Transcript 5장_기초판_설계_20151201 - Concrete Lab

KAIST Concrete Lab
2015 가을학기
철근콘크리트 구조설계
김진근 교수
건설 및 환경공학과
KAIST
KAIST Concrete Lab
5.1 일반사항
5. Design of Foundation
용어 정의 및 설명
기초 - foundation
기초판
footing
wall footing (줄기초판)
spread footing (확대기초판)
isolated(spread) footing (독립확대기초판)
combined (spread) footing (복합확대기초판)
Mat foundation (전면기초)
pile (말뚝) – caisson (케이슨)
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5.2 설계 순서
5. Design of Foundation
독립확대기초판 설계순서
시 작
구조물 해석
- 계수하중
- 사용하중
기초판에 작용하는 단면력
- 축력, 휨모멘트
(토압 영향도 포함)
기초판의 바닥면적 결정
- 허용 지내력
- 허용말뚝내력
(사용하중에 대하여)
기초판 설계용
지반(말뚝) 반력 산정
(계수하중에 대하여)
끝
정착 및 철근상세
전단검토 및 휨철근량 계산
기초판의 두께 결정
(계수전단력에 대하여 (일반적으로))
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5. Design of Foundation
예제 1. 중심축력을 받는 독립확대기초
고정하중에 의한 축력
1,500 kN
기둥의 크기
500×500 mm
활하중에 의한 축력
1,000 kN
지표하중
5 kN/m2
콘크리트의
설계기준압축강도
흙의 중량
17 kN/m3
지반의 허용지내력
250 kN/m2
철근의
설계기준항복강도
기초판 저면의 깊이
2.0 m
-
-
풀이
기초판의 바닥 면적 결정
계수하중을 사용하지 않고 사용하중(하중계수가 곱해지지 않은 하중)을 사용하여야 한다는 것에 유의
• 흙 및 기초판에 의한 하중의 가정
기초판은 24 kN/m3 (철근콘크리트)로 가정, 기초판의 두께를 알 수 없으므로 흙을 포함하여 20 kN/m3
• 기둥 축력에만 저항할 수 있는 허용지내력
• 기초판의 바닥 면적 결정
3.5 ×3.5m (12.25 m2) 정사각형 기초판
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5. Design of Foundation
기초판 설계용 지반 반력 산정
기초판은 철근콘크리트 구조이기 때문에 강도설계법으로 설계하고자 할 때 계수하중을 사용하여야 한다.
그러나 기초판이 지반 위에 놓일 때 상부의 흙과 기초판 자중, 그리고 등분포의 지표하중은 기초판 설계에서
제외 시켜도 좋다. 이는 위에서 작용하는 양만큼 반력이 추가되어 기초판의 단면력에는 영향을 주지 않기 때문
• 계수하중
• 계수반력 등분포하중
기초판의 깊이 결정
기초판의 경우 전단보강이 힘들고, 지하에 묻히는 부재이며 두께는 어느정도 자유롭게 선택할 수 있기 때문에
기초판의 두께를 전단력에 대하여 걸정하는 것이 일반적이다. 전단력에 대한 검토는 1방향과 2방향전단에
대하여 수행
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5. Design of Foundation
• 기초판 두께의 가정
두께를 가정하지 않으면 2차방정식을 풀어야 하기 때문에 경험 등을 토대로 가정하여 설계하는 것이
일반적. 또한 흙 위에 콘크리트를 치는 경우 피복두께가 80mm이상 요구되므로 유효깊이는 전체 두께에서
100mm 이상 줄이는 것이 좋다. → 700mm로 가정
• 기초판의 2방향전단 검토
0.75d
• 기초판의 1방향전단 검토
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5. Design of Foundation
휨모멘트에 의한 주철근의 산정
• 계수휨모멘트 계산
• 철근량의 계산
표 이용
• 철근의 간격 (D22 철근 사용)
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5. Design of Foundation
정착길이 검토
위험단면으로부터 1,500mm가 있으므로 피복두께를 고려하여도 충분
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5. Design of Foundation
예제 2. 축력과 휨모멘트를 받는 독립확대기초판
고정하중
활하중
허용지내력
300 kN/m2
기둥 크기
500 × 600 mm
풀이
기초판의 바닥 면적 결정
• 기둥 단면력에만 저항할 수 있는 허용지내력
기초판을 3.5×4.0m로 가정
기초판 3.5×4.0m 가정은 적절
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5. Design of Foundation
기초판 설계용 지반 반력 산정
• 기초판의 2방향전단 검토
• 기초판의 1방향전단 검토
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5. Design of Foundation
휨모멘트에 의한 주철근의 산정
• 계수휨모멘트 계산
• 철근량의 계산
표 이용
• 철근의 간격 (D22 철근 사용)
정착길이 검토
위험단면으로부터 1,700mm가 있으므로 피복두께를 고려하여도 충분
※ 다른 방향으로도 같은 방법에 의해 계산가능