벽식 아파트 구조

코아 벽체 - Tower Palace (서울 도곡동)

12장 벽체 설계 12-1 개요 벽체의 종류 (ⅰ)비내력벽 : 칸막이 벽, 외벽 등 공간 구획을 목적으로 사용. 12장 벽체 설계 12-1 개요 벽체의 종류   (ⅰ)비내력벽 : 칸막이 벽, 외벽 등 공간 구획을 목적으로 사용.                 내화성능 목적.               조적조, 프리캐스트판 등.   (ⅱ)내력벽 : 수직방향으로 전달되는 하중을 지지.                   저층 벽식 아파트 구조   (ⅲ)전단벽 :수직하중 및 수평하중에 대하여 저항할 수 있는 능력을 가진 구조. 고층 벽식 아파트 구조             고층건물에서는 골조구조와 혼용하여 사용할 경우 수평강성 증대 효과가 탁월하여 경제적인 구조system이 된다.                엘리베이터 샤프트, 계단실 등 core를 이루는 부분에 사용.

12.2 내력벽의 설계 내력벽 : 휨모멘트+축력을 받는 부재 ⇒ 압축재 설계법 12.2.1 내력벽 설계의 기본 사항 (1) 집중하중에 대한 벽체의 유효수평길이       하중사이의 중심거리 지압폭+벽두께의 4배(b+4t) 중 작은 값  (2) 최소 수직 철근비 fy≧400MPa          D16이하             ━┓                         ø16mm 이하 용접철망 ━┛ ρmin=0.0012     그 외 ρmin=0.0015

(3) 최소 수평 철근비            fy≧400MPa  D16이하        ━┓ ρmin=0.002             ø16mm이하 용접철망 ━┛           그 외 ρmin=0.0025 (4) 철근배근 수직, 수평 철근 배근 간격 : 벽두께(h)의 3배 이하 or 400mm이하 벽두께 h≧25cm인 경우 : 2단 배근 (5) 벽체의 최소 두께 실용설계법 설계시 : 수평 또는 수직 지점간 거리 중 작은 값 이상,   또는 100mm이상                                지하실 외벽, 기존 벽체 : 200mm이상

12.2.2 실용 설계법에 의한 벽체 설계 설계조건 벽체 단면이 직사각형이고, 설계하중의 합력이 벽두께의 1/3이내에 위치.     벽체 단면이 직사각형이고, 설계하중의 합력이 벽두께의 1/3이내에 위치.    즉, 축하중이 벽 중심에서 h/6이내의 편심인 경우→인장응력이 생기지 않음 축하중 지지 내력             ф=0.7               k: 유효 길이 계수              lc: 벽체의 순 길이 유효 길이 계수  (1)버팀 지지된 벽체에서 상,하 양단부 중 한쪽이나 양쪽의 회전이 구속되어   있을 때 : 0.8   (2)버팀 지지된 벽체에서 상,하 양단부의 회전이 구속되어 있지 않을 때 : 1.0    (3)버팀 지지되지 않은 벽체 : 2.0

12.2.3 압축재 설계법에 의한 벽체 설계 편심이 h/6 이상인 경우 적용 9장의 기둥설계법 적용 벽체의 횡보강 철근 : 수직철근비 0.01 이하이거나 수직철근이 압축철근으로 산정된 것이 아닌 경우에는 횡방향 철근을 배근하지 않아도 된다.

12.3 전단벽 설계 12.3.1 설계에서 고려 사항 전단벽의 역할:수평하중에 의한 전단력, 휨모멘트 및 수직하중 12.3 전단벽 설계 12.3.1 설계에서 고려 사항 전단벽의 역할:수평하중에 의한 전단력, 휨모멘트 및 수직하중 에 의한 축력에 저항. 전단벽의 위치:건물의 외벽 또는 구획벽, 설비용 core벽 (elevator shaft, 계단실 등) 수평력 분담:기둥 및 전단벽으로 이루어진 건물은 슬래브로 서로 연결되어 변위의 적합조건을 만족하게되어, 기둥과 전단벽의 강성비에 따라 수평력을 분담한다. 전단벽의 배치 :건물중심과 전단중심(강성중심)이 일치하지 않을 경우에는 비틀림 변형이 발생하므로, 전단벽을 대칭으로 배치하여 비틀림의 영향을 최소화 한다. 설계시 검토 사항 : 전단내력 및 휨내력

벽체의 거동

12.3.2 벽체의 전단설계 설계강도≥소요강도 фVn ≧ Vu Vn=Vc+Vs ≤(5/6)√fck hd h : 벽체 두께           압축력 작용시                      인장력 작용시

또는                       (12-8)                              중에 작은 값              여기서, Nu 가 인장력이면 (-)로 하고,                 (Mu/Vu-lw/2)가 (-)이면 식(12-8)을 적용 불가능 벽체 전단 검토시 위험 단면: 벽체 밑면에서 lw/2 또는 hw/2 중 가까이 있는 단면 수평 전단 보강근의 전단강도           간격 Sh내의 수평 전단 보강근의 단면적은

보강근 규정 (ⅰ) Vu ≤фVc/2→ 내력벽 최소철근비에 따름 수직 철근비 ρ≦0.0012 or 0.0015 (ⅱ) фVc/2 ≤ Vu < фVc 일 때        수평 전단보강근비 : ρh≧0.0025 ←수직단면적에 대한 철근비        수평전단보강근 간격 : Sh≦(ℓw/5, 3h, 400mm)min 중 최소 값        수직전단보강근비 : ρn≧0.0025+0.5(2.5-hw/ℓw)( ρh-0.0025)                ↳수평단면적에 대한 철근비  : ρn≧0.0025        수직전단보강근 간격 : Sv≦(ℓw/3, 3h, 400mm)min 중 최소 값        수직전단보강근비 < 수평전단보강근비  (ⅲ) фVc ≤ Vu : 필요 보강근양 이상으로 배근 

12.3.3 벽체의 휨보강 설계 휨과 축력(Nu)을 받는 전단벽의 휨설계 →평면 유지의 가정을 적용한 휨이론 적용  →평면 유지의 가정을 적용한 휨이론 적용 콘크리트에 의한 내력 Cc=0.85fckβ1ch          압축철근과 인장 철근의 내력은                                      β=εy/ εu c : 압축측 단부에서 중립축까지의 거리 수직방향 휨의 평형조건식에서 Cc+Cs-Ts-Nu=0          

벽체의 압축단부에서  중립축까지의 거리c 와 벽체의 길이 lw비는 축력 Nu, Cc, Cs, Ts 의 중립축에 대한 모멘트(반시계방향 +)는        모멘트의 평형조건식에서 M1+ M2+ M3+ M4=0 공칭 휨모멘트 강도는      

편심이 큰 경우  (c/lw)2≈0, β1=1 이라고 하면         фMn=ф[0.5(Asfy+Nu)(lw-c)] фMn<Mu 일 때는 양쪽 단부에 휨철근을 추가로 보강.          ,   (z: 양 단부에 배근되는 철근들의 중심간 거리)