2015 가을학기 철근콘크리트 구조설계 김진근 교수 건설 및 환경공학과 KAIST.

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1 2015 가을학기 철근콘크리트 구조설계 김진근 교수 건설 및 환경공학과 KAIST

2 5.1 일반사항 용어 정의 및 설명 5. Design of Foundation 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)

3 5.2 설계 순서 독립확대기초판 설계순서 5. Design of Foundation 구조물 해석 기초판에 작용하는 단면력
시 작 구조물 해석 - 계수하중 - 사용하중 기초판에 작용하는 단면력 - 축력, 휨모멘트 (토압 영향도 포함) 끝 정착 및 철근상세 기초판의 바닥면적 결정 - 허용 지내력 - 허용말뚝내력 (사용하중에 대하여) 전단검토 및 휨철근량 계산 기초판 설계용 지반(말뚝) 반력 산정 (계수하중에 대하여) 기초판의 두께 결정 (계수전단력에 대하여 (일반적으로))

4 예제 1. 중심축력을 받는 독립확대기초 5. Design of Foundation 풀이 기초판의 바닥 면적 결정
고정하중에 의한 축력 1,500 kN 기둥의 크기 500×500 mm 활하중에 의한 축력 1,000 kN 콘크리트의 설계기준압축강도 지표하중 5 kN/m2 흙의 중량 17 kN/m3 철근의 설계기준항복강도 지반의 허용지내력 250 kN/m2 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

5 5. Design of Foundation 기초판 설계용 지반 반력 산정 기초판의 깊이 결정
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

6 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 기초판의 1방향전단 검토

7 5. Design of Foundation 휨모멘트에 의한 주철근의 산정 계수휨모멘트 계산 철근량의 계산 표 이용

8 5. Design of Foundation 정착길이 검토 위험단면으로부터 1,500mm가 있으므로 피복두께를 고려하여도 충분

9 예제 2. 축력과 휨모멘트를 받는 독립확대기초판 5. Design of Foundation 풀이 기초판의 바닥 면적 결정
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

10 5. Design of Foundation 기초판 설계용 지반 반력 산정 기초판의 2방향전단 검토 기초판의 1방향전단 검토

11 5. Design of Foundation 휨모멘트에 의한 주철근의 산정 정착길이 검토 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