9급 공무원 토목설계/확대기초

캔틸레버 확대기초 : 2개의 독립기초를 하나의 보로 연결한 기초
독립기초의 휨모멘트는 기초판을 자른 수직면에서 그 수직면의 한쪽 전체 면적에 작용하는 힘에 대해 계산한다.
콘크리트 기둥, 받침대 또는 벽체를 지지하는 기초판의 휨에 대한 위험단면은 기둥, 받침대, 또는 벽체의 외면으로 한다.
말뚝에 반력은 중심에 집중된다고 가정하여 휨모멘트와 전단력을 계산한다.
2방향 직사각형 기초판에서 철근은 장변에는 폭 전체에 균등배치, 단변에는 다음 식에서 산출한 철근량을 유효폭 내에 균등배치, 나머지 철근량을 유효폭 이외 부분에 균등배치한다.
- ${\frac {\text{유 효 폭 내 에 배 치 되 는 철 근 량 }}{\text{단 변 방 향 전 체 철 근 량 }}}={\frac {2}{\beta +1}},\quad \beta ={\frac {L}{S}}$
- 유효폭은 기둥이나 받침대의 중심선이 유효폭의 중심이 되도록 함. 기초판의 단변 길이로 취함.
위험단면 판단 시 원형, 정다각형인 기둥은 동일 면적 정사각형 부재로 취급한다.
흙에 놓이는 직접기초는 d ≥ 150mm, 말뚝기초는 d ≥ 300mm
1방향 기초판 또는 2방향 정사각형 기초판 철근은 균등배치한다.
두께가 균일한 구조용 슬래브와 기초판의 최소 인장철근 단면적은 수축, 온도 철근량으로 한다.(15)
독립기초 휨모멘트는 위험단면을 고정단으로 하는 캔틸레버보로 설계
벽의 확대기초는 휨이 1방향으로만 일어나므로 폭이 1m인 1방향 슬래브로 보고 설계
휨설계에서 연속확대기초의 캔틸레버로써 작용하는 부분은 독립기초와 같이 설계해야 함.
확대기초는 캔틸레버보, 단순보, 고정보 등 보 부재로써 설계한다.

기초판의 최소 두께


철근 콘크리트 기초판	직접기초	기초면 윗면부터 하부철근까지의 깊이	d ≥ 150mm
	말뚝기초		d ≥ 300mm
무근 콘크리트 기초판		기초판의 두께	h ≥ 200mm

편심하중을 받는 기초의 극한 지지력

기초의 중심에서 편심 $e\left(={\frac {M}{P}}\right)$ 만큼 떨어진 곳에 P의 하중이 작용하는 경우 또는 기초의 중심에 P의 하중이 작용하고 M의 휨 모멘트까지 작용하는 경우 극한 지지력이 달라진다.

접지압 변화

접지압 분포는 등분포가 아니라 사다리꼴로 변화하게 된다. 이때의 최대 접지압은 다음과 같다.

q_{max}={\frac {P}{BL}}+{\frac {6M}{B^{2}L}}={\frac {P}{BL}}\left(1+{\frac {6e}{B}}\right)

원형 단면인 경우

q_{max}={\frac {1}{A}}\left(P+{\frac {8M}{D}}\right)

인장응력이 작용하지 않을 때 편심은 코어에 위치 $e={\frac {M}{P}}={\frac {L}{6}},\quad P={\frac {6M}{L}}$

독립기초 위험단면 설계휨모멘트

$q_{u}={\frac {P_{u}}{A}}$

$M_{u}={\frac {q_{u}\cdot S(L-t)^{2}}{8}}$

2방향 직사각형 기초판에서 집중구간 유효폭에 배근되어야 할 철근량

$\beta ={\frac {L}{S}}$

$A_{sc}={\frac {2}{\beta +1}}A_{ss}$

A_ss : 단변방향 전체 철근량

1방향 전단에 대한 위험단면

위험단면은 기둥 전면에서 유효깊이 d만큼 떨어진 곳

2방향 전단

슬래브-기둥 접합부에서 계수전단력 V_u를 계산할 때에는 각 기둥면에서 0.5d 내에 재하되는 등분포 하중의 영향을 무시할 수 있다.
기초판-기둥 접합부의 경우에는 기둥면에서 0.75d 이내에 재하되는 등분포 지반력의 영향을 무시할 수 있다.

말뚝 기초

말뚝 중심이 임의 단면에서 ${\frac {d_{pile}}{2}}$ 이상 외측에 있는 경우, 말뚝 전체 반력이 그 단면에 전단력으로 작용하는 것으로 한다.(08 국가직)
허용압축하중을 산정하기 위한 강말뚝 본체의 유효단면적은 구조물 사용기간 중의 부식을 공제한 값으로 함.
현장타설 콘크리트말뚝 본체의 허용압축하중은 콘크리트와 보강재로 구분하여 허용압축하중을 각각 산정한 다음 두 값을 더해서 결정.
RC 말뚝 본체의 허용압축하중은 콘크리트 허용압축응력에 콘크리트 단면적을 곱한값에 장경비 및 말뚝이음에 의한 지지하중 감소를 고려하여 결정
현장타설 콘크리트 말뚝 보강재의 허용압축하중은 보강재 허용압축응력에 보강재 단면적을 곱한 값으로 함.