기 위하여 사용하는 경량콘크리트계수 λ 는 다음과 같다.
①
값이 규정되어 있지 않은 경우
,전경량콘크리트
,모래경량콘크리트
다만, 0.75에서 0.85사이의 값은 모래경량콘크리트의 잔골재를 경량잔골재로 치환하는 체적비에 따라 직선보간한다. 0.85에서 1.0 사이의 값은 보통중량콘크리트의 굵은골재를 경량골재로 치환하는 체적비에 따라 직선보간한다. 보통중량콘크리트의
이다.
4.3.10 T형보
(1)슬래브와 보를 일체로 친 T형보의 유효폭 b 는 다음 중 가장 작은 값으로 결정하여야 한다.
① T형보
가.(양쪽으로 각각 내민 플랜지 두께의 8배씩)
나. 양쪽의 슬래브의 중심 간 거리
다. 보의 경간의 1/4
② 반 T형보
가. (한쪽으로 내민 플랜지 두께의 6배)
나. (보의 경간의 1/12)
다. (인접 보와의 내측 거리의 1/2)
(2)독립 T형보의 추가 압축면적을 제공하는 플랜지의 두께는 복부폭의 1/2 이상이어야 하며, 플랜지의 유효폭은 복부폭의 4배 이하이어야 한다.
(3)장선구조를 제외한 T형보의 플랜지로 취급되는 슬래브에서 주철근이 보의 방향과 같을 때는 다음 요구 조건에 따라 보의 직각방향으로 슬래브 상부에 철근을 배치하여야 한다.
① 횡방향 철근은 T형보의 내민 플랜지를 캔틸레버로 보고 그 플랜지에 작용하는 계수하중에 대하여 설계하여야 한다. 이때 독립 T형보의 경우 내민 플랜지 전폭을 유효폭으로 보아야 하며, 그 밖의 T형보의 경우 상기 (1)에 따라 계산된 유효폭만 고려하여야 한다.
② 횡방향 철근의 간격은 슬래브 두께의 5배 이하로 하여야 하고, 또한 450mm 이하로 하여야 한다.
]
+ 화재 시 콘크리트 구조물의 화재피해
(1) 확재온도 육안추정 방법
- 콘크리트 변색을 확인하여 화재온도 추정가능
· 표면 그을림 : 500℃ 이하
· 복숭아색 변색 : 600℃ ~ 800℃
· 화백색 변색 : 800℃ ~ 1,000℃
· 담황색 변색 : 1,000℃ 이상
(2) 화재 피해 시 중성화 조사 이유
- 화재 피해를 입은 콘크리트는 500℃ ~ 580℃ 온도에서 Ca(OH)2가 열분해하여 알칼리성이 감소하는 중성화 발생. 이로인해 처른부식 및 성능저하로 이어진다.
(3) 중성화 측정방법
- 수열온도 500℃를 초과하는 부분을 판단하기 위해 페놀프탈레인 용액을 침투시켜 중성화 깊이 평가, 중성화 깊이에 따라 잔존 내구성을 평가한다.
(4) 온도에 따른 물리적, 화학적 특성
① 철근, 골재, 시멘트 페이스트가 서로 상이한 열팽창을 함에따라 균열, 박락, 폭열 발생
② 화재직후, 콘크리트 강도, 탄성계수저하, 시간흐름에 따라 상당히 자연회복
③ 철근은 300℃이상에서 인장강도 급격히 저하, 냉각 후 거의 회복
④ 1,000℃이상일 시, 회복불능 (사용불가)
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