사용자:Gcd822/토목기사 오답노트/철근콘크리트 및 강구조/RC 기둥의 압축

설계 강도

♣♣♣13-2, 14-3, 15-2, 16-1, 16-4, 18-3

순수 축하중 강도

편심이 0일 때 축방향 하중에 대한 저항력은
$P_{0}=0.85f_{ck}(A_{g}-A_{st})+f_{y}A_{st}$

A_st : 종(축)방향 철근 단면적

A_c : 기둥의 콘크리트 단면적($A_{c}=A_{g}-A_{st}$)

여기서 강도감소계수를 곱하여 중심 축하중을 받는 기둥의 축하중 강도 $\phi P_{0}$를 산정한다.

$\phi P_{0}=0.70P_{0}$ (나선철근 기둥)
$\phi P_{0}=0.65P_{0}$ (띠철근 기둥)

최대 축하중 강도

각 기둥의 특성을 반영하여 감소계수 적용. 실제 기둥에선 편심 없는 중심 축하중을 받는 기둥이 거의 존재하지 않기 때문에 감소계수를 적용한다. α로 감소시킨 값을 공칭강도 P_n으로 사용. 둘다 곱해야 설계강도.
$\phi P_{n}=\alpha \phi P_{0}=0.85\phi P_{0}$ (나선철근 기둥, $\phi =0.7$)
$\phi P_{n}=\alpha \phi P_{0}=0.80\phi P_{0}$ (띠철근 기둥, $\phi =0.65$)

편심축하중에 의한 공칭 강도

95, 14-1, 16-2

$P_{n}=0.85f_{ck}ab+{A_{s}}'f_{y}-A_{s}f_{y}$

평형하중도 정의에 따라 c 계산 뒤, 위 식으로 계산.

축방향 철근

91

기둥에서 종방향 철근량 최소한계 두는 이유?

• 콘크리트 크리프, 건조수축 영향 줄이기 위해
• 시공 시 재료 분리로 인한 부분적 결함 보완 위해
• 예상 외의 편심하중이 작용할 가능성에 대비하기 위해(휨 대비. 압축단면의 보강은 아님!)

13-2

• 축방향 주철근 최소 개수는 직사각형이나 원형 띠철근 내부 철근의 경우 4개, 삼각형 띠철근 내부 철근의 경우 3개
• 나선철근 기둥의 축방향 철근은 원형단면에서 6개 이상이어야 함.

축방향 철근 순간격 조건

띠철근, 또는 나선철근으로 둘러싸인 경우

13-2, 14-1, 18-1

• 40mm 이상
• 축방향 철근지름의 1.5배 이상
• 굵은골재 최대치수의 4/3 이상

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참고 설계기준

• KDS 14 20 50 :2018 콘크리트구조 철근상세 설계기준 4.2.2 간격 제한
• KDS 14 20 01 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항 : 3.1.1 구성재료

띠철근

간격

♣♣♣13-2, 14-1, 15-3, 18-2, 20-1+2

• 종(축)철근 지름의 16배
• 띠철근 지름의 48배
• 기둥 단면 최소치수

위 셋 중 최솟값 이하여야 함!

나선철근

♣♣♣12-3, 14-2, 15-1, 16-2

전반적으로 이해할 것.

나선철근비

${\begin{aligned}\rho _{s}&={\frac {\text{나 선 철 근 의 전 체 체 적 }}{\text{심 부 체 적 }}}\\&={\frac {\pi D_{c}\cdot A_{sp}}{{\frac {\pi {D_{c}}^{2}}{4}}p}}={\frac {4A_{sp}}{D_{c}\cdot p}}\\\end{aligned}}$

• D_c : 나선철근 바깥선을 지름으로 하여 측정한 나선 철근 기둥의 심부 지름
• A_sp : 나선 철근 단면적
• p : 나선철근 피치

최소 나선철근비 조건

$\rho _{s}={\frac {4A_{sp}}{D_{c}\cdot p}}\geq 0.45\left({\frac {A_{g}}{A_{ch}}}-1\right){\frac {f_{ck}}{f_{yt}}}$

• A_ch : 나선철근의 바깥선을 지름으로 하여 측정한 나선 철근 기둥의 심부 단면적
• f_yt : 나선철근의 설계기준 항복강도

90

• 나선철근 항복강도는 400MPa 이하여야 함.