제1장 설계 일반
1.1 적용범위
(1)이 기준은 일반콘크리트구조물의 설계시 일반적이고 기본적인 요구사항을 규정한 것이다.
(2)콘크리트구조물의 설계는 강도설계법의 적용을 원칙으로 한다. 다만, 구조물의 거동특성 및 기능을 감안하여 부록 I 의 별도설계법에 따를 수 있으며, 또한 철근콘크리트 건물에 대해서는 대한건축학회에서 제정한 『허용응력도 설계법에 의한 철근콘크리트구조계산규준』도 당분간 사용할 수 있다.
(3)강도설계법에 의해 콘크리트구조물을 설계할 경우에 있어서 철근콘크리트구조물의 모든 부재와 프리스트레이트 콘크리트 휨부재는 제3장에서 규정하는 하중계수와 강도감소계수를 사용하여 설계하되, 충분한 저항능력을 가져야 한다. 또한 제4장에서 요구하는 사용성과 내구성에 관한 규정도 만족시켜야 한다.
(4)도로, 철도, 항만, 상하수도, 플랜트, 교량, 원자력 발전소, 탱크, 저수조, 저장소 및 굴뚝 등 특수구조물에 대하여서도 원칙적으로 이 기준을 적용하되, 각 구조물의 거동특성 및 기능에 따라 당해 시설에 맞는 기준을 적용할 수 있다.
(5)특별한 조사연구에 의하여 설계할 때에는 이 기준을 적용하지 않을 수 있다. 다만, 이러한 경우 그 설계 근거를 명시하여야 한다.
1.2 용어의 정의
이 기준에서 사용되는 용어들을 다음과 같이 정의한다.
간격재(spacer)
철근에 소정의 피복두께를 유지하게 하거나 또는 철근 간격을 정확하게 유지시키기 위하여 쓰이는 금속제, 플라스틱제 또는 시멘트 모르타르 등의 부품
강도감소계수(strength reduction factor)
재료의 공칭값과 실제 강도와의 차이, 부재를 제작 또는 시공할 때 설계도와의 차이, 그리고 내력의 추정과 해석에 관련된 불확실성을 고려하기 위한 안전계수를 말함.
강성역(rigid zone)
구조체 내부에서 다른 부분에 비해서 변형을 무시할 수 있고 강체로 볼 수 있는 범위
강재심부(steel core)
합성기둥의 단면 중앙부에 배치된 구조강재
갈고리(hook)
철근의 정착 또는 겹침이음을 위해 철근 끝을 구부린 부분 : 철근의 끝부분을 180°, 135°, 90° 등의 각도로 구부려 만듦.
건조수축(drying shrinkage)
콘크리트는 습기를 흡수하면 팽창하고 건조하면 수축하게 되는데, 이와 같이 습기가 증발함에 따라 콘크리트가 수축하는 현상
계수하중(factored load)
강도설계법으로 부재를 설계할 때 사용하중에 하중계수를 곱한 하중
고성능 감수제(superplasticizer)
감수제의 일종으로 소요의 작업성을 얻기 위해 필요한 단위수량을 감소시키고, 유동성을 증진시킬 목적으로 사용하는 혼화재료
고정하중(dead load)
구조물의 수명기간중 상시 작용하는 하중으로서 자중은 물론 벽, 바닥, 지붕, 천장, 계단 및 고정된 사용장비 등을 포함한 하중
곡률마찰(curvature friction)
긴장재를 곡선 배치한 경우 그 곡률에 의해 생기는 마찰
공칭강도(nominal strength)
강도설계법의 규정과 가정에 따라 계산된 부재 또는 단면의 강도를 말하며, 강도감소계수를 적용하기 이전의 강도
교차벽체(intersection wall)
교차되는 벽지점에 지지되는 벽체구조
구조용 경량콘크리트(structural lightweight concrete)
골재의 전부 또는 일부를 인공경량골재를 사용하여 만든 콘크리트로서 재령 28일의 설계기준강도가 150㎏f/㎠ 이상이며 기건 단위용적 중량이 2.0tonf/㎥ 미만인 콘크리트
구조물의 기반(base of structure)
지진동이 구조물에 전달되었다고 가정하는 수평면 : 이 면은 지료면과 반드시 일치하지 않을 수 있음.
구조용 무근콘크리트(structural plain concrete)
철근이 배근되지 않았거나 이 기준에서 규정하고 있는 최소 철근비 미만으로 배근된 구조용 콘크리트
구조용 콘크리트(structural concrete)
재령 28일의 설계기준강도가 180㎏f/㎠ 이상인 콘크리트
굽힘철근(bent bar)
구부려 올리거나 또는 구부려 내린 부재길이방향으로 배근된 철근
균형철근비(balanced reinforcement ratio)
인장철근이 기준항복강도에 도달함과 동시에 압축연단 콘크리트의 변형률이 그 극한 변형률에 도달할 때 단면의 인장철근비
기계적 정착(mechanical anchorage)
철근 또는 긴장재의 끝부분에 여러 형태의 정착장치를 설치하여 콘크리트에 정착하는 것
기공점(springings)
아치 하연의 양단
기둥(column)
높이가 단면 최소 치수의 3배 이상인 수직 또는 수직에 가까운 압축재
기둥 밑판(base plate)
기둥 아랫부분에 붙이는 강재판
깊은 보(deep beam)
유효깊이에 대한 순경간의 비인
/d이 5보다 작고 부재의 상부 또는 압축면에 하중이 작용하는 휨부재
깊은 휨부재(deep flexural member)
순경간에 대한 전체 높이의 비가 연속보의 경우 2/5 이상, 단순보의 경우 4/5 이상인 휨부재
나선철근(spiral reinforcement)
기둥에서 종방향 철근을 나선형으로 둘러싼 철근 또는 철선
내력벽(bearing wall)
공간을 구획하기 위하여 쓰이는 수직방향의 부재로서 중력방향의 힘에 견디거나 힘을 전달하기 위한 벽체
내진 갈고리(seismic hook)
철근 직경의 6배 이상(또한 7.5cm 이상)의 연장길이를 가진 135 갈고리로 된 스터럽, 후프, 연결철근의 갈고리. 이때 스터럽, 후프 등의 안쪽에 주철근을 고정시키며, 연속적으로 감은 띠철근의 양단은 철근 직경의 6배 이상(7.5cm 이상)의 연장길이를 갖고 종방향 철근을 감싸도록 하여야 함.
단면의 유효깊이(effective depth of section)
콘크리트 압축 연단에서부터 인장철근 중심까지의 거리
덕트(duct)
프리스트레스트 콘크리트 시공시 긴장재를 배치하기 위한 원형의 관
뒷부벽식 옹벽(counterfort retaining wall)
옹벽의 안정 또는 강도를 보강하기 위하여 옹벽의 토압을 받는 쪽에 일정 간격으로 지지벽을 갖는 철근콘크리트 옹벽
등가 묻힘길이(equivalent embedment length)
갈고리 또는 기계적 정착장치가 전달하는 응력과 동등한 응력을 전달할 수 있는 철근의 묻힘길이
띠철근(tie reinforcement, tie bar)
기둥에서 종방향 철근의 위치를 확보하고 전단력에 저항하도록 정해진 간격으로 배근된 횡방향의 보강철근 또는 철선
라멘(rahmen)
여러 개의 직선부재를 강철로 연결한 구조
레디믹스트 콘크리트(ready mixed concrete)
정비된 콘크리트 제조설비를 갖춘 공장에서 생산되어 굳지 않은 상태로 운반차에 의하여 구입자에게 공급되는 굳지 않은 콘크리트
리브 쉘(ribbed shells)
리브선을 따라 리브를 배치하고 그 사이를 얇은 슬래브로 채우거나 또는 비워둔 쉘 구조물
리프트 슬래브 구조(lift-slab construction)
슬래브 콘크리트가 굳은 후에 제자리에 들어올려 조립하여 만드는 슬래브 구조
면외좌굴(buckling of outer surface)
트러스나 비교적 높이가 큰 보 등의 구조물이 구조물을 포함하는 평면 내의 하중을 받는 경우에 그 변위가 구조물을 포함하는 평면 밖으로(트러스의 복부 부재나 보의 복부판을 포함하는 면에 수직한 방향) 생기는 좌굴
무근콘크리트(plain concrete)
강재나 강섬유 또는 플라스틱 등으로 보강되지 않은 콘크리트, 또한 콘크리트의 수축균열 등을 대비하여 강재를 사용하였으나, 규정된 최소 철근비 미만으로 보강된 콘크리트도 무근콘크리트로 봄.
묻힘길이(embedment length)
철근이 뽑히는 것을 방지하기 위하여 위험단면을 지나 철근을 더 연장하여 묻어 넣은 길이
박벽관(thin-walled tube)
비틀림에 대하여 설계할 때에 속이 빈 것으로 가정한 가상의 관
배력철근(distributing bar)
집중하중을 분포시키거나 균열을 제어할 목적으로 주철근과 직각에 가까운 방향으로 배치한 보조철근
배합강도(mix design strength)
콘크리트의 배합을 정할 때 목표로 하는 콘크리트의 압축강도
복부보강근(web reinforcement)
전단력을 받는 부재의 복부에 배근하여 사인장 응력에 저항하는 철근 : 사인장철근 이라고도 함.
부착긴장재(bonded tendon)
직접 또는 그라우팅을 통하여 콘크리트에 부착된 긴장재
브래킷과 내민받침(bracket and corbel)
유효깊이에 대한 전단경간의 비가 1보다 크지 않은 내민보 또는 내민받침 부재
비내력벽(nonbearing wall)
자중 이외의 다른 하중을 받지 않는 벽체
비탄성 해석(inelastic analysis)
평형조건, 콘크리트와 철근의 비선형 응력-변형률 관계, 균열과 시간이력에 따른 영향, 변형 적합성 등을 근거로 한 변형과 내력의 해석법
비횡구속 골조(sway frame)
횡방향으로의 절점 이동이 구속되지 않은 골조, 6.5.2(4) 참조
비틀림 단면(section torsion)
보가 슬래브와 일체로 되거나 완전한 합성구조로 되어 있을 때, 보는 보가 슬래브의 위 또는 아래로 내민높이 중 큰 높이만큼을 보의 양측으로 연장한 슬래브 부분을 포함한 것으로서, 보의 한 측으로 연장되는 거리는 슬래브 두께의 4배 이하로 한 단면
비틀림 철근(torsional reinforcement)
비틀림 응력이 크게 일어나는 부재에서 이에 저항하도록 배치하는 철근
사용하중(service load)
고정하중 및 활하중과 같이 이 기준에서 규정하는 각종 하중으로서 하중계수를 곱하지 않은 하중 : 작용하중이라고도 함.
설계강도(design strength)
구조체 또는 부재의 공칭강도에 강도감소계수 ø 를 곱한 강도
설계대(strip)
받침부를 잇는 중심선의 양측에 있는 슬래브판의 두 중심선에 의해 구획되는 부분
설계하중(design load)
부재설계시 적용하는 하중 : 강도설계법에 의할 때는 계수하중을 적용하고, 별도설계법에 의할 때에는 사용하중을 적용함.
소요강도(required strength)
철근콘크리트 부재가 사용성과 안전성을 만족할 수 있도록 요구되는 단면의 단면력
수축온도철근(shrinkage and temperature reinforcement)
건조수축 또는 온도변화에 의하여 콘크리트에 발생하는 균열을 방지하기 위한 목적으로 배근되는 철근
수평력 저항시스템(lateral-force resisting system)
풍하중 또는 지진작용에 의한 힘에 저항할 수 있는 부재로 구성된 구조부분
수평전단(horizontal shear)
부재축과 나란 한 방향으로 발생하는 전단
쉘의 보조부재(auxiliary members in shell structures)
쉘을 보강하거나 지지하기 위한 리브 또는 테두리보 일반적으로 보조부재는 쉘과 결합하여 거동함.
스터럽(stirrup)
보의 주철근을 둘러싸고 이에 직각되게 또는 경사지게 배근한 복부보강근으로서 구조부재에 있어서 전단력 및 비틀림모멘트에 저항하도록 배치한 보강철근
슬래브판(slab plate)
보든 변에서 기둥, 보, 또는 벽체 중심선에 의해 구획되는 판
실험해석(experimental analysis)
구조물 또는 구조물 모델의 변형과 변형률을 실험에 의해 측정하고, 이 실험값에 기초한 해석방법 : 실험해석은 탄성이나 비탄성 거동을 근거로 하여야 함.
아치 리브(arch rib)
아치구조물에서 아치를 구성하는 압축부재
아치의 세장비(slenderness ratio arch)
아치의 유효경간을 단면의 최소 회전반경으로 나눈 값
아치의 축선(arch axis line)
아치 단면의 도심을 연결한 축선
압축철근비(compressive reinforcement ratio)
콘크리트의 유효단면적에 대한 압축철근 단면적의 비
앞부벽식 옹벽(buttressed retaining wall)
흙과 접하지 않는 쪽에 옹벽의 안정 또는 강도를 확보하기 위하여 일정 간격으로 지지벽을 갖는 철근콘크리트 옹벽
앵커(anchor)
기초 또는 콘크리트 구조체에 페데스탈, 기둥 등 다른 부재를 정착하기 위하여 묻어 두는 볼트 등을 말하며, 또는 그를 묻어 두는 일
얇은 쉘(thin shells)
두께가 다른 치수에 비해 작은 곡면 슬래브나 절판으로 이루어진 3차원 구조를 : 얇은 쉘은 기하학적인 형태, 지지방법 및 작용응력의 성질에 의해 3차원 응력전달 거동이 결정되는 특성을 갖고 있음.
연결철근(cross tie)
한쪽 끝에서는 적어도 직경의 10배 이상의 견장길이(또한 7.5cm)를 갖는 135 갈고리가 있고 다른 끝에서는 적어도 직경의 6배 이상의 연장길이를 갖는 90 갈고리가 있는 연속철근 : 갈고리는 주위의 종방향 철근을 감싸야 하고, 동일한 종방향 철근에 고정된 2개의 연속철근의 90°갈고리는 그 긑이 반대방향으로 되도록 엇갈려 배치하여야 함.
연직하중(gravity load)
고정하중이나 활하중과 같이 구조물에 중력방향으로 작용하는 하중 : 중력하중이라고도 함.
옵셋 굽힘철근(offset bent bar)
기둥 연결부에서 단면치수가 변하는 경우에 배치되는 구부린 주철근
원형철근(plain reinforcement)
표면에 리브 또는 마디 등의 돌기가 없는 원형단면의 봉강으로서 KS D 3404(철근콘크리트용 봉강)에 규정되어 있는 철근
유효단면적(effective section area)
유효깊이에 유효폭을 곱한 면적
유효인장력 (effective tensile force)
프리스트레스를 준 후 프리스트레싱 긴장재 응력의 릴랙세이션, 큰크리트의 크리프와 건조수축 들의 영향으로 프리스트레스 손실이 완전히 끝난 후 긴장재에 작용하고 있는 인장력
유효 프리스트레스(effective prestress)
모든 응력 손실이 끝난 후의 긴장재에 남는 응력 : 다만, 고정하중과 활하중의 영향은 제외함.
응력(stress)
단위면적당에 발생하는 내력의 크기
2방향 슬래브(two-way slab)
직교하는 두 방향으로 주철근이 배근된 슬래브
2방향 슬래브 시스템(two-way slab system)
기둥에 하중을 전달하는 보의 유물에 관계없이, 주근이 두 방향으로 배근된 콘크리트 슬래브 시스템
이형철근(deformed reinforcement)
표면에 리브와 마디 등의 돌기가 있는 봉강으로서 KS D 3501(철근콘크리트용 봉강)에 규정되어 있는 철근 또는 이와 동등한 품질과 형상을 가지는 철근
인장철근비(tensile reinforcement ratio)
콘크리트의 유효단면적에 대한 인장철근 단면적의 비
1방향 슬래브(one-way slab)
한 방향으로만 주철근이 배근된 슬래브
장주효과(slenderness effect)
세장한 기둥에서 변위를 고려하여 해석할 때 부재력의 변화 : 이때 재료 비선형성, 균열, 부재곡률, 횡이동, 재하기간, 건조수축과 크리프, 지지부재와의 상호작용을 고려하여 해석을 수행하여야 함.
재킹력(jacking force)
프리스트레스트 콘크리트에 있어서 긴장재에 인장력을 도입할 때 잭에 의해 콘크리트에 가해지는 일시적인 힘.
저항계수(resistance factor)
강도감소계수를 총칭함
적합비틀림(compatibility torsion)
균열의 발새 후 비틀림모멘트의 재분배가 일어날 수 있는 비틀림.
전단머리 (shear head)
전단 보강을 위하여 기둥 상부의 슬래브 내에 배치하는 강재
전단면(shear plane)
전단력이 작용하는 면으로서 균열면 또는 전단력에 의해 균열이 일어날 가능성이 있는 면
전단보강근 (shear reinforcement)
전단력에 저항하도록 배근한 철근
전도(overturning)
저판 끝단을 기준으로 작용하는 수평력에 의한 모멘트(전도모멘트)가 연직력에 의한 모멘트(저항모멘트)를 초과하여 옹벽 및 벽체 등이 넘어지려는 현상
전면기초((mat foundation)
건축물 또는 구조물의 밑바닥 전부를 기초판으로 구성한 기초
절토(cutting)
흙을 파헤치는 것으로서 굴착이라고도 하며, 주로 육상에서 사용하는 용어
절판(folded plate)
얇은 평면 슬래브들을 사용하여 3차원 입체구조가 되도록 모서리를 접합한 형태의 쉘구조
접속장치(coupler)
프리스트레싱 긴장재와 프리스트레싱 긴장재 또는 정착장치와 정착장치를 접속시키는 장치
정착길이(development length)
위험단면에서 철근의 설계기준항복강도를 발휘하는 데 필요한 길이로서 철근을 더 연장하여 묻어 넣은 길이
정착장치
긴장재의 끝부분을 콘크리트에 정착시켜 프리스트레스를 부재에 전달하기 위한 장치
조립용 철근(erection bar)
철근을 조립할 때 철근의 위치를 확보하기 위하여 사용하는 보조철근
좌굴(buckling)
기둥이 압축력을 받을 때와 평판이 압축력 또는 면외 전단력을 받을 때 그 힘의 크기를 증가시켜 가면 재료 파괴하중보다 작은 하중에서도 갑자기 평형상태가 바뀌고 가로방향의 변위가 크게 일어나 파괴되는 현상
주열대(column strip)
기둥 중심선에서 양측으로 각각
과
중에서 작은 값과 같은 폭을 갖는 설계대 : 보가 있는 경우 주열대는 그 보를 포함함.
주철근(main bar)
설계하중에 의해 그 단면적이 정해지는 철근
중간대(middle strip)
2개의 주열대 사이에 구획된 설계대
종방향 철근(longitudinal reinforcement)
부재에 길이방향으로 배근한 철근
지반지지력(bearing capacity)
지반이 지지할 수 있는 힘의 크기
지압강도(bearing strength)
지지면적이 하중이 가해지는 면적보다 모든 방향으로 넓을 경우, 지지며 콘크리트의 압축강도
지진하중(earthquake load)
지각변동으로 인해 발생하는 지진에 의해 구조물에 작용하는 힘 : 지진이 심한 지방 또는 지진에 민감한 구조물은 지진에 견디도록 설계하여야 함.
책임기술자
조사업무를 수행하기 위해 구조물의 소유주에 의해 고용된 설계, 구조 또는 시공에 대한 전문 지식을 갖춘 기술자
철근콘크리트(reinforced concrete)
외력에 대해 철근과 콘크리트가 일체로 거동하게 하고, 규정된 최소 철근량 이상으로 철근을 배근한 콘크리트
침하(settlement)
지반, 말뚝 등이 내려앉는 현상
캔틸레버식 옹벽(cantilever wall)
벽체에 널말뚝이나 부벽이 연결되어 있지 않고 저판 및 벽체만으로 토압을 받도록 설계된 철근콘크리트 옹벽
콘크리트(concrete)
시멘트, 물, 잔골재와 굵은골재를 혼합하여 만든 재료 : 필요에 따라 적당한 비율로 혼화재료를 더 넣은 것도 포함함.
콘크리트의 설계기준강도(specified compressive strength of concrete)
콘크리트 부재를 설계할 때 기준으로 하는 콘크리트의 압축강도
크리프(creep)
지속하중으로 인하여 콘크리트에 일어나는 장기변형
탄성계수(modulus of elasticity)
재료의 비례한도 이하의 변형률에 대응하는 인장 또는 압축응력의 비. 3.4.3(1) 참조
파상마찰(wobble friction)
프리스트레스트 콘크리트에 있어서 덕트관이 소정의 위치로부터 약간 어긋남으로써 일으키는 마찰
페데스탈(pedestal)
기둥의 하단부에서 약간 굵게 된 부분 도는 주수대 [교량을 지지하는 데 있어서는 솔 플레이트 또는 슈를 받치는 받침대
평형비틀림(equilibrium torsion)
비틀림모멘트의 재분배가 일어날 수 없는 비틀림
포스트텐셔닝(post-tensioning)
콘크리트가 굳은 후에 긴장재를 인장하고 그 끝부분을 콘크리트에 정착시켜서 프리스트레스를 부재에 도입시키는 방법
표면철근(skin reinforcement)
유효깊이가 d가 90cm를 초과하는 깊은 휨부재 복부의 양 측면에 부재 축방향으로 배근하는 철근
풍하중(wind load)
바람에 의하여 구조물에 작용하는 하중
프리스트레스(prestress)
외력에 의하여 일어나는 인장응력을 소정의 한도로 상쇄할 수 있도록 미리 콘크리트에 도입된 응력
프리스트레스 도입(prestress transfer)
긴장재의 인장력을 콘크리트에 전달하기 위한 조작
프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete)
외력에 의하여 발생하는 응력을 소정의 한도까지 상쇄할 수 있도록 미리 계획적으로 그 응력의 분포와 크기를 정하여 내력을 준 콘크리트를 말하며, PS콘크리트 또는 PSC라고 약칭하기도 함.
프리스트레스 힘
프리스트레싱에 의하여 부재의 단면에 작용하고 있는 힘
프리스트레스 압축 인장역(precompressed tensile zone)
프리스트레싱을 하는 동안에 압축응력을 받았던 단면이 그 후 외부에서 작용한 하중에 의해 인장응력을 받게 되는 부분
프리스트레스트 보강재(prestressed reinforcement)
프리스트레스를 주기 위하여 쓰이는 강재
프리스트레싱(prestressing)
프리스트레스를 주는 일
프리스트레싱 긴장재(prestressing tendon)
프리스트레싱 강재를 단독 또는 몇 개의 다발로 하여 기존 콘크리트에 프리스트레스를 주기 위하여 사용하는 프리스트레싱 강선, 프리스트레싱 강봉, 프리스트레싱 강연선과 같은 강재
프리스트레싱 긴장재의 릴랙세이션(relaxation of prestressing tendon)
프리스트레싱 긴장재에 인장력을 주어 변형률을 일정하게 하였을 때 시간의 경과와 함께 일어나는 응력의 감소
프리캐스트 콘크리트(precast concrete)
콘크리트가 굳은 후에 제자리에 옮겨 놓거나, 또는 조립하는 콘크리트 부재
프리텐셔닝(pretensioning)
긴장재를 먼저 긴장한 후에 콘크리트를 치고 콘크리트가 굳은 다음, 긴장재에 가해 두었던 인장력을 긴장재와 콘크리트의 부착에 의해서 콘크리트에 전달시켜 프리스트레스를 주는 방법
플랫 슬래브(flat slab)
보 없이 지판에 의해 하중이 기둥으로 전달되며, 2방향으로 배근된 콘크리트 슬래브
플랫 플레이트(flat plate)
보나 지판이 없이 기둥으로 하중을 전달하는 2방향으로 배근된 콘크리트 슬래브
피복두께(cover thickness)
콘크리트 표면과 그에 가장 가까이 배근된 철근 표면 사이의 콘크리트 두께
하중(load)
구조물 또는 부재에 응력 및 변형을 발생시키는 일체의 작용
하중계수(load factor)
하중의 공칭값과 실제 하중 사이의 불가피한 차이 및 하중을 작용 외력으로 변화시키는 해석상의 불확실성, 환경작용 등의 변동을 고려하기 위한 안전계수
하중조합(load combination)
구조물 또는 부재에 동시에 작용할 수 있는 각종 하중의 조합
합성콘크리트 압축부재(composite compressive member)
구조용 강재, 강관 또는 튜브로 축방향을 보강한 압축부재 : 종방향 철근은 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있음.
합성콘크리트 횡부재(composite concrete flexural members)
현장이 아닌 곳에서 만들어진 프리캐스트 부재와 현장치기 콘크리트 요소로 구성되는 횜부재로서 그 요소가 하중에 대해서 일체가 되어 움직이도록 결합된 부재
확대기초판(spread footing)
상부 수직하중을 하부 지반에 분산시키기 위해 저면을 확대시킨 철근콘크리트판
확대모멘트(magnified moment)
세장한 부재에서 절점의 이동을 고려하여 계산한 증가된 모멘트
활동(sliding)
흙에서 전단파괴가 일어나서 어떤 연결된 면을 따라서 엇갈림이 생기는 경우
활동방지벽(base shear key)
옹벽의 활동을 일으키는 수평하중에 충분히 저항할 만큼 큰 수동토압을 일으키기 위해 저판 아래에 만드는 벽체
활하중(live load)
풍하중, 지진하중과 같은 환경하중이나 고정하중을 포함하지 않고, 건물이나 다른 구조물의 사용 및 점용에 의해 발생되는 하중으로서 사람, 가구, 이동칸막이, 창고의 저장물, 설비기계 등의 하중과 적설하중, 또는 교량 등에서 차량에 의한 하중
횡하중(lateral load)
풍하중이나 지진하중과 같이 수직방향 구조물에 수평으로 작용하는 하중
횡구속 골조(non-sway frame)
횡방향으로의 절점 이동이 구속된 골조, 6.5.2(4) 참조.
후프(hoop)
폐쇄띠철근 또는 연속적으로 감은 띠철근 : 하나의 폐쇄띠철근은 양단에 내진 갈고리를 가진 여러 개의 철근으로 만들어야 하며, 연속으로 감은 띠철근의 양단은 철근직경의 6배 이상(또한 7.5cm 이상)의 연장길이를 갖고 종방향 철근을 감싸도록 하여야 하며 반드시 내진갈고리를 가져야 함.
휨부재(flexural member)
축력을 받지 않거나 축력의 영향을 무시할 수 있을 정도의 축력을 받는 부재로서 주로 휨모멘트와 전단력을 저항하는 부재
휨불연속(flexural discontinuity)
휨인장력이 작용되지 않는 상태
휨철근(flexural reinforcement)
휨모멘트에 저항하도록 배근하는 부재축 방향의 철근
1.3 주요 기호
As = 인장철근의 단면적, cm²
As` = 압축철근의 단면적, cm²
b = 부재의 복부폭 bw와 내민 유효 플랜지의 길이를 합한 거리인 유효폭, cm
bw = 플랜지가 있는 부재에서 복부폭, cm
b0 = 슬래브와 기초판에서 전단에 대한 위험단면의 둘레,cm
c = 압축연단에서 중립축까지의 거리,cm
D = 고정하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
d = 압축연단에서 인장철근 도심까지의 거리,cm
d` = 압축연단에서 압축철근 도심까지의 거리,cm
E = 지진하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
Ec = 콘크리트의 탄성계수,kgf/cm²
Eps= 프리스트레싱 긴장재의 탄성계수,kgf/cm²
Es = 철근의 탄성계수,kgf/cm²
fck = 콘크리트의 설계기준강도,kgf/cm²
fpu = 프리스트레싱 긴장재의 인장강도,kgf/cm²
fsp = 쪼갬인장강도,kgf/cm²
fy = 철근의 설계기준항복강도,kgf/cm²
F = 유체의 중량 및 압력에 의한 하중 또는 이에 의해서 생기는 단면력
H = 흙, 지하수 또는 기타 재료의 중량과 압력에 의한 하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
I = 단면 2차 모멘트,cm??
ldb = 기본정착길이,cm
ld = 철근의 정착길이,cm
= ldb×보정계수
In = 부재의 순경간
L = 활하중 또는 이에 의해서 생기는 단면력
Mcr= 작용하중에 의해 단면에 휨균열을 일으키는 휨모멘트
Mn = 단면의 공칭휨모멘트강도
= AsFy(d-a/2)
Mu = 단면의 계수모멘트
Pb = 균형변형률 상태에서 공칭축하중강도
Pc = 임계하중 또는 좌굴하중
Pn = 주어진 편심에서 공칭축하중강도
P0 = 편심이 없는 상태에서 공칭축하중강도
Pu = 주어진 편심에서 계수축하중
T = 온도, 크리프, 건조수축 및 부동침하의 영향 등에 의해서 생기는 단면력
Tc = 콘크리트에 의한 공칭비틀림강도
Tn = 공칭비틀림강도
Tu = 계수비틀림모멘트
U = 계수하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면에서 저항하여야 할 소요강도
Vc = 콘크리트에 의한 공칭전단강도
Vn = 공칭전단강도
Vs = 전단철근에 의한 공칭전단강도
Vu = 계수전단력
W = 풍하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
ρ = 인장철근비
= As/bd
ρ`= 압축철근비
= A`/bd
ρb= 균형철근비
ρs = 나선철근비, 나선철근으로 보강된 압축부재에서 나선철근 바깥으로 측정한 지름으로 계산한 심부의 체적에 대한 나선철근 체적의 비
1.4 참고 기준
KS B 0052 용접기호
KS B 0802 금속재료 인장시험방법
KS B 0804 금속재료 굽힘시험방법
KS B 0816-0892 용접시험방법
KS D 3503 일반구조용 압연강재
KS D 3504 철근콘크리트용 봉강
KS D 3505 PC 강봉
KS D 3552 철선
KS D 3629 에폭시 피복철근
KS D 7002 PC 강선 및 PC 강연선
KS D 7017 용접철망
KS F 2401 굳지 않은 콘크리트의 시료채취방법
KS F 2402 포틀랜드 시멘트 콘크리트의 슬럼프 시험방법
KS F 2403 콘크리트 강도 시험용 공시체 제작방법
KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법
KS F 2407 콘크리트의 휨강도 시험방법(단순보의 중앙점 하중법)
KS F 2408 콘크리트의 휨강도 시험방법(단순보의 3등분점 하중법)
KS F 2409 굳지 않은 콘크리트의 단위용적중량 및 공기량 시험방법
(중량방법)
KS F 2414 콘크리트의 블리딩 시험방법
KS F 2421 굳지 않은 콘크리트의 압력법에 의한 공기함유량 시험방법
(공기실 압력방법)
KS F 2422 콘크리트에서 절취한 코어 및 보의 강도시험방법
KS F 2423 콘크리트의 인장강도 시험방법
KS F 2453 콘크리트의 압축 크리프 시험방법
KS F 2456 급속 동결융해에 대한 콘크리트의 저항시험방법
KS F 2462 구조용 경량콘크리트의 단위중량 시험방법
KS F 2468 경량콘크리트 골재의 불순물 시험방법
KS F 2502 골재의 체가름 시험방법
KS F 2503 굵은골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2504 잔골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2526 콘크리트용 골재
KS F 2527 콘크리트용 부순 골재
KS F 2529 구조용 경량 잔골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2533 구조용 경량 굵은골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2534 구조용 경량 골재
KS F 2544 콘크리트용 고로 슬래그 골재
KS F 2560 콘크리트용 화학혼화제
KS F 4009 레디믹스트 콘크리트
KS L 5105 수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법
KS L 5201 포틀랜드 시멘트
KS L 5205 내화물용 알루미나 시멘트
KS L 5210 고로 슬래그 시멘트
KS L 5211 플라이애시 시멘트
KS L 5217 팽창성 수경 시멘트
KS L 5401 포틀랜드 포졸란 시멘트
프리캐스트 콘크리트 조립식 건축구조 설계기준
철골 철근 콘크리트구조 계산기준
도로교 설계기준
허용응력도 설계법에 의한 철근콘크리트구조 계산규준
제2장 재 료
2.1 일반사항
2.1.1 적용범위
이 기준에 따라 콘크리트구조 부재를 설계할 때 사용하는 재료의 품질과 시험은 이 장의 규정을 따라야 한다.
2.1.2 기 호
Ac = 부재의 단면적, ㎠
Eci = 재령 28일에서 콘크리트의 초기 접선탄성계수, kgf/㎠
Eci (t`) = 재령 t`일에서 콘크리트의 초기 접선탄성계수, kgf/㎠
fc (t`) = 재령 t`일에서 콘크리트의 압축응력, kgf/㎠
fcr = 콘크리트의 소요 평균 배합강도, kgf/㎠
f
= 재령 28일에서 콘크리트의 압축강도, kgf/㎠, 식 (2.2.16) 참조
fcu(t) = 재령 t일에서 콘크리트의 압축강도, kgf/㎠
h = 개념 부재치수, cm
= 2 Ac /u
RH = 외기의 상대습도, %
s = 표준편차, kgf/º?
t = 콘크리트의 재령, 일(day)
t
= 하중이 가해질 때의 재령, 일(day)
t
= 콘크리트가 외기중에 노출되었을 때의 재령, 일(day)
t
= 온도가 20℃가 아닌 T℃에서 양생할 경우 등가 재령, 일(day)
T = 외기 또는 양생온도, í?
u = 단면적 Ac의 둘레 중에서 수분이 외기로 확산되는 둘레길이, cm
= 콘크리트 강도에 의해 크리프에 미치는 영향함수, 식 (2.2.5) 참조
= 지속하중이 가해지는 시간
에 의해 크리프에 미치는 영향함수, 식(2.2.6) 참조
(t-t') = 재하기간에 따라 크리프에 미치는 영향함수, 식 (2.2.7) 참조
(t) = 콘크리트 강도 발현에 대한 재령에 따른 보정계수
= 외기의 상대습도와 부재의 두께에 따른 계수, 식 (2.2.7)과 식 (2.2.8) 참조
= 외기습도에 따른 크리프와 건조수축에 미치는 영향계수, 식 (2.2.23) 참조
= 건조기간에 따른 건조수축 변형률 함수, 식 (2.2.24) 참조
= 시멘트 종류에 따른 건조수축에 미치는 영향계수
(t, t') = 재령
일에서 fc(
)의 응력이 가해졌을 때 시간 t일에서의 탄성변형률과 크리프를 포함한 전체 변형률
= 재령 t
에서 외기에 노출된 콘크리트의 재령 t 에서의 전체 건조수축 변형률
= 개념 건조수축계수, 식 (2.2.3) 참조
(t, t') = 콘크리트의 크리프계수
= 콘크리트의 개념 크리프계수, 식 (2.2.3) 참조
= 외기의 상대습도와 부재 두께에 의해 크리프에 미치는 영향계수, 식 (2.2.4) 참조
2.1.3 참고기준
KS B 0052 용접기호
KS B 0802 금속재료 인장시험방법
KS B 0804 금속재료 굽힘시험방법
KS B 0816-0892 용접시험방법
KS D 3503 일반구조용 압연강재
KS D 3504 철근콘크리트용 봉강
KS D 3505 PC 강봉
KS D 3552 철선
KS D 3629 에폭시 피복철근
KS D 7002 PC 강선 및 PC 강연선
KS D 7017 용접철망
KS F 2401 굳지 않은 콘크리트의 시료채취방법
KS F 2402 포틀랜드 시멘트 콘크리트의 슬럼프 시험방법
KS F 2403 콘크리트 강도 시험용 공시체 제작방법
KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법
KS F 2407 콘크리트의 휨강도 시험방법(단순보의 중앙점 하중법)
KS F 2408 콘크리트의 휨강도 시험방법(단순보의 3등분점 하중법)
KS F 2409 굳지 않은 콘크리트의 단위용적중량 및 공기량 시험방법
(중량방법)
KS F 2414 콘크리트의 블리딩 시험방법
KS F 2421 굳지 않은 콘크리트의 압력법에 의한 공기함유량 시험방법
(공기실 압력방법)
KS F 2422 콘크리트에서 절취한 코어 및 보의 강도시험방법
KS F 2423 콘크리트의 인장강도 시험방법
KS F 2453 콘크리트의 압축 크리프 시험방법
KS F 2456 급속 동결융해에 대한 콘크리트의 저항시험방법
KS F 2462 구조용 경량콘크리트의 단위중량 시험방법
KS F 2468 경량콘크리트 골재의 불순물 시험방법
KS F 2502 골재의 체가름 시험방법
KS F 2503 굵은골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2504 잔골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2526 콘크리트용 골재
KS F 2527 콘크리트용 부순 골재
KS F 2529 구조용 경량 잔골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2533 구조용 경량 굵은골재의 비중 및 흡수율 시험방법
KS F 2534 구조용 경량 골재
KS F 2544 콘크리트용 고로 슬래그 골재
KS F 2560 콘크리트용 화학혼화제
KS F 4009 레디믹스트 콘크리트
KS L 5105 수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법
KS L 5201 포틀랜드 시멘트
KS L 5205 내화물용 알루미나 시멘트
KS L 5210 고로 슬래그 시멘트
KS L 5211 플라이애시 시멘트
KS L 5217 팽창성 수경 시멘트
KS L 5401 포틀랜드 포졸란 시멘트
2.2 재료
2.2.1 콘크리트 구성재료
(1) 시멘트는 한국산업규격(KS L 5201, 5205, 5210, 5211, 5217, 5401)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다.
(2) 골재의 품질과 크기는 다음의 규정에 따라야 한다.
① 골재는 한국산업규격(KS)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다.
② 골재는 적당한 경도나 입도를 가지며 깨끗하고 내구성이 있는 것으로, 점토 덩어리, 유기물, 세장석면 등의 해로운 물질을 포함하지 않아야 하며, KS F 2526(콘크리트용 골재), KS F 2527(콘크리트용 부순 골재), KS F 2534(구조용 경량골재), KS 2544(콘크리트용 고로 슬래그 골재)에 규정된 품질로 하여야 한다.
③ 위 규격품이 아니더라도 KS F 2502(골재의 체가름 시험방법),KS F 2503(굵은 골재의 비중 및 흡수율 시험방법), KS F 2504(잔골재의 비중 및 흡수율 시험방법), KS F 2529(구조용 경량 잔골재의 비중 및 흡수율 시험방법), KS F 2533(구조용 경량 굵은 골재의 비중 및 흡수율 시험방법), KS F 2468(경량콘크리트 골재의 불순물 시험방법)의 골재와 관련된 한국산업규격(KS)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다. 그리고 이외에는 시험에서 적당한 입도로서 소요 품질의 콘크리트를 만들 수 있다고 입증되는 경우에만 책임기술자의 승인하에 사용할 수 있다.
④ 굵은골재의 공칭 최대 치수는 다음 값을 초과하지 않아야 한다.
(가) 거푸집 양 측면 사이의 최소 거리의 1/5
(나) 슬래브 두께의 1/3
(다) 개별 철근, 다발철근, 프리스트레싱 긴장재 또는 덕트 사이 최소 간격의 3/4
(라) 과다 철근 부재의 경우 주철근의 최소 간격보다 5㎜만큼 작은 값과 철근의 최소 간격보다 5mm 작은 것 중 작은 값
이러한 제한은 콘크리트를 공극 없이 타설할 수 있는 시공연도나 다짐방법을 사용할 경우에는 책임기술자의 판단에 따라 적용하지 않을 수 있다.
(3) 화학혼화제의 품질과 사용은 다음 규정에 따라야 한다.
① 화학혼화제는 한국산업규격 KS F 2560(콘크리트용 화학혼화제)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다.
② 화학혼화제를 사용할 경우에 충분한 품질조사와 시험을 거친 후 책임기술자의 승인을 얻어야 한다.
③ 화학혼화제는 콘크리트 배합을 결정할 때에 사용했던 제품과 동일한 성분 및 성능을 공사 중 일관되게 유지하여야 한다.
④ 염화칼슘 또는 염소이온을 포함하는 화학혼화제는 프리스트레스트 콘크리트, 알루미늄 제품을 매입한 콘크리트 또는 아연 도금한 고정형 금속형틀을 사용한 콘크리트의 경우에 사용하지 않아야 한다.
(4)콘크리트를 제조할 때 사용하는 물은 다음 규정에 따라야 한다.
①콘크리트 배합에 사용되는 물은 청결한 것으로서 일반적으로 산, 기름, 알칼리, 염분, 유기물 그리고 콘크리트 및 철근에 유해한 물질을 포함해서는 안 된다.
②프리스트레스트 콘크리트 또는 알루미늄 제품을 매입한 콘크리트의 배합에 사용하는 물과 골재의 표면수는 유해량의 염소이온을 함유해서는 안 된다. 4.5.3(4) 참조.
③식수로서 부적당한 물은 다음에 열거한 사항을 만족하지 못하면 콘크리트에 사용할 수 없다.
(가) 동일 수원의 물을 사용하여 이에 적절한 배합설계를 하여야 한다.
(나) 식수로 적합하지 않은 물로 만들어진 모르타르 시험체의 7일과 28일 강도는 식수로서 만들어진 같은 형태의 공시체 강도의 최소 한도 90% 이상의 강도를 가져야 한다. 사용한 물의 차이에 따른 강도비교 시험은 물 이외에는 같은 조건의 모르타르를 사용해 실시하고, 그 시험을 KS L 5105(수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법)에 따라 준비, 시험하여야 한다.
2.2.2 콘크리트
(1) 콘크리트 공시체의 제작 및 양생방법은 KS F 2403(콘크리트 강도 시험용 공시체 제작방법)에 따라 제작하고 양생하는 방법에 따라야 한다. 콘크리트의 공시체 제작시 압축강도용 공시체는 ø150×300mm 를 기준으로 하되, ø100×200mm의 공시체를 사용할 경우 강도보정계수 0.97을 사용하며, 이외의 경우 적절한 강도보정계수를 고려하여야 한다.
(2) 레디믹스트 콘크리트를 사용하는 경우에는 KS F 4009(레디믹스트 콘크리트)에 따라야 한다.
(3) 경량콘크리트 제조용 경량콘크리트 골재는 KS F 2534(구조용 경량 골재)에 규정하는 구조용 경량 골재를 사용하여야 한다.
(4) 콘크리트 타설 후 28일 이내에 부재의 원래 설계하중이나 응력을 받지 않은 경우, 부재의 압축강도는 책임기술자의 승인하에 재령에 따른 증가계수를 곱할 수 있다. 이때 식 (2.2.16)과 식 (2.2.17)을 사용할 수 있다.
(5) 콘크리트의 크리프는 다음의 규정에 따라 예측할 수 있다.
① 시간
에서 작용응력
에 의한 콘크리트의 순간 변형 및 크리프 변형을 함께 고려한 전체 변형률
는 1) 콘크리트의 압축강도 또는 설계기준강도, 2) 부재의 크기, 3) 평균 상대습도, 4) 재하시의 재령, 5) 재하기간, 6) 시멘트 종류, 7) 양생온도, 8) 온도변화, 9) 작용응력의 크기 등에 따라 다음 식 (2.2.1)을 사용하여 구할 수 있다.
(2.2.1)
여기서
는 식 (2.2.18)에 의해 구하고,
는 식 (2.2.19)에 의해서 구해야 한다.
② 식 (2.2.1)에서 크리프계수
는 양생온도가 20℃이고, 하중이 작용하는 동안의 기온도 20℃인 경우를 기준으로 한 것으로서 다음과 같이 구할 수 있다.
=
(2.2.2)
여기서,
(2.2.3)
(2.2.4)
(2.2.5)
(2.2.6)
(2.2.7)
(2.2.8)
③ 작용응력의 크기, 온도 및 시멘트의 종류에 따라 식 (2.2.2)의 크리프계수는 다음과 같이 보정하여야 한다.
(가) 양생온도 및 시멘트 종류에 따른 보정계수
양생 동안 온도의 변화가 있거나 20℃ 가 아닌 대기에 노출되어 있는 경우, 또는 시멘트 종류에 따른 재하재령
는 다음과 같이 보정해야 한다.
(2.2.9)
(2.2.10)
그리고
는
일 동나 지속된 온도(℃),
는 일정한 온도가 지속된 기간(일)이고,
은 일정한 온도를 유지한 단계의 수이다.
(나) 작용응력의 크기에 따른 보정계수
작용응력
가
인 경우 식 (2.2.3)의
는 다음과 같이 보정해야 한다.
(식(2.2.3)) (2.2.11)
는 식 (2.2.16)과 식 (2.2.17)에 의해 구할 수 있다.
(다) 온도변화에 따른 보정계수
지속하중이 작용하는 동안 온도가 5℃에서 80℃까지 변화할 때 크리프계수는 식 (2.2.4)의
를 식 (2.2.13)으로, 그리고 식 (2.2.8)의
를 식 (2.2.14)로 보정하여 식 (2.2.12)에 의해 구해야 한다.
(2.2.12)
(2.2.13)
(2.2.14)
④ 콘크리트의 압축강도는 ø150×300㎜원주 공시체의 시험결과에 따라 다음과 같이 평균압축강도
을 택하여야 하며, 시간에 따른 콘크리트의 강도발현
는 식 (2.2.16)과 같이 구해야 한다. 이때
가 28일 때의 설계기준강도이면 식 (2.2.15)의
는
과 같다.
(2.2.15)
(2.2.16)
(2.2.17)
는 시간에 따른 강도발현속도이고,
는 시멘트 종류에 따른 상수이다.
⑤ 크리프 변형을 계산할 때 콘크리트의 초기 접선탄성계수는 다음과 같이 구해야 한다.
(2.2.18)
한편, 초기 접선탄성계수
의 시간에 따른 변화는 다음과 같이 구해야 하며
는 식 (2.2.17)과 같다.
(2.2.19)
⑥ 크리프에 대한 실험은 KS F 2453(콘크리트의 압축 크리프 시험방법)에 따라야 한다.
(6) 콘크리트의 건조수축 변형률은 대기의 평균상대습도, 부재의 크기 등을 고려하여 다음 식 (2.2.20)에 따라 구할 수 있다.
(2.2.20)
여기서
와
는 다음 식(2.2.21)에서 식 (2.2.24)까지에 의해 계산하여야 한다.
(2.2.21)
)=
(2.2.22)
=
(40%≤RH<99%)
(RH≥99%) (2.2.23)
(2.2.24)
외기의 온도가 20℃가 아닌 경우
및
는 다음 식 (2.2.25)와 식 (2.2.26)에 의해 보정하여야 한다.
(식(2.2.23)) (2.2.25)
(2.2.26)
2.2.3 강재
(1) 보강용 철근은 이형철근을 사용하여야 한다. 다만 나선철근이나 강선으로 원형철근을 사용할 수 있다. 그리고 구조용 강재, 강관에 의한 보강재는 이 기준에 따라 사용될 수 있다.
(2) 철근을 용접하는 경우 그 위치와 용접방법을 명기하여야 한다. 필요한 용접기호와 용접시험방법은 KS B 0052(용접기호), KS B 0816 - KS B 0892(용접시험방법)에 따라야 한다.
(3) 철근, 철선 및 용접철망의 품질, 형상, 치수는 KS D 3504(철근콘크리트용 봉강), KS D 3552(철선)과 KS D 7017(용접철망)의 각 규격에 적합해야 한다.
(4) 철근, 철선 및 용접철망의 설계기준항복강도
가 4,000kgf/㎠를 초과하는 것은
값을 변형률 0.0035에 상응하는 응력의 값으로 사용할 수 있다.
(5) 철근은 아연도금 또는 에폭시수지 피복을 하는 것이 가능하며, 이들 철근은 KS D 3629(에폭시 피복철근)의 규정을 따라야 한다.
(6) 프리스트레싱 긴장재는 다음 규정을 따라야 한다.
① 프리스트레스트 콘크리트에 사용되는 강선은 KS D 7002(PC 강선 및 PC 강연선)의 규정에 따라야 한다.
② 강봉에 관한 것은 KS D 3505(PC 강봉)의 규정에 따라야 한다.
③ 강선, 강연선 및 강봉이 KS D 7002(PC 강선 및 PC 강연선)와 KS D 3505(PC 강봉)에 특별히 제시되지 아니한 사항이 있는 경우 이들 재료가 시방서의 최소 규정에 적합한 것, 그리고 어느 경우에도 상기 규정된 품질 이상의 경우에만 사용할 수 있다.
(7) 구조용 강재, 강관, 튜브 구조용 강재나 강관은 품질, 치수, 형상에 있어서 KS D 3503(일반 구조용 압연강재)의 규격 이상이어야 하며, 특수한 경우에 책임기술자의 입회하에 소정의 품질 및 강도시험을 시행한 후 사용할 수 있다.
2.3 콘크리트의 품질
2.3.1 일반사항
(1) 콘크리트는 제4장의 내구성 규정을 만족시키도록 배합하여야 할 뿐만 아니라, 2.3.2(2)에서 규정한 평균 소요배합강도가 확보되도록 배합하여야 한다. 콘크리트를 생산할 때 2.3.3(2)③ 에서 규정한 바와 같이
미만의 강도가 나오는 빈도를 최소화하여야 한다.
(2)
에 대한 요구조건은 2.3.3(2)에서 기술한 것과 같이 공시체 제작 및 시험 규정에 의해 시행한 원주 공시체의 시험에 근거를 두어야 한다.
(3) 특별히 다른 규정이 없을 경우
는 재령 28일 강도를 기준으로 하여야 한다. 다른 재령에 시험을 했다면,
의 시험 일자를 설계도나 시방서에 명시해야 한다.
(4) 콘크리트의 쪼갬인장강도
에 관한 4.3.1(4), 7.2.3(2) 및 8.2.2(3)의 설계규정을 적용해야 할 경우, 규정된
값에 해당하는
의 값을 설정하기 위한 시험실 시험을 실시해야 한다.
(5) 쪼갬인장강도 시험 결과를 현장 콘크리트의 적합성 판단 기준으로 사용할 수 없다.
2.3.2 콘크리트 배합의 선정
(1) 표준편차의 설정은 다음에 따라야 한다.
① 콘크리트 생산설비의 시험기록이 있을 경우, 이에 대한 표준편차를 상정하여야 한다. 표준편차의 산정에 사용할 수 있는 시험기록은 다음과 같다.
(가) 예상되는 실제 상황과 비슷한 재료, 품질관리 절차 및 조건들을 갖추어야 하며, 시험기록에 사용된 재료와 배합비의 변화폭이 실제 현장에 적용되는 것보다 품질관리가 더 잘 되는 조건에서 작성되지 않은 것이어야 한다.
(나) 계획된 공사에서 요구하는 설계기준강도와 같거나 혹은 설계기준강도에서 그 차이가 70kgf/㎠ 이내의 강도를 갖는 콘크리트에 의해 구해진 값이어야 한다.
(다) 2.3.2(1)① 에 요구하는 것을 제외하고 적어도 30회의 연속시험을 실시해야 한다.
② 콘크리트 생산설비가 2.3.2(1)① 의 요건에 맞는 시험기록을 갖고 있지 않지만 15회 이상, 29회 이하의 연속시험의 기록을 갖고 있는 경우, 표준편차는 계산된 표준편차와 표 2.3.1의 보정계수의 곱으로 계산할 수 있다. 시험기록을 인정받기 위해서 2.3.2(1)①의 (가)와 (나)의 요건과 일치하고, 또한 45일 이상의 기간 동안 실시된 연속시험한 기록이어야 한다.
표 2.3.1 시험이 30회 미만일 때 표준편차에 대한 보정계수
|
시 험 횟 수 * |
표준편차의 보정계수 ** |
|
15 20 25 30 또는 그 이상 |
1.16 1.08 1.03 1.00 |
* 위 표에 명시되지 않은 시험횟수에 대해서는 직선 보간한다.
** 소요배합강도를 결정하기 위해 사용되는 표준편차의 보정계수
(2)평균 소요배합강도는 다음에 따라 결정하여야 한다.
① 콘크리트 배합 선택의 기초로 사용되는 평균 소요배합강도
은 2.3.2(1)의 규정에 따라 계산된 표준편차를 이용하여 다음 식 (2.3.2)과 식 (2.3.2)에 의하여 계산된 두 값 중에서 큰 값보다 커야 한다.
=
(2.3.1)
=
(2.3.2)
② 평균 소요배합강도
은 2.3.2(1)의 요건에 맞는 표준편차의 계산을 위한 현장강도 기록자료가 없을 경우 식 (2.3.1)과 식 (2.3.2)에서의 표준편차 s 대신에 0.15
를 사용할 수 있다.
(3) 평균 소요배합강도는 시공중 자료 취득이 가능하면,
보다 켜야 하는
의 초과값은 다음의 과 을 동시에 만족하거나 또는 ①와 ③을 동시에 만족하는 경우 감소시킬 수 있다.
① 30회 또는 그 이상의 시험결과를 이용하여 구한 시험결과의 평균이 2.3.2(1)①에 따라 계산한 표준편차를 사용하여 계산한 2.3.2(2) 의 조건값을 초과한 경우
② 29회 이하의 시험결과값이 얻어지고 그 시험결과의 평균값이 2.3.2(1)② 의 표준편차를 사용하여 계산한 2.3.2(2)① 의 조건값을 초과한 경우
③ 4.5.3의 특수노출 필요 사항을 만족한 경우
2.3.3 콘크리트의 평가와 사용승인
(1) 시험의 빈도는 다음 ①에서 ④까지의 규정에 따라야 한다.
① 각 날짜에 타설되는 각 등급의 콘크리트 강도시험용 시료는 다음과 같이 채취하여야 한다.
(가) 하루에 한 번 이상
(나) 150㎥ 당 한 번 이상
(다) 슬래브나 벽체의 표면적 500㎡마다 한 번 이상 채취하여야 한다.
② 콘크리트를 치는 전체량이 적어 2.3.3.(1)①에 따라 행한 시험 빈도수가 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㎥ 보다 적을 경우 책임기술자의 판단으로 만족할 만한 강도라고 인정될 때는 강도시험을 생략할 수 있다.
④ 강도시험은 똑같은 콘크리트 시료로 제작한 3개의 공시체 강도의 평균으로 하여야 하고 시험일은 28일째에 하거나
의 결절을 위해 지정된 날에 시험하여야 한다.
(2) 시험실에서 양생한 공시체의 제작, 시험 및 강도는 다음 ①에서 ④까지의 규정을 만족하여야 한다.
① 강도시험용 시료는 KS F 2401(굳지 않은 콘크리트의 시료채취방법)에 따라 채취하여야 한다.
② 강도시험용 공시체는 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험방법)에 따라 시험하여야 한다.
③ 콘크리트 각 등급의 강도는 다음의 두 요건이 충족되면 만족할 만한 것으로 간주 할 수 있다.
(가) 3번의 연속강도 시험의 결과 그 평균값이
이상일 때
(나) 개개의 강도시험값(3개의 공시체 평균)이
보다 35kgf/㎠ 이상 낮지 않을 때
④ 2.3.3.(2)③의 조건 중의 하나라도 충족되지 않으면 뒤따르는 강도시험 결과의 평균값을 증가시키는 조치를 취하여야 한다. 만약 2.3.3(2)③의 요건이 충족되지 않을 때에는 2.3.3.(4)의 규정을 따라야 한다.
(3) 현장에서 양생한 공시체의 제작, 시험 및 강도 결과는 다음 ①에서 ④의 규정을 만족하여야 한다.
① 책임기술자는 실제 구조물에서 콘크리트의 보호와 양생의 적절함을 검토하기 위하여 현장상태에서 양생된 공시체 강도의 시험을 요구할 수 있다.
② 현장 양생되는 공시체는 KS F 2403(콘크리트 강도시험용 공시체 제작방법)에 따라 현장 조건하에서 양생하여야 한다.
③ 현장 양생되는 시험공시체는 시험실에서 양생되는 시험공시체와 똑같은 시간에 같은 시료로부터 몰드를 만들어야 한다.
④
의 결정을 위해 지정된 시험 재령일에 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
보다 35kgf/㎠를 더 초과하면 85%의 한계조항은 무시할 수 있다.
(4) 시험결과 콘크리트의 강도가 작게 나온 경우 다음 절차에 따라야 한다.
① 시험실에서 양생된 공시체 개개의 압축시험 결과가 2.3.3.(1)④의
값보다 35kgf/㎠ 이상 낮거나 또는 현장에서 보호나 양생된 공시체의 시험결과에서 결정이 나타나면 (2.3.3.(3)④ 참조), 구조물의 하중지지 내력이 부족하지 않도록 적절한 조치를 취하여야 한다.
② 콘크리트 강도가 현저히 부족하다고 판단될 때, 그리고 계산에 의해 하중저항 능력이 크게 감소되었다고 판단될 때, 문제된 부분에서 코어를 채취하고 채취된 코어의 시험은 KS F 2422(콘크리트에서 절취한 코어 및 보의 강도시험방법)에 따라 수행하여야 한다. 이때 강도시험값이 설계기준강도
에 35kfg/㎠ 이상 부족한지 여부를 알아보기 위하여 3개의 코어를 채취하여야 한다.
③ 구조물에서 콘크리트 상태가 건조된 경우 코어는 시험 전 7일 동안 공기(온도 15 ∼ 30℃, 상대습도 60% 이하)로 건조시킨 후 기건상태에서 시험하여야 한다. 구조물이 콘크리트가 습윤된 상태에 있다면 코어는 적어도 40시간 동안 물 속에 담궈두어야 하며 습윤상태로 시험하여야 한다.
④ 코어 시험에서 만일 모든 코어 공시체 콘크리트의 3개의 코어 평균값이
의 85%에 달하고, 코어 각각의 강도가
의 75%보다 작지 않으면 구조적으로 적합하다고 판정할 수 있다. 시험의 정확성을 위하여 불규칙한 코어 강도를 나타내는 위치에 대해서 재시험을 실시하여야 한다.
⑤ 2.3.3.(4)④의 규정과 일치되지 않고 구조적 적합성이 의심스러울 때 책임기술자는 구조물의 의심스러운 부분에 대해서 제20장의 규정에 따라 구조물의 재하시험을 지시하거나 기타 적당한 조치를 취하여야 한다.
2.3.4 콘크리트 시험
(1) 일반콘크리트의 시험은 다음에 따라야 한다.
① 책임기술자가 공사진행중 필요하다고 인정할 경우 강도의 평가는 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험방법), KS F 2407[콘크리트의 휨강도 시험방법(단순보의 중앙점 하중법)],KS F 2408[콘크리트의 휨강도 시험방법(단순보의 3등분점 하중법)], 그리고 KS F 2423(콘크리트의 인장강도 시험방법)을 따라야 한다.
② 단위용적중량시험은 KS F 2409[굳지 않은 콘크리트의 단위용적중량 및 공기량 시험방법(중량방법)]를 따라야 한다.
③ 블리딩 시험은 KS F 241(콘크리트의 블리딩 시험방법)를 따라야 한다.
④ 공기함유량 시험은 KS F 2409[굳지 않은 콘크리트의 단위용적중량 및 공기량 시험방법))중량방법)]을 따라야 한다.
⑤ 슬럼프 시험은 KS F 2402(포틀랜드 시멘트 콘크리트의 슬럼프 시험방법)를 따라야 한다.
(2) 경량콘크리트의 시험은 다음 규정을 따라야 한다.
① 단위 중량시험은 KS F 2426(구조용 경량콘크리트의 단위중량 시험방법)를 따라야 하며,KS F 2534(구조용 경량 골재)의 규정에도 적합해야 한다.
② 불순물 시험방법은 KS F 2468(경량콘크리트 골재의 불순물 시험방법)을 따라야 한다.
③ 기타 시험은 일반콘크리트 시험방법을 따라야 한다.
2.3.5 철근의 시험
철근의 시험은 KS B 0802(금속재료 인장 시험방법) 및 KS B 0804(금속재료 굽힘 시험방법)에 따라야 한다.
제3장 설계하중 및 하중조합
3.1 일반사항
3.1.1 적용범위
(1) 철근콘크리트 구조물의 부재는 3.3에서 규정한 하중계수와 강도감소계수를 사용해서 이 기준의 규정에 따른 충분한 강도를 갖도록 설계하여야 한다.
(2) 이 기준의 규정은 예상되는 모든 하중에 구조물이 저항할 수 있게 설계되어야 한다는 원칙에 근거를 두고 있다.
(3) 사용하중은 정부 및 시설물의 관리 주체가 재정한 관련규정에 따아랴 한다. 다만 활하중은 합리적인 방법에 의하여 조사된 값을 사용할 수 있다.
(4) 풍하중과 지진하중은 일체가 된 구조물 부분, 즉 수평력 저항시스템에 의해 저항 되도록 구조물을 설계하여야 한다.
(5) 프리스트레스를 가하지 않은 철근콘크리트 부재는 부록 I 의 별도설계법을 적용해서 설계할 수도 있다.
3.1.2 기호
= 전체 단면적, ㎠
= 부재의 복부폭
와 내민 플랜지의 길이를 합한 거리,㎝
= 플랜지가 있는 부재에서 복부폭,㎝
D = 고정하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
E = 지진하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
= 프리스트레싱 긴장재의 탄성계수,kgf/㎠
F = 유체의 중량 및 압력에 의한 하중 또는 이에 의해서 생기는 단면력
H = 흙, 지하수 또는 기타 재료의 중량과 압력에 의한 하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
= 부재의 순경간
L = 활하중 또는 이에 의해서 생기는 단면력
= 균형상태에서 공칭축하중강도
= 편심이 있는 경우의 공칭축하중강도
T = 온도, 크리프, 건조수축 및 부등침하의 영향 등에 의해서 생기는 단면력
= 플랜지의 두께
U = 계수하중 또는 이에 의해서 생기는 단면에서 저항하여야 할 소요강도
= 콘크리트의 단위중량, ton/㎡
= 계수분포하중
W = 풍하중, 또는 이에 의해서 생기는 단면력
= 콘크리트 강도에 따른 중립축 위치에 관련된 계수. 6.2.1(7)③ 참조
3.2 하중과 외력
3.2.1 적용 하중
구조물의 설계에 있어서 시공중 또는 완성 후 구조물에 작용하는 활하중, 고정하중, 풍하중, 지진하중, 토압과 유체압 외에 프리스트레스 힘, 크레인 하중, 진동, 충격, 건조수축, 크리프와 온도변화 및 탄성수축, 부동침하 등 각종 하중 및 외적작용의 영향을 고려하여야 한다.
3.2.2 하중의 계산
구조계산에 적용되는 하중과 외력은 해당 구조물의 설계시 적용되는 기준을 따라야 한다.
3.3 강도
3.3.1 일반사항
(1) 구조물 및 구조부재는 모든 단면에서 이 기준에서 정한 하중과 힘의 조합에 의하여 계산한 소요강도 이상의 설계강도를 갖도록 설계하여야 한다.
(2) 구조부재는 사용하중에 대해서 충분한 기능을 확보할 수 있도록 이 기준의 다른 모든 규정에도 적합하여야 한다.
3.3.2 소요강도
(1) 철근콘크리트 구조물을 설계할 때 아래에 제시된 하중계수와 하중조합을 모두 고려하여 해당 구조물에 작용하는 최대 소요강도에 대하여 만족하도록 설계하여야 한다.
(2) 다음 (3)에서 (8)까지 규정에서 나열된 하중조합에서 지하구조물과 같이 고정하중이 지배적인 구조물은 식 중의 1.4D 항의 D 대신에 1.1D 를 대입하여야 한다.
(3) 고정하중(D)과 활하중(L)이 작용하는 경우 식 (3.1.1)에 따라야 한다.
U=1.4D+1.7L (3.3.1)
(4) 고정하중(D), 활하중(L) 및 풍하중(W)이 작용하는 경우 식 (3.1.1) 이외에도 식 (3.3.2)와 식 (3.3.3)을 고려하여야 한다.
U=0.75(1.4D+1.7L+1.7W) (3.3.2)
이때 활하중(L)은 영(0)일 때도 검토하여야 한다. 그리고 고정하중과 풍하중의 재하효과가 서로 상쇄되는 경우 다음 하중조합도 고려하여야 한다.
U=0.9D+1.3W (3.3.3)
(5)고정하중(D), 활하중(L) 및 지진하중(E)이 작용하는 경우 시 (3.3.1) 이외에도 식 (3.3.4)와 식 (3.3.5)를 고려하여야 한다.
U=0.75(1.4D+1.7L+1.8E) (3.3.4)
이때 활하중(L)은 영(0)일 때도 고려하여야 한다. 그리고 고정하중과 지진하중의 재하효과가 서로 상쇄되는 경우 다음 하중조합도 고려하여야 한다.
U=0.9D+1.4E (3.3.5)
(6) 고정하중(D)과 활하중(L), 그리고 횡토압과 횡방향 지하수압(H)이 작용하는 경우 식 (3.3.1) 이외에도 식 (3.3.6)과 식 (3.3.7)을 고려하여야 한다.
U=1.4D+1.7L+1.8H (3.3.6)
U=0.9D+1.7L+1.8H (3.3.7)
① 활하중(L)은 영(0)일 때도 반드시 고려하여 식 (3.3.6)과 식 (3.3.7)에 따라 검토하여야 한다.
② 지하구조물 등에서 시공중 또는 시공 후 횡토압이 실제보다 작게 작용하여 구조물에 불리하게 작용하는 경우 실제 감소된 토압을 계산하여 사용하여야 한다.
③ 지하구조물의 상부 슬래브에 연직으로 작용하는 흙과 지하수 하중에 대해서는 고정하중에 대한 하중계수를 적용한다.
(7) 고정하중(D), 활하중(L) 및 유체압(F)이 작용하는 경우 식 (3.3.1) 이외에 식 (3.3.8)과 식 (3.3.9)에 따라야 하며, 이때 유체압은 밀도와 작용높이가 확실하게 알 수 있는 경우에만 한정적으로 적용할 수 있으며, 지하구조물에 대한 지하수압은 앞의 (6)의 규정에 따라야 한다.
U=1.4D+1.7L+1.5F (3.3.8)
U=0.9D+1.7L+1.5F (3.3.9)
여기서 활하중(L)은 영(0)인 경우도 반드시 고려하여 식 (3.3.8)과 식 (3.3.9)에 따라 검토하여야 한다.
(8) 고정하중(D)과 활하중(L) 그리고 부동침하, 크리프, 건조수축 또는 온도변화 등이 작용하는 경우 식 (3.3.1) 이외에도 식 (3.3.10)과 식 (3.3.11)을 검토해야 한다.
U=0.75(1.4D+1.7L+1.5T) (3.3.10)
U=1.4D+1.5T (3.3.11)
여기서 T는 부동침하, 크리프, 건조수축 또는 온도변화에 의하여 발생되는 단면력을 말한다.
(9) 구조물에 충격의 영향이 작용하는 경우 활하중(L)을 충격효과(I)가 포함된 (L+I)로 대체하여 상기 식들을 적용하여야 한다.
3.3.3 설계강도
(1) 구조물의 부재, 부재 간의 연결부 및 각 부재 단면의 휨, 축하중, 전단, 비틀림에 대한 설계강도는 이 기준의 규정과 가정에 따라 정해지는 공칭강도에 3.3.3(2)의 강도감소계수ø를 곱한 값으로 하여야 한다.
(2) 강도감소계수는 다음 규정에 따라야 한다. 다만, 품질관리가 철저하게 이루어진 프리캐스트 부재와 건물의 각 부재에 대한 아래 의 휨모멘트와 의 전단력과 비틀림모멘트의 강도감소계수는 아래 규정값보다 0.05씩 크게 취할 수 있다.
① 휨모멘트, 또는 휨모멘트와 축인장력이 동시에 작용
(가)보통 철근콘크리트 부재 0.85
(나)프리스트레스트 콘크리트 부재 0.85
② 축인장력 0.85
③ 축압축력 또는 휨모멘트와 축압축력이 동시에 작용
(가) 나선철근 규정에 따라 나선철근으로 보강된 철근콘크리트 부재 0.75
(나) 그 이외의 철근콘크리트 부재 0.07
(다) 압축부재의 축하중강도
이
또는
중 작은 값보다 작은 경우, ø값은 (가) 또는 (나)에 해당하는 ø값과
에 대한 해당 ø값 사이에 직선보간법을 적용하여 구할 수 있다.
④ 전단력과 비틀림모멘트 0.08
⑤ 콘크리트의 지압 0.07
⑥ 무근콘크리트 0.65
3.3.4 철근의 설계강도
프리스트레싱 긴장재를 제외하고는 철근의 설계기준항복강도
는 5,500kgf/㎠를 초과하지 않아야 한다.
3.4 구조해석 일반
3.4.1 해석방법
(1) 골조 또는 연속구조물의 모든 부재는 3.4.2에 따라 수정되는 경우 이외는 계수하중으로 탄성이론에 의해 결정된 최대 단면력에 대하여 설계하여야 한다. 또한 3.4.4에서 3.4.7까지 단순화된 가정을 사용하여 설계할 수 있다.
(2) 프리스트레스트 콘크리트를 제외하고 일반적인 구조형태, 경간 및 층고를 갖는 건물 등은 아래 (3)과 (4)의 근사해법을 사용하여 해석할 수 있다.
(3) 연속보 또는 1방향 슬래브는 다음 조건을 모두 만족하는 경우 아래 3.4.1(4)의 근사해법을 적용할 수 있다.
① 2경간 이상인 경우
② 인접 2경간의 차이가 짧은 경간의 20% 이상 차이가 나지 않는 경우
③ 등분포 하중이 작용하는 경우
④ 활하중이 고정하중의 3배를 초과하지 않는 경우
⑤ 부재의 단면 크기가 일정한 경우
(4) 3.4.1(3)의 규정을 만족하는 연속보 또는 1방향 슬래브의 모멘트와 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) 내부 받침부에서 다른 면의 부모멘트
(다) 모든 받침부면의 부모멘트로서 경간 3 이하인 슬래브와 경간의 각 단부에서 보강성에 대한 기둥강성의 합의 비가 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
3.4.2 연속 휨부재의 부모멘트 재분배
(1) 근사해법에 의해 휨모멘트를 계산한 경우를 제외하고, 어떠한 가정의 하중을 적용하여 탄성이론에 의하여 산정한 연속 휨부재 받침부의 부모멘트는 다음 분량만큼 증가 또는 감소시킬 수 있다.
(3.4.1)
(2) 경간 내의 단면에 대한 휨모멘트의 계산은 수정된 부모멘트를 사용하여야 한다.
(3) 부모멘트의 재분배는 모멘트를 감소할 단면의 철근비 ρ 또는 (ρ-ρ') 가
이하인 경우에만 가능하다. 여기서
는 다음 식 (3.4.2)와 같이 구하여야 한다.
(3.4.2)
3.4.3 탄성계수
(1) 콘크리트의 탄성계수는 다음과 같이 계산하여야 한다.
① 콘크리트의 압축강도가 300kgf/㎠ 이하이고, 단위중량
의 값이 1.45∼2.5tonf/㎥인 콘크리트의 경우 식 (3.4.3)에 따라 계산할 수 있다.
(3.4.3)
다만 보통골재를 사용한 콘크리트(
=2.3tonf/㎥ ) 의 경우는 식 (3.4.4)를 이용할 수 있다.
(3.4.4)
② 콘크리트의 압축강도가 300kgf/㎠를 초과한 경우로서 단위중량
의 값이 1.45∼2.5tonf/㎥ 인 콘크리트의 경우 식 (3.4.5)에 따라 계산할 수 있다.
(3.4.5)
다만 보통골재를 사용한 콘크리트 의 경우 다음 식 (3.4.6)을 사용할 수 있다.
(3.4.6)
(2) 철근의 탄성계수는 다음 식 (3.4.7)의 값을 표준으로 하여야 한다.
(3.4.7)
(3) 프리스트레싱 긴장재의 탄성계수는 실험에 의하여 결정하거나 제조자에 의하여 주어지는 것이 원칙이지만, 그렇지 않은 경우 다음 식 (3.4.8)의 값을 표준으로 하여야 한다.
(3.4.8)
3.4.4 강성
(1) 기둥, 벽체, 바닥판 및 지붕시스템의 상대적인 휨강성과 비틀림강성을 구할 때 어떠한 합리적 가정도 사용할 수 있다. 다만, 채택한 가정은 해당 해석과정을 통하여 일관성이 있어야 한다.
(2) 휨모멘트를 결정하거나 부재를 설계할 때 현지의 영향을 고려하여야 한다.
3.4.5 경간
(1) 받침부와 일체로 되어 있지 않은 부재는 순경간에 보나 슬래브의 두께를 더한 값을 경간으로 하여야 한다. 그러나 그 값이 받침부의 중심 간 거리를 넘을 필요는 없다.
(2) 골조 또는 연속구조물의 해석에서 휨모멘트를 구할 때 사용하는 경간은 받침부의 중심 간 거리로 하여야 한다. 받침부와 일체로 시공된 보의 경우 받침부 전면의 모멘트로 설계할 수 있다.
(3) 받침부와 일체로 된 3m 이하의 순경간을 갖는 슬래브는 그 지지보의 폭을 무시하고 순경간을 경간으로 하는 연속보로 해석할 수 있다.
3.4.6 기둥
(1) 기둥설계시 축력은 모든 바닥판 또는 지붕에 작용하는 계수하중으로부터 기둥에 전달된 힘으로 취하여야 하고, 최대 휨모멘트는 그 기둥에 인접한 바닥판 또는 지붕의 한쪽 경간에 작용하는 계수하중에 의한 휨모멘트로 취하여야 한다. 또한 축하중에 대한 휨모멘트의 비가 최대가 되는 재하조건도 고려하여야 한다.
(2) 골조 또는 연속구조물 설계시에 내 외부 기둥의 불균형 바닥판 하중의 영향과 기타 편심하중의 영향을 고려하여야 한다.
(3) 연직하중으로 인한 기중의 휨모멘트를 계산할 때 구조물과 일체로 된 기둥의 면단부는 고정되어 있다고 가정할 수 있다.
(4) 바닥판으로부터 기둥으로 전달되는 모든 휨모멘트는 그 바닥판 상하측 각 기둥의 상대 강성과 구속조건에 따라 상하측 각 기둥에 분배시켜야 한다.
3.4.7 활하중의 배치
(1) 활하중은 해당 바닥판에만 재하된 것으로 보아 해석할 수 있으며, 이때 구조물과 일체로 시공된 기둥의 먼 단부는 고정된 것으로 가정할 수 있다.
(2) 고정하중과 활하중의 하중조합은 다음과 같은 2가지만으로 제한하여 사용할 수 있다.
① 모든 경간에 재하된 계수고정하중과 두 인접 경잔에 만재된 계수활하중의 조합하중
② 모든 경간에 재하된 계수고정하중과 한 경간씩 건너서 만재된 계수활하중과의 조합하중
3.4.8 T형보
(1) 슬래브와 보가 일체로 타설된 T형보의 유효폭 b는 다음 중 가장 작은 값으로 결정하여야 한다.
① 대칭 T형보
(가)
(나) 양쪽의 슬래브의 중신 간 거리
(다) 보의 경간의 1/4
② 비대칭 T형보
(가)
(나) (보의 경간의 1/12)
(다) (인접보와의 내측거리의 1/2)
(2) 독립 T형보의 추가 압축면적을 제공하는 플랜지의 두께는 복부폭의 1/2 이상이어야 하며, 플랜지의 유효폭은 복부폭의 4배 이하로 취하여야 한다.
(3) T형보의 플랜지(장선구조 제외)로 취급되는 슬래브에서 주철근이 보의 방향과 같은 때는 다음 요구조건에 따라 보의 직각방향으로 슬래브 상부에 철근을 배근하여야 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 3.4.8(1)에 따라 계산된 유효폭만 고려하여야 한다.
② 횡방향 철근의 간격은 슬래브 두께의 5배 이하로 하여야 하고, 또한 40㎝ 이하로 하여야 한다.
3.4.9 장선구조
(1) 장선구조로서의 역할을 하기 위해서는 다음 사항을 만족해야 한다.
① 장선구조는 일정한 간격의 장선과 그 위의 슬래브가 일체로 되어 있는 구조형태로서, 장선은 1방향 또는 서로 직각을 이루는 2방향으로 구성될 수 있다.
② 장선은 그 폭이 10㎝ 이상이어야 하고, 그 높이는 장선의 최소 폭의 3.5배 이하여야 한다.
③ 장선 사이의 순간간격은 75㎝ 를 초과하지 않아야 한다.
④ ①에서 ③ 까지의 제한 규정을 만족하지 않는 장선구조는 슬래브와 보로 설계하여야 한다.
(2) 장선구조를 설계할 때 다음 사항을 고려하여야 한다.
① 장선에 사용되는 콘크리트의 압축강도 이상의 압축강도를 갖는 영구적인 소성점토 또는 콘크리트 타일로 이루어진 충전재가 사용되는 경우 다음 사항을 고려하여야 한다.
(가) 장선과 접촉되어 있는 충전재의 수직부분은 전단과 부모멘트의 강도계산에 포함시킬 수 있다. 그러나 충전재의 다른 부분은 강도계산에 포함시킬 수 없다.
(나) 영구용 충전재 위의 슬래브 두께는 장선 간 순간격의 1/12 이상, 또한 4㎝ 이상으로 하여야 한다.
(다) 1방향 장선구조에서는 5.7의 요구조건에 따라 장선의 직각방향에 수축, 온도 철근을 슬래브에 배근하여야 한다.
② 위의 ①항에 따르지 않은 제거용 거푸집 또는 충전재가 사용된 경우 다음 사항을 고려하여야 한다.
(가) 슬래브 두께는 장선 순간격의 1/12 이상, 또한 5㎝ 이상으로 하여야 한다.
(나) 하중의 집중을 고려하여야 할 경우 휨에 필요한 철근을 장선의 직각방향으로 슬래브에 배근하여야 하며, 이 철근은 5.7에 따라 요구되는 철근량 이상으로 하여야 한다.
③책임기술자에 의해 슬래브 내에 도관을 묻도록 허가된 경우 슬래브 두께가 어느 점에서나 도관의 전체 높이보다 2.5㎝ 이상 크게 하여야 한다. 이때 도관이 장선구조의 강도를 현저하게 감소시키지 않아야 한다.
(3) 장선구조에서 콘크리트에 의한 전단강도
는 제7장에 규정된 전단강도보다 10% 만큼 더 크게 취할 수 있다. 또한 전단철근을 사용하거나 장선의 끝부분을 넓게 만들어 전단강도를 증가시킬 수도 있다.
제 4 장 사용성 및 내구성
4.1 일반사항
4.1.1 적용범위
(1) 구조물 또는 부재가 사용기간중 충분한 기능과 성능을 유지하기 위하여 사용하중하에서 사용성과 내구성을 검토하여야 한다.
(2) 사용성 검토는 균열, 처짐, 피로의 영향 등을 고려하여 이루어져야 한다.
4.1.2 기호
= 휨부재의 인장철근을 둘러싸면서 철근과 같은 도심을 가진 유효인장면적을 철근의 개수로 나눈 콘크리트 유효인장면적, ㎠
= 인장연단에서 이 연단에 가장 가까이 있는 인장철근 중심까지의 거리, cm
= 부재의 두께, cm
= 균열 단면의 단면 2차 모멘트
= 유효단면 2차 모멘트
= 철근을 무시한 콘크리트 전체 단면의 중심축에 대한 단면 2차 모멘트
= 부재의 길이, cm
= 보 부재의 순경간, 2방향 슬래브의 긴 변의 순경간
= 처짐계산시 부재의 최대 휨모멘트
= 외력에 의해 단면에서 휨균열을 일으키는 모멘트
= 최외단 철근의 표면과 콘크리트 표면 사이의 콘크리트의 최소 두께, mm
= 콘크리트 표면의 균열폭, mm
= 허용균열폭, mm
= 콘크리트의 단위제적중량, tonf/㎥
= 철근을 무시한 전체 단면의 중심축에서 인장연단까지의 거리
= 보 양쪽의 슬래브관의 중앙선에 의하여 구획되는 슬래브의 휨강성에 대한 보 휨강성의 비
= 한 슬래브 주변의 모든 보의 a 값의 평균값
= 2방향 슬래브에서 단변방향에 대한 장변방향의 순경간비
= 단면의 중립축에서 인장연단까지의 거리를 단면의 중립축에서 철근의 도심까지의 거리로 나눈 값
= 장기 추가처짐에 대한 계수
= 지속하중에 대한 시간경과계수
4.1.3 참고기준
KS F 2456(급속 동결 융해에 대한 콘크리트 저항 시험방법)
4.2 균 열
4.2.1 적용범위
(1) 콘크리트에 발생하는 균열이 구조물의 기능, 내구성 및 미관 등 사용목적에 손상을 주는가에 대하여 적절한 방법으로 검토하여야 한다.
(2) 이 4.2의 규정은 휨모멘트, 전단, 비틀림모멘트, 축력에 의하여 발생하는 균열을 검토할 때 적용하여야 한다.
(3) 내구성에 대한 균열의 검토는 콘크리트 표면의 균열폭을 환경조건, 피복두께, 공용기간 등으로부터 정해지는 허용균열폭 이하로 제어하는 것을 원칙으로 한다. 그리고 공용기간이 극히 짧은 구조, 콘크리트 내에 강재가 부식하지 않도록 표면이 잘 보호되어 있는 구조, 가설구조물에 대한 균열의 검토는 하지 않을 수 있다.
(4) 수밀성이 요구되는 구조는 적절한 방법으로 균열 에 대한 검토를 하여야 한다. 이 경우 소요 수밀성을 갖도록 하기 위한 허용균열폭을 기준으로 검토할 수 있다.
(5) 미관이 중요한 구조는 미관상의 허용균열폭을 설정하여 균열을 검토할 수 있다.
4.2.2 환경조건의 구분
(1) 내구성에 관한 균열폭을 검토할 경우 구조물이 놓이는 환경조건을 고려하여야 한다.
(2) 강재의 부식에 대한 환경조건으로서 표 4.2.1과 같이 건조 환경, 습윤 환경, 부식성 환경, 고부식성 환경 등 4종류로 구분한다.
4.2.3 허용균열폭
(1) 허용균열폭
는 구조물의 사용목적, 소요 내구성, 환경조건, 부재의 조건 등을 고려하여 정하여야 한다.
(2) 강재의 부식에 대한 콘크리트의 허용균열폭은 일반적으로 피복두께 및 강재의 종류에 따라서 표 4.2.2에 따라야 한다. 다만, 표 4.2.2에 적용될 수 있는 피복두께는 10㎝ 이하를 표준으로 하여야 한다.
(3) 물을 저장하는 수조 등과 같은 구조의 허용균열폭은 0.1㎜ 로 하여야 한다.
4.2.4 균열의 검토
(1) 휨모멘트 및 축력에 의한 콘크리트의 인장응력이 콘크리트의 설계기준인장강도의 60%보다 작을 경우에는 휨균열을 검토하지 않아도 된다.
표 4.2.1 강재의 부식에 대한 환경조건의 구분
|
건조 환경 |
일반 옥내 부재, 부식의 우려가 없을 정도로 보호한 경우의 보통 주거 및 사무실 건물 내부 |
|
습윤 환경 |
일반 옥외의 경우, 흙 속의 경우 |
|
부식성 환경 |
1) 습윤 환경과 비교하여 건습의 반복작용이 많은 경우, 특히 유해한 물질을 함유한 지하수위 이하의 흙 속에 있어서 강재의 부식에 해로운 영향을 주는 경우, 동결작용이 있는 경우, 동상방지제를 사용하는 경우 2) 해양콘크리트구조물 중 해수 중에 있거나 극심하지 않은 해양환경에 있는 경우(가스, 액체, 고체) |
|
고부식성 환경 |
1) 강재의 부식에 현저하게 해로운 영향을 주는 경우 2) 해양콘크리트구조물 중 간만조위의 영향을 받거나 비말대에 있는 경우, 극심한 해풍의 영향을 받는 경우 |
표 4.2.2 허용균열폭
(mm)
|
강재의 종류 |
강재의 부식에 대한 환경조건 | ||||
|
건조 환경 |
습윤 환경 |
부식성 환경 |
고부식성 환경 | ||
|
철근 |
건물 |
0.4mm |
0.3mm |
0.004
|
0.0035
|
|
기 타 구조물 |
0.006
|
0.005
| |||
|
프리스트레싱 긴장재 |
0.005
|
0.004
|
- |
- | |
여기서
는 최외단 철근의 표면과 콘크리트 표면 사이의 콘크리트 최소 피복두께(mm)
(2) 인장철근의 설계기준항복강도가 3,000kgf/㎠ 이상인 경우 사용하중에 의한 휨균열폭은 식 (4.2.1)에 의하여 구하고, 균열폭이 표 4.2.2의 허용균열폭
이하가 되도록 하여야 한다.
(4.2.1)
여기서
는 휨모멘트를 철근의 단면적과 내부 모멘트 팔길이를 곱한 값으로 나누어 구하여야 한다. 이러한 계산 대신에 철근의 설계기준항복강도
의 60%를 취할 수 있다. 그리고,
의 값은 보에 대하여 1.2, 슬래브에 대하여 1.35로 할 수 있다.
(3) 전단 균열, 비틀림 균열의 검토가 필요한 경우 적절한 방법에 따라 전단 및 비틀림에 의한 균열을 검토해야 한다.
(4) 부재는 하중에 의한 균열을 제어하는 데 필요한 철근 외에도 필요에 따라 온도변화, 건조수축 등에 의한 균열을 제어하기 위한 추가적인 보강철근을 5.7에 따라 배근하여야 한다. 그리고 균열 제어를 위한 철근은 필요로 하는 부재 단면의 주변에 분산시켜 배근해야 하고, 이 경우 철근의 지름과 간격을 가능한 한 작게 하여야 한다.
4.3 처짐
4.3.1 1방향 구조
(1) 처짐 계산에 의하여 더 작은 두께를 사용하여도 유해하지 않다는 검토를 한 경우를 제외하고, 큰 처짐에 의하여 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지하지 않는 1방향 구조물의 경우 표 4.3.1에 정한 최소 두께를 적용하여야 한다.
(2) 처짐 계산에 의해 작은 두께를 사용할 수 있는 경우를 제외하고 도로료 상부구조물의 최소 두께는 표 4.3.2의 적용이 가능하다.
(3) 처짐 계산시 하중작용에 의한 순간처짐은 부재강성에 대한 균열과 철근효과를 고려하여 탄성처짐공식을 사용하여 계산하여야 한다.
표 4.3.1 처짐을 계산하지 않는 경우의 보 또는 1방향 슬래브의 초소 두께
|
부 재 |
최 소 두 께,
| |||
|
단순지지 |
1단 연속 |
양단 연속 |
캔틸레버 | |
|
큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지 또는 부착하지 않은 부재 | ||||
|
1방향 슬래브 |
|
|
|
|
|
보 리브가 있는 1방향 슬래브 |
|
|
|
|
/20 
/24 
/28 
/10 
/16 
/18.5 
/21 
/8 이 표의 값은 일반콘크리트
tonf/㎥ )와 설계기준항복강도 4,000kgf/㎠ 철근을 사용한 부재에 대한 값이며 다른 조건에 대해서는 그 값을 다음과 같이 수정하여야 한다.
① 1.5 - 2.0tonf/㎥ 범위의 단위체적질량을 갖는 구조용 경량콘크리트에 대해서는 계산된
값에
를 곱해야 하나, 1.09보다 작지 않아야 한다.
②
가 4,000kgf/㎠ 이외인 경우는 계산된
값에
를 곱하여야 한다.
표 4.3.2 깊이가 일정한 도로교 상부구조 부재의 최소 두께
|
상부구조 형식 |
최소 두께,
| |
|
단순경간 |
연속경간 | |
|
주철근이 차량 진행방향에 평행 한 교량 슬래브 |
|
|
|
T형 거더 |
0.070
|
0.065
|
|
박스 거더 |
0.060
|
0.055
|
|
보행구조 거더 |
0.033
|
0.033
|
깊이가 변하는 부재의 경우 위의 값은 정모멘트와 부모멘트 단면의 상대적 강성변화를 고려하여 조정될 수 있다.
(4) 부재의 강성도를 엄밀한 해석방법으로 구하지 않는 한, 부재의 순간처짐은 콘크리트 탄성계수
(일반콘크리트 및 경량콘크리트)와 식 (4.3.1)의 유효단면 2차 모멘트를 이용하여 구해야 하는데, 어느 경우라도
는
보다 크지 않아야 한다.
(4.3.1)
여기서,
(4.3.2)
그리고 일반콘크리트에 대한 파괴계수
은 식 (4.3.3)과 같다.
(4.3.3)
연속부재인 경우에 정 및 부모멘트에 대한 위험단면의 유효단면 2차 모멘트를 식 (4.3.1)에 의해 구하고 그 평균값을 사용할 수 있다. 그리고 경량콘크리트를 사용하는 경우는 다음과 같이 보정하여야 한다.
① 경량콘크리트에 대한
값이 주어져 있으면
대신에
를 대입하여야 하는데 이 값은
값을 초과하지 않아야 한다.
②
값이 규정되어 있지 않을 때는 모든 골재가 경량인 전경량콘크리트인 경우
값에 0.75배, 모래경량콘크리트인 경우 0.85배 하고, 부분적으로 경량잔골재가 섞인 경우 직선보간한 값을 곱하여 보정하여야 한다.
(5) 종합적인 해석에 의하지 않는 한, 일반 또는 경량콘크리트 휨부재의 크리프와 건조수축에 의한 추가 장기처짐은 해당 지속하중에 의해 생긴 순간처짐에 다음 계수를 곱하여 구할 수 있다.
(4.3.4)
여기서 ρ' 는 단순 및 연속경간인 경우 보 중앙에서, 캔틸레버인 경우 받침점에서 값으로 한다. 지속하중에 대한 시간경과계수 ξ는 다음과 같다.
5년 이상 ------------------ 2.0
12개월 -------------------- 1.4
6개월 --------------------- 1.2
3개월 --------------------- 1.0
(6) 식 (4.3.1)의
값과 식 (4.3.4)의 장기처짐 효과를 고려하여 계산한 처짐량이 표 4.3.3에 제시된 최대 허용처짐값보다 작아야 한다.
(7) 보행자 및 차량하중 등 동하중을 주로 받는 구조물의 최대 허용처짐은 다음 규정을 만족하여야 한다.
① 단순 또는 연속경간의 부재는 활하중과 충격으로 인한 처짐이 경간의 1/800을 초과하지 않아야 한다. 다만 부분적으로 보행자에 의해 사용되는 도시 지역의 교량의 경우 처짐은 경간의 1/1,000을 초과하지 않아야 한다.
② 활하중과 충격으로 인한 캔틸레버의 처짐은 캔틸레버 길이의 1/300 이하이어야 한다. 다만, 보행자의 이용이 고려된 경우 처짐은 캔틸레버 길이의 1/375까지 허용된다.
4.3.2 2방향 구조
(1) 단변경간에 대한 장변경간의 비가 2를 초과하지 않는 슬래브 또는 기타 2방향 구조의 최소 두께는 4.3.2의 규정을 따라야 한다.
(2) 테두리보를 제외하고 슬래브 주변에 보가 없거나 보의 강성비
이 0.2 이하일 경우, 슬래브의 최소 두께는 표 4.3.4의 값을 만족하여야 하고, 또한 다음 값 이상으로 하여야 한다.
① 10.3.3에 따른 지판이 없는 슬래브의 경우 : 12㎝
② 10.3.3에 따른 지판을 가진 슬래브의 경우 : 10㎝
(3) 보의 강성비
이 0.2를 초과하는 보가 슬래브 주변에 있는 경우 슬래브의 최소 두께는 다음 규정에 따라야 한다.
① 강성비
이 0.2 초과 2.0 미만인 경우 다음 식 (4.3.5)의 값 이상으로 하여야 하며, 또한 12cm 이상으로 하여야 한다.
표 4.3.3 최대 허용 처짐
|
부재의 형태 |
고려해야 할 처짐 |
처짐 한계 |
|
과도한 처짐에 의해 손상도기 쉬운 비구조 요소를 지지 또는 부착하지 않은 평지붕구조 |
활하중 L 에 의한 순간처짐 |
|
|
과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조 요소를 지지 또는 부착하지 않은 바닥구조 |
활하중 L 에 의한 순간처짐 |
|
|
과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조 요소를 지지 또는 부착한 지붕 또는 바닥구조 |
전체 처짐 중에서 비구조 요소가 부착된 후에 발생하는 처짐부분(모든 지속하중에 의한 장기처짐과 추가적인 활하중에 의한 순간처짐의 합) ** |
|
|
과도한 처짐에 의해 손상될 염려가 없는 비구조 요소를 지지 또는 부착한 지붕 또는 바닥구조 |
|
* 
+ 
# * 이 제한은 물 고임에 대한 안전성을 고려하지 않았다. 물 고임에 대한 적절한 처짐 계산을 검토하되, 고인 물에 대한 추가처짐을 포함하여 모든 지속하중의 장기적 영향, 솟음, 시공오차 및 배수설비의 신뢰성을 고려하여야 한다.
+지지 또는 부착된 비구조 요소의 피해를 방지할 수 있는 적절한 조치가 취해지는 경우에 이 제한을 초과할 수 있다.
** 장기처짐은 4.3.1(5) 또는 4.3.3(2)에 따라 정해지나 비구조 요소의 부착 전에 생긴 처짐량을 감소시킬 수 있다. 이 감소량은 해당 부재와 유사한 부재의 시간-처짐 특성에 관한 적절한 기술자료를 기초로 결정하여야 한다.
# 비구조 요소에 의한 허용오차 이하여야 한다. 그러나 전체 처짐에서 솟음을 뺀 값이 이 제한값을 초과하지 않도록 하면 된다. 즉 솟음을 했을 경우에 이 제한을 초과할 수 있다.
표 4.3.4 슬래브 시스템에서 테두리보를 제외하고 내부에 보가 없는 슬래브의 최소 두께
|
설계기준 항복강도
(kgf/㎠) |
지판이 없는 경우 |
지판이 있는 경우 | ||||
|
외부 슬래브 |
내부 슬래브 |
외부 슬래브 |
내부 슬래브 | |||
|
테두리보가 없는 경우 |
테두리보가 있는 경우 |
테두리보가 없는 경우 |
테두리보가 있는 경우 | |||
|
3,000 |
|
|
|
|
|
|
|
3,500 |
|
|
|
|
|
|
|
4,000 |
|
|
|
|
|
|
/ 32 
/ 35 
/ 35 
/ 35 
/ 39 
/ 39 
/ 31 
/ 34 
/ 34 
/ 34 
/ 37.5 
/ 37.5 
/ 30 
/ 33 
/ 33 
/ 33 
/ 36 
/ 36
(4.3.5)
② 강성비
이 2.0 이상인 경우 다음 식 (4.3.6) 이상으로 하여야 하며, 또한 9㎝ 이상으로 하여야 한다.
(4.3.6)
③ 불연속단을 갖는 슬래브에 대해서는 강성비
의 값이 0.8 이상을 갖는 테두리보를 설치하거나, 식 (4.3.5)와 식 (4.3.6)에서 구한 최소 소요두께를 적어도 10% 이상 증대시켜야 한다.
(4) 처짐이 4.3.1(6)의 규정에 의해 표 4.3.3에서 규정한 값 또는 4.3.1(7)의 제한값을 초과하지 않는다는 것이 계산에 의해 확인된 경우, 위 (1)에서 (3)항까지에 규정한 최소 소요두께보다 작은 두께의 슬래브를 사용할 수 있다. 이때 처짐은 패널의 크기, 모양, 지지조건, 패널 단부의 구속상태 등을 고려하여 계산하여야 한다.
4.3.3 프리스트레스트 콘크리트구조
(1) 제9장의 규정에 의해 설계된 휨부재에 대하여, 순간처짐은 탄성처짐공식에 의해서 계산하고, 이때 콘크리트 전체 단면의 단면 2차 모멘트는 비균열 단면에 대한 값을 사용할 수 있다.
(2) 프리스트레스트 콘크리트 부재의 추가 장기처짐은 지속하중하에서 콘크리트와 철근의 응력을 고려하고, 콘크리트의 크리프 및 건조수축과 프리스트레싱 긴장재의 릴랙세이션의 영향을 고려하여 계산하여야 한다.
(3) 위 (1)과 (2)항에 의해 계산된 처짐은 표 4.3.3과 4.3.1(7)에 규정된 제한값을 초과하지 않도록 하여야 한다.
4.3.4 합성 구조
(1) 합성 휨부재가 시공중 가설 지주로 지지되어 고정하중이 작용하기 전에 일체가 된 경우에 대한 처짐 계산을 할 때, 합성 부재는 일체로 제작된 부재와 동등하다고 볼 수 있다. 프리스트레스되지 않은 부재의 경우 부재의 압축을 받는 부분은 표 4.3.1의 값을 일반콘크리트 또는 경량콘크리트 중 어느 것에 대해 적용할 것인지를 결정하여야 한다. 처짐을 계산할 경우에 프리캐스트 부분과 현장치기 부분의 건조수축 차이에 의한 곡률과, 프리스트레스트 콘크리트 부재의 축방향 크리프 영향을 고려하여야 한다.
(2) 가설 지주가 설치되지 않은 구조물의 경우, 프리스트레스되지 않은 프리캐스트 휨부재의 두께가 표 4.3.1에 규정된 값 이상인 경우는 처짐을 계산할 필요가 없다. 프리스트래스되지 않은 합성 부재의 두께가 표 4.3.1의 규정에 일치하는 경우, 부재가 합성된 후에 생기는 처짐은 계산할 필요는 없으나, 합성작용의 효과를 나타내기 이전 하중의 크기와 지속 시간에 대하여 프리캐스트 부재의 장기 처짐은 검토하여야 한다.
(3) 위 (1)과 (2)항에 따라 계산한 처짐은 표 4.3.3과 4.3.1(7)에서 규정한 제한값을 초과하지 않도록 하여야 한다.
4.4 피 로
4.4.1 적용범위
(1) 이 규정은 하중 중에서 변동하중이 차지하는 비율이 많거나 작용빈도가 크기 때문에 피로에 대한 안전성 검토를 필요로 하는 경우에 적용하여야 한다.
(2) 보 및 슬래브의 피로는 휨 및 전단에 대하여 검토하여야 한다.
(3)기둥의 피로는 검토하지 않아도 좋다. 다만 휨모멘트나 축인장력의 영향이 특히 큰 경우 보에 준하여 검토하여야 한다.
4.4.2 피로에 대한 검토
(1) 피로에 대한 안전성을 검토할 경우, 충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 응력범위 및 프리스트래싱 긴장재의 인장응력 변동범위가 표 4.4.1의 응력 이내에 들면 피로에 대하여 검토할 필요가 없다.
(2) 반복하중에 의한 철근의 응력이 표 4.4.1의 값을 초과하여 피로의 검토가 필요할 경우는 합리적 방법으로 피로에 대한 안전을 검토하여야 한다.
(3) 피로의 검토가 필요한 구조부재는 높은 응력을 받는 부분에서 철근을 구부리지 않도록 하여야 한다.
표 4.4.1 피로를 고려하지 않아도 되는 철근과 프리스트레싱 긴장재의 응력범위(kgf/㎠)
|
강재의 종류와 위치 |
철근의 인장 및 압축응력범위 또는 프리스트레싱 긴장재의 인장응력 변동범위 | |
|
이형철근 |
SD 30 SD 35 SD 40 |
1,300 1,400 1,500 |
|
프리스트레싱 긴장재 |
연결부 또는 정착부 기타 부위 |
1,400 1,600 |
4.5 내구성 설계
4.5.1 일반 사항
(1) 콘크리트구조는 주어진 주변환경 조건하에서 설계 공용기간 동안에 안전성, 사용성, 미관, 내구성을 갖도록 설계, 시공, 유지관리되어야 한다.
(2) 설계 착수 전에 구조물 소유주와 설계자는 구조물의 소요공용기간과 환경조건을 결정해야 한다. 이 결정에서 구조의 환경조건, 구조거동, 중요도, 유지관리방법 등을 고려하여 선정해야 한다.
(3) 배수시설, 줄눈, 신축이음장치, 받침부, 난간 및 방호책, 부재연결부, 조명시설, 계측기 및 기타 부속물들은 구조의 수명보다 공용기간이 짧으므로 별도의 방법에 의하여 내구성이 검토되어야 한다.
4.5.2 내구성 설계기준
(1) 해풍, 해수, 황산염 및 기타 유해물질에 노출된 콘크리트는 4.5.3의 조건을 만족하고, 설계기준강도
가 300kgf/㎠ 이상인 콘크리트를 사용하여야 한다.
(2) 설계자는 설계 초기에 소요공용기간을 확보할 수 있는 적절한 설계기법을 결정해야 한다.
(3) 설계 초기단계에서 구조적으로 환경에 민감한 구조배치를 피하고, 유지관리 및 점검을 위하여 접근이 용이한 구조형상을 선정해야 한다.
(4) 구조나 부재의 외측 표면에 있는 콘크리트의 품질이 보장될 수 있도록 해야 한다. 다지기와 양생이 적절하여 밀도가 크고, 강도가 높고, 투수성이 낮은 콘크리트를 시공하고, 피복두께가 확보되어야 한다.
(5) 구조의 모서리나 부재 연결부 등의 건전성 확보를 위한 철근콘크리트 및 프리스트레스트 콘크리트 구조요소의 상세가 적절하여야 한다.
(6) 소요공용기간 동안 주어진 환경조건, 철근과 프리스트레싱 긴장재의 지름과 배근 조건하에서 공칭균열폭이 허용균열폭 내에 있도록 해야 한다.
(7) 고부식성 환경하에 있는 구조는 표면을 보호하여 내구성을 증진시켜야 한다.
(8) 설계자는 내구성에 관련된 콘크리트 재료, 피복두께, 프리스트레싱 긴장재, 처짐, 균열, 피로 및 기타 사항에 대한 제반 규정을 모두 검토하여야 한다.
4.5.3 내구성 허용기준
(1) 동결, 융해에 대한 저항성 시험은 KS F 2456(급속 동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험방법)을 따라야 하며, 동결, 융해 및 제빙 화학물에 노출되는 일반콘크리트나 경량콘크리트는 표 4.5.1에 제시한 공기량이 필요하다. 연행 공기량의 허용편차는 ±1.5% 이다. 설계기준강도가 350kgf/㎠를 초과하는 콘크리트는 표 4.5.1에 제시된 공기량에서 1% 감소시킬 수 있다.
표 4.5.1 동해 저항 콘크리트에 대한 전체 공기량
|
공칭 최대 골재의 크기(mm) |
공 기 량 (%) |
|
10.0 15.0 20.0 25.0 40.0 50.0 * 75.0 * |
7.5 7.0 6.0 5.0 4.5 4.0 3.5 |
* 이 경우의 공기량은 다른 크기의 골재의 경우와 같이 전체 혼합에 적용한다. 그러나 이러한 콘크리트를 시험할 때 40mm보다 큰 골재는 손이나 체로 걸러 제거하며 공기량은 배합시 40mm보다 큰 부분을 제거한 후 결정한다(연행된 공기량에 대한 허용편차는 이 값을 적용한다. 전체 배합의 공기량은 40mm이상 부분을 제거한 부분에 따라 결정된 값으로부터 계산한다).
(2) 수밀콘크리트나 습한 상태에서 동결, 융해되는 조건하의 콘크리트는 표 4.5.2의 요건에 맞도록 배합되어야 하고, 제빙화학물에 노출된 경우에는 4.5.3(6)의 규정도 만족하여야 한다.
(3) 황산염을 포함한 용액에 노출된 콘크리트는 표 4.5.3의 조건에 적합하거나 황산염 저항 시멘트를 사용하여야 하며, 표 4.5.3의 최대 무-결합제비나 최소 압축강도를 지닌 콘크리트를 사용하여야 한다. 그러나 혼화제로서 칼슘 염화물은 표 4.5.3에 정의한 것과 같은 심하게 황산염을 포함하는 용액에 노출되는 콘크리트에 사용하지 못한다.
표 4.5.2 특수 노출상태에 대한 요구사항
|
노 출 상 태 |
일반콘크리트 최대 물-결합재비 |
일반콘크리트와 경량콘크리트의 최소 설계기준강도
|
|
물에 노출되며 수밀성이 요구되는 콘크리트 |
0.55 |
300 |
|
습한 상태에서 동결과 융해에 노출된 콘크리트 |
0.50 * |
300 |
|
제빙 화확물, 소금, 낮은 농도 소금물 바닷물에 노출되거나 제빙 화학물, 소금, 낮은 농도의 소금물 등이 뿌려 진 (철근)콘크리트에 대한 보호 |
0.45 ** |
350 + |
(kgf/㎠) * 구조물의 두께가 두꺼운 경우(20㎝ 초과) 0.05만큼 증가시킬 수 있다.
** 요구되는 최소 철근콘크리트 피복두께를 5.4의 규정보다 10mm 증대시켜야 한다.
+ 경량콘크리트의 경우
가 300kgf/㎠ 로 감소될 수 있다.
표 4.5.3 황산염을 포함한 용액에 노출된 콘크리트에 대한 요구사항
|
황 산 염 노출정도 |
토양 내의 수용성 황산염(
질량(%) |
물 속 의 황 산 염 ( ppm ) |
일반콘크리트 |
경량콘크리트 |
|
최대 물-결합재비, 질량비 |
최소 설계기준강도
(kgf/㎠) | |||
|
무시할 수 있음 |
0.00 - 0.10 |
0 - 150 |
- |
- |
|
보 통 |
0.10 - 0.20 |
150 - 1,500 |
0.50 |
250 |
|
심 함 * |
0.20 초과 |
1,500 - 10,000 |
0.50 |
300 |
) 
*바닷물
(4) 부식방지를 위해서 콘크리트의 염화물이온량은 원칙적으로 0.30kgf/㎥ 이하로 하여야 한다. 다만 책임기술자의 승인을 받는 경우 0.60kgf/㎥ 까지 허용될 수 있다. 그리고 염소이온량에 대한 검토가 염소이온농도에 의해 이루어질 경우, 재령 28일에서 42일까지의 콘크리트에서 최대로 물에 용해되는 염소이온농도는 표 4.5.4의 한계값에 의해 검토할 수도 있다.
표 4.5.4 부식 방지를 위한 최대 염소이온비율
|
부재의 종류 |
콘크리트 속의 최대 수용성 염소이온(
시멘트의 질량에 대한 백분율(%) |
|
프리스트레스트 콘크리트 |
0.06 |
|
염화물에 노출된 철근콘크리트 |
0.15 |
|
건조상태이거나 또는 습기로부터 차단된 철근콘크리트 |
1.00 |
|
기타 철근콘크리트 |
0.30 |
),
(5)철근콘크리트가 제빙염, 낮은 농도의 소금물, 바닷물에 노출되거나 이런 종류들이 철근콘크리트에 살포되었을 경우, 표 4.5.2의 물-결합재비 및 콘크리트강도 조건과 5.4의 피복요건을 만족하여야 한다.
(6) 제빙화학제에 노출된 콘크리트에 필요한 혼화재량은 표 4.5.5의 요건에 적합하도록 하여야 한다. 단, 실리카 퓸의 경우 적절한 시험성적이 있는 경우에는 이 제한 값을 초과할 수 있다.
표 4.5.5 제빙화학제에 노출된 콘크리트 최대 혼화재비율
|
혼화제 |
시멘트 중량에 대한 백분율(%) |
|
플라이애시 |
25 |
|
슬래그 |
50 |
|
실리카 퓸 |
10 |
|
모든 결합재(혼화재) |
50 |
|
플라이애시와 실리카 퓸 |
35 |
4.6 보수보강 및 유지관리
4.6.1 일반사항
(1) 완공된 콘크리트 구조물은 정기적인 점검과 필요시 보수·보강을 통하여 본래의 기능을 보전하고 사용자의 편의와 안전을 도모할 수 있도록 유지, 관리되어야 한다.
(2) 기준 구조물의 내하력 평가는 제 20장에 따라 수행되어야 한다.
(3) 구조물의 안전을 점검하기 위한 안전진단과 보수·보강 설계는 책임기술자에 의해 수행되어야 한다.
4.6.2 보수보강 설계
(1) 손상된 콘크리트구조물에서 내구성, 안전성, 사용성, 미관 등의 기능을 회복시키기 위한 보수는 타당한 보수설계에 근거하여야 한다.
(2) 기존 구조물에서 내력을 회복 또는 증가시키기 위한 보강은 타당한 보강설계에 근거하여야 한다.
(3) 보수·보강 설계에서는 구조체를 조사하여 손상 원인, 손상 정도, 저항내력 정도를 파악하고 구조물이 처한 환경조건, 하중조건, 필요한 내력, 보수·보강의 범위와 규모를 정하며, 보수·보강재료를 선정하여 단면 및 부재를 설계하고, 적절한 보수·보강시공법을 검토하여야 한다.
(4) 보강설계시는 구조내력의 증가 h이에 처짐, 사용성, 내구성 등 보강 후의 거동과 성능에 대하여 고려하여야 한다.
(5) 보수 보강 공사에서 품질을 확보하기 위하여 책임기술자에 의해 공정별로 품질 관리검사를 시행되어야 한다.
제5장 철근 상세
5.1 일반사항
5.1.1 적용범위
(1) 이 장의 규정은 철근콘크리트와 프리스트레스트 콘크리트 부재의 철근과 용접철망의 가공 및 배근 상세, 그리고 프리스트레싱 긴장재와 덕트의 배치에 적용하여야 한다.
(2) 철근의 피복두께, 건조수축 및 온도변화에 대한 보강에 대해서도 이 장의 규정을 적용하여야 한다.
5.1.2 기호
= 철근, 철선 또는 프리스트레싱 강연선의 공칭지름,
= 철근의 정착길이, 제8장 참조
= 나선철근비, 나선철근으로 보강된 압축부재에서 나선철근 바깥으로 측정한 지름으로 계산한 심부의 체적에 대한 나선철근 체적의 비
5.2 철근 가공
5.2.1 표준갈고리
(1) 표준갈고리는 다음과 같이 분류되며 각 표준갈고리는 다음 규정을 만족하여야 한다.
① 180°표준갈고리는 180°구부린 반원 끝에서
이상, 또한 6㎝ 이상 더 연장하여야 한다.
② 90˚표준갈고리는 90˚구부린 끝에서
이상 더 연장하여야 한다.
(2) 스티럽과 띠철근에 대한 표준갈고리는 다음과 같이 제작하여야 한다.
① 90°표준갈고리
(가) D16 이하인 철근은 90°구부린 끝에서
이상 더 연장하여야 한다.
(나) D19, D22와 D25인 철근은 90°구부린 끝에서
이상 더 연장하여야 한다.
②135° 표준갈고리
D25 이하의 철근은 135°구부린 끝에서
이상 더 연장하여야 한다.
5.2.2 최소 구부림의 내면반지름
(1) 180°표준갈고리와 90°표준갈고리의 구부리는 내면반지름은 표 5.2.1의 값 이상으로 하여야 한다.
(2) 스터럽과 띠철근용 표준갈고리의 내면반지름은 다음 규정을 따라야 한다.
① D16 이하의 스터럽과 띠철근으로 사용하는 표준갈고리의 구부림 내면반지름은 2 이상으로 하여야 한다.
② D19 이상의 스터럽과 띠철근의 구부림 내면반지름은 표 5.2.1에 따라야 한다.
표 5.2.1 구부림 내면반지름
|
철근 크기 |
최소 내면반지름 |
|
D10 - D25 D29 - D35 D38 이상 |
3
4
5
|
(3) 스터럽 또는 띠철근으로 사용하는 용접철망(원형 또는 이형)에 대한 표준갈고리의 구부림 내면반지름은 이형철선 지름이 7mm 이상인 경우
그 밖의 철선의 경우는
이상으로 하여야 한다. 또한
보다 작은 내면반지름으로 구부리는 경우는 가장 가까이 위치한 용접교차점으로부터
이상 떨어져서 철망을 구부려야 한다.
(4) 표준갈고리가 아닌 경우의 최소 구부림 내면반지름은
이상으로 하여야 하고, 접합부 모서리 부분의 외측에 연하는 철근의 구부림 내면반지름은
이상으로 하여야 한다.
(5) 기타 철근의 구부림 내면반지름은 표 5.2.1의 값 이상이어야 한다. 그러나 큰 응력을 받는 곳에서 철근을 구부릴 때는 구부림 내면반지름을 더 크게 하여 철근 반지름 내부의 콘크리트가 파쇄되는 것을 방지하여야 한다.
5.2.3 철근 구부리기
(1) 책임기술자가 승인한 경우를 제외하고 모든 철근은 상온에서 구부려야 한다.
(2) 콘크리트 속에 일부가 묻혀 있는 철근은 현장에서 구부리지 않도록 하여야 한다. 다만, 설계도면에 도시되어 있거나 책임기술자가 승인한 경우는 콘크리트 속에 묻혀 있는 철근을 구부릴 수 있다.
5.3 철근 배치
5.3.1 배근원칙
(1) 철근, 프리스트레싱 긴장재 및 덕트는 콘크리트 치기 전에 정확하게 배치되고 움직이지 않도록 적절하게 지지되어야 하며, 시공이 편리하도록 배치되어야 한다. 이때 이들의 변위오차는 표 5.3.1의 허용오차 범위 내에 들어야 한다.
(2)철근조립을 위해 교차되는 철근을 용접하지 않아야 한다. 다만 책임기술자가 승인 한 경우는 용접할 수 있다.
(3)철근, 프리스트레싱 긴장재 및 덕트는 다음과 같은 허용오차 이내에서 규정된 위치에 배치하여야 한다. 다만 책임기술자가 특별히 승인한 경우는 허용오차를 벗어날 수 있다.
① 유효깊이에 대한 허용오차와 휨부재, 벽체, 압축부재에서 콘크리트의 최소 피복두께 허용오차는 표 5.3.1에 따라야 한다.
표 5.3.1 허용오차
|
|
유효깊이( d ) |
콘크리트 최소 피복두께 |
|
d≤ 20 ㎝ d > 20 ㎝ |
± 1.0 ㎝ ± 1.3 ㎝ |
- 1.0 ㎝ - 1.3 ㎝ |
다만, 하단 거푸집까지의 순거리에 대한 허용오차는 -0.7㎝ 이며, 피복두께의 허용오차는 도면 또는 설계기준에서 요구하는 최소 피복두께의 -1/3로 하여야 한다.
② 종방향으로 철근을 구부리거나 철근이 끝나는 단부의 허용오차는 ±5㎝ 이며, 다만 부재의 불연속단에서 철근 단부의 허용오차는 ±1.3㎝ 이다.
③ 철근이 설계된 도면상의 배근위치에서
이상 벗어나야 할 경우는 책임기술자의 승인을 받아야 한다.
(4) 경간이 3.0m 이하인 슬래브에 사용되는 용접철망(철선 지름이 6.4mm 이하)이 받침부를 지나 연속되어 있거나 받침부에 확실하게 정착되어 있다면, 이 용접철망은 받침부를 지나 슬래브 상단 부근의 한 점으로부터 경간 중앙의 슬래브 바닥 부근의 한 점까지 구부릴 수 있다.
5.3.2 간격 제한
(1) 동일 평면에서 평행하는 철근 사이의 수평 순간격은 2.5cm 이상, 또한 철근의 공칭지름 이상으로 하여야 한다. 또한 2.2.1(2)④ 의 규정도 만족하여야 한다.
(2) 상단과 하단에 2단 이상으로 배근된 경우 상하 철근은 동일 연직면 내에 배근되어야 하고, 이때 상하 철근의 순간격은 2.5cm 이상으로 하여야 한다.
(3) 나선철근과 띠철근 기둥에서 종방향 철근의 순간격은 4cm 이상, 또한 철근 공칭 지름의 1.5배 이상으로 하여야 한다. 그리고 2.2.1(2)④ 의 규정도 만족하여야 한다.
(4) 철근의 순간격에 대한 규정은 서로 접촉된 겹침이음 철근과 인접된 이음철근 또는 연속철근 사이의 순간격에도 적용하여야 한다.
(5) 벽체 또는 슬래브에서 휨 주철근의 간격은 벽체나 슬래브 두께의 3배 이하로 하여야 하고 또한 40cm 이하로 하여야 한다. 다만 콘크리트 장선구조의 경우 이 규정이 적용되지 않는다.
(6) 다발철근은 다음의 규정을 따라야 한다.
① 2개 이사의 철근을 묶어서 사용하는 다발철근은 이형철근으로, 그 개수는 4개 이하이어야 하며, 이들은 스터럽이나 띠철근으로 둘러싸여야 한다.
② 휨부재의 경간 내에서 끝나는 한 다발철근 내의 개개 철근은
이상 서로 엇갈리게 끝나야 한다.
③ 다발철근의 간격과 최소 피복두께를 철근지름으로 나타낼 경우, 다발철근의 지름은 등가단면적으로 환산된 한 개의 철근지름으로 보아야 한다.
④ 보에서 D35를 초과하는 철근은 다발로 사용할 수 없다.
(7)프리스트레싱 긴장재와 덕트는 다음 규정을 따라야 한다.
① 부재단에서 프리텐셔닝 긴장재 사이의 순간격은 강선은
, 강연선은
이상이어야 한다. 또한 2.2.1(2)④ 의 규정도 만족하여야 한다. 경간 중앙부의 경우 긴장재 간의 수직 간격을 부재단의 경우보다 좁게 하거나 다발로 사용할 수 있다.
② 포스트텐셔닝 부재의 경우 콘크리트를 치는 데 지장이 없고, 긴장시 긴장재가 덕트로부터 튀어나오지 않도록 조치하였다면 덕트를 다발로 사용할 수 있다.
5.4 최소 피복두께
5.4.1 현장치기 콘크리트
(1)흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있거나 수중에 있는 콘크리트 ........... 8cm
(2)흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트
① D29 이상 철근 ................... 6cm
② D25 이하 철근 ................. 5cm
③ D16 이하 철근, 지름 16mm 이하의 철선 .......... 4cm
(3)옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트
① 슬래브, 벽체, 장선
(가) D35를 초과하는 철근 .............. 4cm
(나) D35 이하인 철근 ........... 2cm
② 보, 기둥
이 경우 콘크리트이 설계기준강도
가 400kgf/㎠ 이상이면 규정된 값에서 1cm 저감시킬 수 있다.
③ 쉘, 절판부재 ........... 2cm
5.4.2 프리캐스트 콘크리트
(1) 흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출된 콘크리트
① 벽체
(가) D35를 초과하는 철근 ............... 4cm
(나) D35 이하인 철근 .............. 2cm
② 기타 부재
(가) D35를 초과하는 철근 .............. 5cm
(나) D19 이상, D35 이하인 철근 ............. 4cm
(다) D16 이하인 철근, 지름 16mm 이하의 철선 ................... 3cm
(2) 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트
① 슬래브, 벽체, 장선구조
(가) D35를 초과하는 철근 ............ 3cm
(나) D35 이하인 철근 .......... 2cm
② 보, 기둥
(가) 주철근
다만 2cm 이상이어야 하고, 4cm 이상일 필요는 없다.
(나) 띠철근, 스터럽, 나선철근 ................ 1cm
③ 쉘, 절판부재
(가) D19 이상 철근 ................ 2cm
(나) D16 이하 철근, 지름 16mm 이하의 철선 .......... 1cm
5.4.3 프리스트레스트 콘크리트
(1) 흙에 접하여 콘크리트를 치 후 영구히 흙에 묻혀 있거나 수중에 있는 콘크리트 ..... 8cm
(2)흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트
① 벽체, 슬래브, 장선구조 .......... 3cm
② 기타 부재 ............... 4cm
(3) 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트
① 슬래브, 벽체, 장선 ................... 2cm
② 보, 기둥
(가) 주철근 ................ 4cm
(나) 띠철근, 스터럽, 나선철근 ........... 3cm
③ 쉘, 절판부재
(가) D19 이상 철근 .................
다만 2cm 이상이어야 한다.
(나) D16 이하 철근, 지름 16mm 이하의 철선 .......... 1cm
(4)흙 및 옥외의 공기에 노출되거나 부식환경에 노출된 프리스트레스트 콘크리트 부재로서 9.3.1(2)②(다)에 규정된 허용인장응력을 초과하는 경우에 최소 피복두께를 50% 이상 증가시켜야 한다.
(5) 공장제품 생산조건과 동일한 조건으로 제작된 프리스트레스트 콘크리트 부재에서 프리스트레스되지 않은 철근의 최소 피복두께는 5.4.2에 따라야 한다.
5.4.4 다발철근
다발철근의 피복두께는 다발의 등가지름 이상으로 하여야 한다. 그러나 6.0cm 보다 크게 할 필요는 없다. 다만 흙에 접히거나, 영구히 흙에 묻히거나 또는 수중에 있는 경우는 피복두께를 8cm 이상으로 하여야 한다.
5.4.5 부식 환경에 노출되는 콘크리트 및 철근
(1) 콘크리트가 심한 침식 또는 염해를 받는 해안환경에 노출되거나 심한 화학작용을 받는 겨우는 피복두께를 적절히 증가시켜야 하며, 다음 값 이상의 비복두께를 확보하여야 한다.
① 현장치기 콘크리트
(가) 벽체, 슬래브 ................. 5cm
(나) 기타 부재 .............................. 7cm
② 프리캐스트 콘크리트
(가) 벽체, 슬래브 .......................... 4cm
(나) 기타 부재 .................... 5cm
(2) 구조물을 장차 증축할 목적으로 표면에 노출시키는 강재는 부식으로부터 보호되어야 한다.
5.4.6 내화구조물
(1) 내화를 필요로 하는 구조물의 피복두께는 화열의 온도, 지속시간, 사용골재의 성질 등을 고려하여 정하여야 한다. 슬래브의 경우 3cm 이상, 기둥 및 보의 경우에 5 이상을 철근의 피복두께로 하여야 한다. 이때 용접철망을 배치하는 경우는 피복두께가 3cm 이상이여야 한다.
(2) 장시간 고열을 받는 굴뚝 내면과 같은 경우 특수한 보호공사를 하든가, 또는 피복두께를 5.4에 규정된 최소 피복두께보다 더 큰 값으로 증가시켜야 한다.
5.5 부재에서 횡철근
5.5.1 휨부재의 횡철근
(1) 보의 압축철근은 띠철근이나 스터럽 또는 등가의 단면적을 갖는 용접철망에 의해 둘러싸여야 한다. 이대 띠철근이나 스터럽은 5.5.2(3)에 규정된 철근 크기와 간격을 만족하여야 한다. 또한 이러한 스터럽은 압축철근이 배근되는 전구간에 배치되어야 한다.
(2) 받침부에서 응력의 반전 또는 비틀림을 받는 휨 골조부재의 횡철근은 휨 주철근주위를 둘러싸는 폐쇄띠철근, 폐쇄스터럽 또는 나선철근이어야 한다.
(3) 폐쇄띠철근 또는 폐쇄스터럽은 종방향 철근 주위를 한 가닥의 스터럽이나 띠철근으로 한 바퀴 돌려서 교차되는 위치에 표준갈고리로 중첩시켜 만들거나 한 가닥 또는 두 가닥의 철근을 B급 이음(
이음)으로 겹침이음한 형태로 만들거나 8.5.4에 따라 정착시켜 만들어야 하다.
5.5.2 압축부재의 횡철근
(1) 압축부재에서 각 부재별 횡 철근은 다음 규정을 따라야 한다.
① 압축부재에 대한 횡철근은 5.5.2(2)와 (3)의 규정에 따라야 하며, 전단이나 비틀림 보강철근이 요구되는 겨우는 제7장의 규정에도 따라야 한다.
② 합성압축부재에 대한 횡철근은 17.4에 따라야 한다.
③ 프리스트레싱 긴장재에 대한 횡철근은 9.7에 따라야 한다.
④ 횡철근에 대한 5.5.2, 9.7 및 17.4의 규정은 시험과 구조해석에 이해 압축부재가 횡철근이 없어도 충분한 강도와 구조적 적합성을 보인 경우는 적용하지 않아도 된다.
(2) 압축부재에 사용되는 나선철근은 나선철근으로서 역할을 하기 위해서 다음 규정을 따라야 한다.
① 나선철근은 균등한 간격을 갖는 연속된 철근이나 철선으로 이루어지며 설계된 치수로부터 벗어남이 없이 다룰 수 있고 제작, 설치할 수 있도록 그 크기가 확보되어야 한다.
② 나선철근비
는 6.4.2(3)에 따라야 한다.
③ 현장치기 콘크리트 공사에서 나선철근 지름은 9mm 이상으로 하여야 한다.
④ 나선철근의 순간격은 7.5cm이하이어야 하고, 2.5cm 이상이어야 한다.
⑤ 나선철근의 정착은 나선철근의 긑에서 추가로 심부 주위를 1.5 회전만큼 더 확보하여야 한다.
⑥ 나선철근의 이음은 철근 또는 철선지름의 48배 이상, 또한 30cm 이상의 겹침이음이거나 용접이음이어야 한다.
⑦ 나선철근은 확대기초판 또는 슬래브의 상면에서 그 위에 지지된 부재의 최하단 수평철근까지 연장되여야 한다.
⑧ 보 또는 브래킷이 기둥의 모든 면에 연결되어 있지 않을 때는 띠철근을 나선철근의 끝나는 지점 위에서부터 슬래브 또는 지판 밑면까지 연장하여야 한다.
⑨ 기둥머리가 있는 기둥에서 기둥머리의 지름이나 폭이 기둥지름의 2배가 되는 곳까지 나선철근을 연장하여야 한다.
⑩ 나선철근은 수직간격재에 의해 제 위치에 단단하고 곧게 조립되어야 한다.
(3) 압축부재에 사용되는 띠철근은 다음 규정을 따라야 한다.
① D32 이하의 종방향 철근은 D10 이상의 띠철근으로, D35 이상의 종방향 철근과 다발철근은 D13 이상의 띠철근으로 둘러싸야 한다. 이때 띠철근 대신 등가단면적의 이형철선 또는 용접철망을 사용할 수 있다.
② 띠철근의 수직간격은 종방향 철근지름의 16배 이하, 띠철근이나 철선지름의 48배 이하, 또한 기둥단면의 최소 치수 이하로 하여야 한다.
③ 모든 모서리에 있는 종방향 철근과 하나 건너 있는 종방향 철근은 135 이하로 구부린 띠철근의 모서리에 의해 횡지지되도록 띠철근을 배치하여야 한다. 이때 어떤 종방향 철근도 띠철근을 따라 양쪽으로 순간격이 15cm 이상 떨어지지 않아야 한다. 또한 종방향 철근이 원형으로 배치된 경우는 원형 띠철근을 사용할 수 있다.
④ 확대기초판 또는 슬래브의 상면에 배근되는 첫 번째 띠철근 간격은 다른 띠철근 간격이 1/2 이하로 하여야 하고, 슬래브나 지판에 배근된 최하단 수평철근 아래에 배근되는 첫 번째 띠철근도 다른 띠철근 간격의 1/2 이하로 하여야 한다.
⑤ 보 또는 브래킷이 기둥의 4면에 연결되어 있는 경우에 가장 낮은 보 또는 브래킷의 최하단 수평철근 아래에서 7.5cm 이내에서 띠철근을 끝낼 수 있다.
5.6기둥 및 접합부 철근의 특별 배근 상세
5.6.1 옵셋 굽힘철근
(1) 기둥 연결부에서 단면치수가 변하는 겨우 다음 규정에 따라 옵셋 굽힘철근을 배근하여야 한다.
(2) 옵셋 굽힘철근의 굽힘부에서 경사는 1/6을 초과하지 않아야 한다.
(3) 옵셋 굽힘철근의 굽힘부를 벗어난 상. 하부 철근은 기둥축에 평행하여야 한다.
(4) 옵셋 굽힘철근의 굽힘부에는 띠철근, 나선철근 또는 바닥구조에 의해 수평지지가 이루어져야 한다. 이때 수평지지는 옵셋 굽힘철근의 굽힘부에서 계산된 수평분력의 1.5배를 지지할 수 있도록 설계되어야 한다. 수평지지로 띠철근이나 나선철근을 사용하는 경우는 이들 철근을 굽힘점으로부터 15cm 이내에 배치하여야 한다.
(5) 옵셋 굽힘철근은 거푸집 내에 배치하기 전에 굽혀 두어야 한다.
(6) 기둥 연결부에서 상. 하부의 기둥면이 7.5cm 이상 차이가 나는 경우는 종방향 철근을 구부려서 옵셋 굽힘철근으로 사용하지 않아야 한다. 이러한 경우에 별도의 연결철근을 종방향 철근과 겹침이음하여 사용하여야 한다. 이때 겹침이음은 8.8이 규정을 따라야 한다.
5.6.2 강재심부
(1) 강재심부의 단부는 단부 지압이음에서 힘을 받을 수 있도록 강재심부의 중심이 일치되게 접촉시켜 정확하게 일직선상으로 마무리되어야 한다.
(2) 단부 지압이음에서는 강재심부에 발생한 전체 압축력의 50% 이하가 지압에 의해 유효하게 전달되는 것으로 보아야 한다.
(3) 기둥 저면과 확대기초판 사이의 응력전달은 12.4에 따라 설계되어야 한다.
(4) 강재심부의 저면은 합성부재로부터 기초판에 전달되는 전체 하중에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 그러나 철근콘크리트 단면이 커서 전체 하중의 일부를 철근콘크리트 단면이 받을 수 있는 경우는 강재심부로부터 전달되는 하중만 받도록 저면을 설계하여야 한다.
5.6.3 접합부
(1) 보, 기둥과 같은 주골조부재의 접합부에 있어서 철근을 연속시키기 위한 이음과 접합부 내에서 절단되는 철근의 정착을 위해 둘레보강이 마련되어야 한다.
(2) 둘레보강은 외부 콘크리트, 또는 내부 폐쇄띠철근, 나선철근 또는 스터럽으로 구성되어야 한다.
5.7 수축. 온도철근
5.7.1 일반사항
(1) 슬래브에서 휨철근이 1방향으로만 배근되는 경우 이 휨철근에 직각방향으로 수축. 온도철근을 배근하여야 한다.
(2)수축. 온도철근은 5.7.2 또는 5.7.3의 규정에 따라야 한다.
(3)5.7.2에 규정된 수축. 온도철근량은 건조수축 및 온도변화에 대한 변형이 심하게 구속되지 않는 부재에 적용되는 최소 철근량이므로 심하게 구속된 부재에 대해서는 영향을 고려하여 최소 철근량을 증가시켜야 한다.
5.7.2 1방향 철근콘크리트 슬래브
(1) 수축. 온도철근으로 배근되는 이형철근은 다음의 철근비 이상으로 하여야 한다. 그러나 어떤 경우에 있어서도 철근비는 0.0014 이상이어야 한다. 여기서 철근비는 콘크리트 전체 단면적에 대한 수축·온도 철근 단면적의 비를 나타낸다.
① 설계기준항복강도가 4,000kgf/㎠ 이하인 이형철근을 사용한 슬래브 .............................................. 0.0020
② 0.0035의 항복변형률에서 측정한 철근의 설계기준항복강도가 4,000kgf/㎠ 를 초과한 슬래브......... 0.0020×
(2) 수축. 온도철근의 간격은 슬래브 두께의 5배 이하, 또한 40cm 이하로 하여야 한다.
(3) 수축. 온도철근은 설계기준항복강도
를 발휘할 수 있도록 정착되어야 한다.
5.7.3 1방향 프리스트레스트 콘크리트 슬래브
(1)수축. 온도철근으로서 프리스트레싱 긴장재를 배치하는 경우 아래 (2)와 (3)의 규정을 따라야 한다.
(2) 유효 프리스트레스에 의해 콘크리트 전체 단면적에 평균 압축응력이 7kgf/㎠ 이상이 되도록 긴장재를 배치하여야 한다. 이때 긴장재 간격은 180cm 넘지 않아야 한다.
(3) 긴장재 간격이 130cm 를 초과하는 경우 5.7.2의 규정에 따라 수축. 온도철근을 추가로 배근하여야 한다. 이때 추가 보강철근은 긴장재 사이에 배근하되 슬래브 단부로부터 슬래브 내측으로 긴장재 간격과 같은 길이만금 연장 배근하여야 한다.
5.8 구조 일체성을 확보하기 위한 요구조건
5.8.1현장치기 콘크리트구조
(1) 장선구조에서 적어도 하나의 하단 철근은 연속되거나 받침부를 지나 A급 인장겹침이음으로 이어져야 하고 불연속 받침부에서는 표준갈고리로 끝나야 한다.
(2) 구조물의 테두리보의 경우 받침부에서 요구되는 부철근의 1/6 이상, 경간 중앙부에서 요구되는 정철근의 1/4 이상이 테두리보 전체 경간에 연속되어야 하고, 이들 철근은 폐쇄스터럽 또는 적어도 135˚의 구부림을 갖는 표준갈고리로 부철근 주위를 둘러싸서 정착된 스터럽으로 결속되어야 한다. 이때 스터럽은 접합부 내까지 연속시켜 배근할 필요는 없다. 이음이 필요할 때 상단 철근의 이음은 경간 중앙부, 하단 철근은 받침부 부근에서 A급 인장겹침이음으로 연속성을 확보하여야 한다.
(3) 테두리보 이외의 구조로서, 폐쇄스터럽이 배근되지 않은 겨우, 경간 중앙부에서 요구되는 정철근의 1/4 이상은 연속되거나 받침부를 지나 A급 인장겹침이음으로 이어져야 하고 불연속 받침부에서는 표준갈고리로 끝나야 한다.
(4) 2방향 슬래브 구조의 경우 10.6.4(5)에 따라야 한다.
5.8.2 프리캐스트 콘크리트구조
(1) 프리캐스트 콘크리트구조의 경우 부재요소를 효과적으로 결속시키기 위하여 인장철근이 횡방향, 종방향, 수직방향 및 구조물 둘레에 배치되어야 한다. 또한 16.3.1의 규정을 만족하여야 한다.
(2) 리프트 슬래브구조의 경우 10.6.4(6)의 규정을 만족하여야 한다.