2020

도 로 설 계 요 령

AN01145-000145-12

발 간 등 록 번 호

제3권 교량

 

교 량

제8편 교량

제8-1편 교량 계획

제8-2편 교량 상부 구조물

제8-3편 교량 하부 구조물

제8-4편 내진 설계

제8-5편 교량 부대시설물

제8-6편 교량의 확폭

제8-7편 옹벽

제8-8편 가설 구조물

제3권

 

제 8-2 편 교량 상부 구조물

 

제2권 교량

176

5.1 적용범위

이 장에서 다루는 콘크리트교 설계기준은 무근콘크리트, 철근콘크리트 교량 그 부대 시설물을 설

계하기 위해 필요한 기술적 원리와 최소한의 요구 사항을 규정함으로써 콘크리트 교량 구조물의

안전성, 사용성 및 내구성을 확보하기 위한 것이다. 여기서 규정하지 않는 사항에 대해서는 KDS

24 14 21를 따르며, KDS 24 14 21에 규정되지 않은 내용은 ‘콘크리트구조 학회기준’을 참조할

수 있다.

5.2 설계 일반 사항

5.2.1 일반사항

(1) 모든 가능한 설계 상황에 부합하는 하중조합에서, 하중영향과 설계강도를 기준으로 적합한 한계상

태를 초과하지 않는다는 것을 검증해야 한다.

(2) 구조 계산은 모든 변수를 포함하고 있는 적절한 설계 모델을 사용하여 수행해야 한다. 이 설계 모

델은 구조거동을 충분히 정밀하게 예측할 수 있는 것이어야 한다.

5.2.2 한계상태

(1) 한계상태는 설계에서 요구하는 성능을 더 이상 발휘할 수 없는 한계이다. 이 한계상태는 극한한계

상태, 사용한계상태와 피로한계상태의 세 종류로 구분하여 검증해야 한다.

(2) 극한한계상태는 붕괴, 사용자의 안전을 위험하게 하는 구조적 손상 또는 파괴에 관련된 것으로,

현실적 단순화를 위해 붕괴 자체 대신에 붕괴 직전 상태를 극한한계상태로 간주할 수 있다.

(3) 사용한계상태는 정상적 사용 중에 구조적 기능과 사용자의 안녕 그리고 구조물의 외관에 관련된

특정한 사용성 요구 성능을 더 이상 만족시키지 않는 한계상태이다.

(4) 피로한계상태는 규칙적으로 반복되는 하중이 작용하는 부재를 구성하고 있는 철근과 콘크리트에

대해서 각각 수행해야 한다.

5. 철근콘크리트교

제8-2편 교량 상부 구조물

177

(2) 한계상태설계법에서는 기존의 부재 공칭강도(nominal strength) 개념이 없어지고 대신에

재료 설계강도 개념이 새로이 도입되었다. 이 재료저항계수는 하중-저항계수 설계법(LRFD)

관점에서 저항계수(resistance factor)라고 하며, 간단하게 재료계수(material factor)라고

한다. 구체적인 내용은 KDS 24 14 21:2016 1.4.3.2를 참조한다.

(3) 콘크리트 교량의 사용한계상태를 검증하는데 필요한 사용하중조합이 3장에 세 종류로 규정

되어 있다. 사용하중조합-Ⅰ은 교량의 일반적인 정상 운용중에 발생 가능한 하중의 특성값을

모두 조합한 하중 경우로 설계수명(design life)동안 발생할 확률이 매우 낮은 하중조합에

해당한다. 사용하중조합-Ⅲ은 프리스트레스 강재를 사용한 거더의 콘크리트 균열을 제어하

기 위한 목적으로 정한 하중 조합으로 수명동안 종종 발생 가능한 확률을 가진 조합이다.

사용하중조합-Ⅳ는 앞 -Ⅲ과 동일한 확률 빈도를 갖는 하중조합인데, 하부구조 특성상 연직

하중보다 수평하중이 더 위험하게 하기 때문에 지배적인 변동하중을 트럭하중 대신에 수평

풍하중으로 설정한 조합으로 프리스트레스 강재가 배치된 하부구조 설계에 적용하는 하중조

합이다. 사용하중조합-Ⅴ는 구조물의 수명 동안 지속적으로 작용하는 고정하중의 조합을 지

칭한다. 구체적인 내용은 KDS 24 14 21:2016 1.4.3.3을 참조한다.

(4) 콘크리트 교량의 피로한계상태의 검증은 5.9의 규정에 따라 수행해야 하며 교번 응력이 없거

나 현저하지 않은 경우는 피로를 검토하지 않아도 된다. 구체적인 내용은 KDS 24 14

21:2016 1.4.3.4를 참조한다.

5.2.3 발주자 결정사항

(1) 한계상태설계법에서는 설계변수 등 일부 항목을 발주자(한국도로공사)가 결정해 주어야 하며,

교량 상부구조 설계를 위해, 그와 관련된 발주자(도로공사) 결정사항은 다음과 같다.

(2) 교량등급은 1등교로 설계한다.

(3) 하중수정계수 결정 시 연성, 여용성, 구조물의 중요도계수는 다음과 같다.

연성계수( ) = 1.0

여용성계수( ) = 1.0

중요도계수( ) = 1.0

제2권 교량

178

5.2.4 설계순서

시작 관련규정 및 특이사항

.

단계1

설계조건 결정 및

단면가정

1. 설계조건 결정 및 단면가정

1) 교량형식 및 설계 개요

2) 설계단면 일반도 및 기초형식 결정

3) 설계반영 하중

2. 지반조건

1) 뒷채움 조건

2) 기초지반 조건

3. 환경조건에 따른 노출등급 결정

4. 부재별 사용재료 및 설계강도 결정

5. 설계조건에 부합하는 단면가정

.

단계2

하중산정 및

해석방법의 결정

1. 해석모델

1) 상시/지진시 해석모델의 결정

2) 강역구간 설정

2. 거동에영향을 미치는 하중 산정

.

단계3

구조해석 및

하중조합

1. 하중재하

1) 구체자중 DC: 프로그램 자동적용

2) 방호책/중분대 DC

3) 포장 및 시설물 DW

4) 활하중

5) 측면 정지토압

6) 온도하중 재하

7) 지점침하→각 지점별 변위로 재하

8) 지진시 주동토압→벽체높이 1/2지점 재하

2. 하중조합

1) 하중수정계수의 적용

2) 하중조합

3. 구조해석

4. 설계단면력 산정

1) 주요 설계부재의 각 한계상태별 단면력 산정

2) 휨모멘트 재분배 적용여부 판단

.

제8-2편 교량 상부 구조물

179

.

단계4 단면 검토

1. 각 한계상태별 재료저항계수 적용

2. 휨설계

1) 사용철근량 결정

2) 극한/극단상황한계상태 휨검토

3) 휨최소철근량 검토

3. 전단설계

1) 사용전단철근 상세(폐합형, 한가닥형)

2) 극한/극단상황한계상태 전단검토

3) 전단보강철근이 없는 부재로 설계

4) 전단보강철근이 배치된 부재로 설계

4. 사용성검토

1) 응력한계검토

2) 균열폭 검토

3) 간접균열검토

5. 우각부 설계

1) 스트럿-타이 해석→보강철근량 결정

6. 수평설계

1) 건조수축 및 온도철근

2) 소요 주철근량 대비 배력철근비

.

단계5 반력산정 하중조합별 반력산정

.

끝

<그림 5.1> 설계순서

제2권 교량

180

5.3 구조해석

5.3.1 일반사항

(1) 콘크리트교의 모델링과 구조해석 등에 대해서는 “KDS 24 14 21 1.5”과 “KDS 24 10 11 4.”

의 내용을 적용해야 한다.

(1) KDS 24 10 11에서는 4장 구조해석에 일반사항이 규정되어 있으며 교량형식별로 KDS 24

14 00에 특정 항목에 대해 추가로 규정하고 있으므로 콘크리트교는 KDS 24 10 11 4.장과

KDS 24 14 21 1.5절의 내용을 참고한다.

5.3.2 구조물의 이상화

(1) 전체 해석을 위한 구조 모델작성 방법은 “KDS 24 14 21 1.5.2.1”에 따른다.

(2) 지간, 경계조건 등 기하학적 조건의 규정방법은 “KDS 24 14 21 1.5.2.2”에 따른다.

(1) 이 항에서는 구조물을 해석 또는 설계할 때 보, 기둥, 슬래브, 판, 아치, 쉘 등으로 분류하는

규칙을 규정하고 있다.

(2) 지점부의 경계조건(완전구속, 연속구조, 받침지지, 켄틸레버 등)에 따른 유효경간 산정방법을

규정하고 있다.

5.3.3 모멘트 재분배

(1) 극한한계상태의 검증에서 한정된 재분배를 하는 선형 해석을 구조물의 부재 해석에 적용할 수 있

으며 상세한 내용은 “KDS 24 14 21 1.5.3”에 따른다.

(1) 연속보 또는 슬래브에 대하여 회전능력에 대한 명확한 검토가 없어도 다음의 조건을 만족할

경우에는 식 5.6.3의 비율로 휨모멘트를 재분배할 수 있다.

- 휨이 지배적이며

- 인접한 부재와의 지간의 비가 0.5와 2의 범위 안에 있을 때

 ≤   ..

   .

. ≤ 

제8-2편 교량 상부 구조물

181

여기서,  : 탄성해석으로 구한 휨모멘트에서 재분배할 수 있는 휨모멘트의 비율

[    , KDS 24 14 21 4.6.2.1(3) 참조]

. : 극한한계상태에서의 중립축의 깊이

. : 단면의 유효깊이

.. : KDS 24 14 21 5.5.1.6에 따른 단면의 극한한계변형률

5.3.4 소성해석

(1) 소성해석에 기초한 방법은 극한한계상태에서만 적용해야 하며 하한계해나 상한계해에 기초해야

한다. 하한계법은 한계해석(limit analysis)에서 평형조건만을 만족하는 경우의 해를 구하는 방법

이며, 상한계법은 한계해석에서 운동적합조건만을 만족하는 경우의 해를 구하는 방법이다.

(2) 보와 골조 및 슬래브에 대한 소성해석은 “KDS 24 14 21 1.5.4.2”에 따른다.

(3) 극한한계상태에서의 소성회전 능력에 대해서는 “KDS 24 14 21 1.5.4.3”에 따른다.

(4) 스트럿-타이 모델에 의한 해석방법은 “KDS 24 14 21 1.5.4.4”에 따른다.

(1) 하한계해는 슬래브에 대한 스트립 방법과 깊은 보, 코벨, 정착구, 벽, 면내력을 받는 판 등에

대한 스트럿-타이 모델을 적용하여 구한다. 상한계해는 보, 골조, 1방향 슬래브 등에 대한

소성 힌지 방법과 슬래브에 대한 항복선 이론을 사용하여 구할 수 있다. 상한계해를 적용할

때에는 최소 내하력을 결정하기 위해서 다양한 메커니즘에 대해 검토해야 한다. 일반적으로

하중이력의 영향은 무시할 수 있으며, 단조증가 하중으로 가정할 수 있다.

(2) 만일 아래의 조건을 만족하면 (3)항의 조건을 검토하지 않아도 소성해석을 극한한계상태에

적용할 수 있다.

① 인장철근량은 어느 단면에서나 아래의 조건을 만족한다.

c/d ≤ 0.15 (fck ≤ 40 MPa)

c/d ≤ 0.10 (fck ≤ 40 MPa)

② 받침부 부모멘트에 대한 경간 중앙의 정모멘트비는 0.5와 2.0 사이에 있다.

(3) 극한한계상태에서의 소성회전 조건을 충족하기 위해서 다음 조건을 만족해야 한다.

① 소성힌지영역에서 인장철근량은 아래의 조건을 만족한다.

c/d ≤ 0.30 (fck ≤ 40 MPa)

c/d ≤ 0.23 (fck ＞ 40 MPa)

제2권 교량

182

② 소성힌지영역에서 계산된 회전각(. )이 허용 소성회전각(pl d) 이하이다.

(4) 스트럿-타이 모델은 응력교란영역의 상세설계에 사용할 수 있다. 일반적으로 이 모델은불연

속 지점으로부터 거리 .(부재단면의 깊이)에 까지 적용한다. 스트럿-타이 모델은 압축응력장

을 대표하는 스트럿과 철근을 대표하는 타이, 그리고절점영역으로 구성된다. 스트럿-타이 모

델의 요소들이 받는 힘은 극한한계상태에서 적용된 하중과 평형을 유지하는 조건으로부터

산정해야 한다.

5.3.5 비선형해석

(1) 평형조건과 적합조건을 만족하며, 재료의 비선형 거동이 적절히 반영되었다면, 비선형해석법은 극

한한계상태와 사용한계상태 모두에 대하여 적용하여도 좋으며 상세한 해석방법은 “KDS 24 14

21 1.5.5”에 따른다.

(1) 2차 효과를 무시할 수 없는 세장비가 큰 구조물은 기하적인 비선형 효과를 함께 고려해야

한다. 비선형해석을 수행하는 경우에는 신뢰성이 검증된 해석법 또는 해석프로그램을 사용

해야 한다.

5.4 극한한계상태

5.4.1 휨모멘트와 축방향력을 받는 부재

(1) 휨모멘트와 축방향력을 받는 부재는 변형적합조건식을 적용한 PM

다이아그램 (축력모멘트

상관도)으로 검토하는 것을 기본으로 한다. 이때 단면의 변형조건과 응력-변형률선도는 다음 항

의 내용을 적용한다.

(2) 보, 슬래브, 및 기둥과 같이 휨모멘트 또는 휨모멘트와 축력이 동시에 작용하는 부재의 단면 강도

를 산정할 때 평면 보존 가정과 함께 다음의 가정을 적용한다.

① 콘크리트에 부착된 철근과 프리스트레싱 긴장재의 변형률은 인장 상태나 압축 상태에서 주변

콘크리트의 변형률과 같다.

② 콘크리트의 인장강도는 무시한다.

③ 콘크리트의 응력-변형률 관계는 “KDS 24 14 21 3.1.2.5”의 규정에 따른다.

제8-2편 교량 상부 구조물

183

(1) ④ 철근과 프리스트레싱 강재의 모델로서 항복 이후의 응력이 항복응력으로 일정한 모델을

사용할 때는 극한한계변형률을 고려할 필요가 없으나, 항복이후에 응력이 증가하는 모델을

사용할 때는 KDS 24 14 21 3.2.3(2)와 3.3.3(8)에 규정된 모델의 적용 방법에 따라 최대응

력에서의 변형률의 0.9배를 설계극한한계변형률로 결정한다.

(2) 휨과 축력이 동시에 작용하는 부재의 가능한 변형률 분포 범위는 아래 그림 5.4과 같다.

0 ≤ εc ≤εco 구간에서, ..  .. ... 

.

.

.     ..

. ..

. .

0 ＜ εc ≤ εco 구간에서, ..  .. ... 

<그림 5.2> 단면설계를 위한 응력-변형률 곡선

④ 철근의 응력-변형률 관계는 KDS 24 14 21 3.2.3(5)의 규정에 따른다.

<그림 5.3> 철근의 설계 응력-변형률 관계

(3) 휨 및 축력이 작용하는 부재의 극한한계상태 검증법은 “KDS 24 14 21 4.1.1.2”에 따른다.

(4) 축력과 2축 휨이 작용하는 부재의 휨강도검토는 “KDS 24 14 21 4.1.1.3”에 따른다.

제2권 교량

184

<그림 5.4> 극한한계상태의 단면 변형률 분포

중립축이 단면 내에 있을 경우에는 콘크리트 압축 연단의 변형률은 콘크리트 강도에 따라

규정된 한계변형률 .. 이하로 제한해야 하며, 철근과 프리스트레스 강재의 극한한계변형률

은 KDS 24 14 21 3.2와 3.3에서 규정된 설계한계변형률 .. 이하로 제한해야 한다. 만일

압축력이 지배적이어서 중립축이 단면 밖에 놓일 경우에는 압축연단의 한계변형률은 그림

5.4에 보인 것과 같이 .점을 기준으로 회전하여 구한 .. 에서 ..사이 값 이하로 제한해야

한다.

5.4.2 전단력을 받는 부재

(1) 스트럿-타이 모델에 따라 설계된 부재를 제외하고는 전단력이 작용하는 부재의 단면은 식

5.8.2-1을 만족하는지를 검증해야 한다.

 . ≤  .

여기서,  . 는 계수하중에 의한 전단력이며,  . 는 검증단면의 설계전단강도이다.

(2) 전단보강철근이 없는 부재의 설계전단강도  . 는 해설(2)에 규정된 전단보강철근이 없는 부재의

콘크리트 설계전단강도  .. 값으로 해야 한다.

Vd  Vcd

(3) 전단보강철근이 배치된 부재의 설계전단강도  . 는 해설(3)에 규정된 전단보강철근의 항복을 기

준으로 정한 설계전단강도  .. 값으로 해야 한다. 이 때  . . 의 값은 콘크리트 스트럿의 압축 파

괴를 기준으로 정한 최대설계전단강도  . max 를 초과하지 않아야 한다. 즉,

Vd  Vsd ≤ Vd max

(4) 작용 계수하중에 의한 단면의 전단력 Vu가 콘크리트 설계전단강도 Vcd보다 작은 구간에는 전단

제8-2편 교량 상부 구조물

185

(2) 전단철근이 없는 부재의 설계전단강도  .. 는 다음 식으로 산정해야 하며, 이 값은 식 5.7.8

로 계산한 최소설계전단강도  .. min 보다 작게 취할 필요는 없다.

 ..  .....   .. ...

 .. min  . ....  .. ...

여기서 . : 콘크리트 재료계수로 표 5.4.1에 정해진 값

... : 콘크리트 기준압축강도(MPa)

.... : 콘크리트 인장강도(MPa)

철근량 계산이 불필요하다. 이러한 경우에는 4.6.2에 따른 최소전단철근량을 배치해야 한다. 다만

하중의 충분한 횡분배에 의해 부재 내에 현저한 인장응력이 유발되지 않는 슬래브 거동을 보이는

교대 기초, 벽체, 날개벽, 교각 기초, 옹벽 기초, 벽체 등 주거동인 휨인 판 부재의 경우에는 적용

하지 않아도 된다.

(5) 작용 계수하중에 의한 단면의 전단력 Vu가 콘크리트 설계전단강도  ..보다 큰 구간에는 “KDS

24 14 21 4.1.2.3”의 규정에 따라 충분한 전단철근을 배치하여 Vu ≤ Vd가 되도록 해야 한다.

(6) T형 단면 부재의 플랜지와 복부 사이 계면 전단검토는 “KDS 24 14 21 4.1.2.4”에 따른다.

(7) 서로 다른 시기에 타설한 콘크리트의 계면 전단검토는 “KDS 24 14 21 4.1.2.5”에 따른다.

(8) 내진 기둥의 보강 띠철근을 제외하고는 간격재 철근형상의 전단철근도 사용이 가능하며 시공성 향

상을 위해서 아래의 개선된 정착 상세를 적용할 수 있다. 이때 90° 갈고리 정착 연장은 10.. 이

상으로 한다.

당 초

.

개 선

① ② ③

<그림 5.5> 시공성을 고려한 개선된 정착 상세

제2권 교량

186

.    . ≤  로, 여기서 .는 mm 단위

. : 단면유효깊이(mm)

 : 철근비  . ... ≤ 

 . : 주인장 철근량(mm2)

.. : 단면의 복부폭(mm)

..   . . ≤ ....  .

 . : 축력(압축일 때 +)

 . : 단면적(mm2)

(3) 전단보강철근이 배치된 부재는 트러스 모델을 기반으로 설계해야 한다. 수직 스터럽이 배치

된 부재의 설계전단강도  . 는 다음식으로 산정해야 하며, 축력이 작용하지 않는 경우에는

최대설계전단강도  . max ... 보다 크지 않아야 한다.

 ..  .

.... ..

cot

 .max cot  tan

........

여기서, . 와 . : 각각 철근과 콘크리트의 재료저항계수

... : 전단철근의 항복강도

 . : 전단 철근량

. : 단면 내부 팔길이, 근사적으로 . 값을 사용

. : 전단철근 간격

. : 식 5.7.12로 정의한 콘크리트 압축강도 유효계수

작용 전단력  . 에 의해 종방향 철근에 발생하는 추가 인장력  은 다음 식으로 계산해야

한다.

.  .......

 . cot  tan 

(5) 전단보강철근이 불필요할 지라도 최소전단철근을 배치해야 한다. 이 요구조건은 하중의 충분

한 횡분배에 의해 부재 내에 현저한 인장응력이 유발되지 않는 슬래브(속찬 슬래브, 격자 슬

래브 또는 속빈 슬래브)의 경우와 교대 기초, 벽체, 날개벽, 교각 기초, 옹벽 기초, 벽체 등

주거동인 휨인 판 부재도 적용하지 않아도 되는 것으로 결정하였다[참조 (설계처-1272

제8-2편 교량 상부 구조물

187

2018.04.16) 한계상태설계법 도입에 따른 전단설계 적용방안 검토].

(6) T형, I형 또는 상자형 단면 거더 처럼 부재에서 종방향 휨모멘트가 변화하면 플랜지에는 종

방향력과 동시에 종방향 면내 전단력이 작용하게 된다. 이러한 플랜지와 복부 사이의 연직

계면에 작용하는 종방향 전단응력 .. .는 다음 식에 의해 산정해야 한다.

.. .  ...



여기서,  는 그림 5.6에 보인 것처럼 구간 .에서 플랜지 단면에 작용하는 종방향력의

차이이며, ..는 계면에서 플랜지의 두께이고, .는 검토하는 구간 길이로 휨모멘트가 0인

단면에서 최대 휨모멘트가 발생하는 단면까지 거리의 1/2 이하 이어야 하며, 집중 하중이

작용하는 부재에서는 집중하중 간의 간격보다 크지 않게 취해야 한다.

<그림 5.6> 플랜지의 전단

플랜지의 단위 길이당 횡방향 소요 철근량은 다음 식에 의해 결정해야 한다.



.

 ..

≥ ...cot.

.. ...

여기서, .. : 플랜지 내의 횡방향 철근 간격

. : 정밀한 계산법을 적용하지 않는 경우에는 다음 값을 사용할 수 있다.

 ≤ cot. ≤  . ≥ . ≥ .  : 압축플랜지인 경우

 ≤ cot. ≤  . ≥ . ≥ .  : 인장플랜지인 경우

(7) 해설 그림 5.7에 보인 것과 같이 서로 다른 시간에 타설된 콘크리트 시공 이음부의 완전한

일체적 거동을 확보하기 위해서 시공 이음 계면(interface)에서 전단강도를 검증해야 한다.

이와 같은 시공이음 계면의 전단은 KDS 24 14 21 4.1.2.1에서 4.1.2.4까지의 규정뿐만

아니라 식 4.1-33도 검증해야 한다.

제2권 교량

188

.. ≤ ..

여기서, .. : 계수하중에 의한 계면에서 전단응력

.. : 계면의 설계전단강도

이때 계면에 작용하는 전단응력은 다음 식으로 산정해야 한다.

..  ..

 .

여기서, β : 새로 친 콘크리트에 작용하는 종방향력과 총 종방향력의 비

 . : 계수전단력

. : 단면의 내부 모멘트 팔길이

. : 계면의 폭

(a) (b)

(c) (d)

<그림 5.7> 서로 다른 시기에 타설된 콘크리트 시공 이음 계면의 종류

계면의 설계전단강도 .. 는 다음 식으로 산정해야 한다.

..  .....  ..  ... sin  cos  ≤ .....

여기서,  과  : 계면 거칠기에 따른 계수로 표 5.7.1에서 정한 값

.. : 계면에 전단력과 동시에 작용하는 최소 법선응력(압축이 +)

압축일 경우 ..  ....

인장일 경우 .....  으로 취해야 한다.

   . .로  . 는 계면을 가로지르는 철근량,  .는 계면의 면적

 : 그림 5.7.7에 정의한 사잇각으로 . ≤  ≤ . 의 범위

. : 식 5.7.12로 정한 콘크리트 압축강도 유효계수

제8-2편 교량 상부 구조물

189

(8) 기존 전단철근 배근 방법이 비효율적임

..전단철근 시공시 주철근을 감싸므로 시공성 불리

..수직방향 부재(벽체 등)

- 전단철근이 배치되는 곳 : 전단철근이 간격재 철근의 역할을 할 수 있어, 간격재 철근

불필요

- 전단철근이 배치되지 않는 곳 : 간격재 철근(③) 필요

..수평방향 부재(기초 등)

- 전단철근이 배치되거나 배치되지 않는 곳 모두 시공 중 작업하중으로 인해 간격재 철근

(④)은 모두 필요

..전단철근 및 간격재 철근 예시도

전단

철근

(예)

① ②

간격재

철근

(예)

③ ④

<그림 5.8> 전단철근 및 간격재 철근 예시도

콘크리트 구조기준(2012)에서는 한가닥 스터럽의 경우 양단에서의 정착이 135° 갈고리와

90° 갈고리를 동시에 갖도록 하고 있으나, KDS 24 14 21에서는 한가닥 스터럽 각 단 정착

을 135° 갈고리와 90° 갈고리가 모두 가능한 것으로 규정하고 있어 간격재 철근 형상이 종

방향 철근을 감싸는 경우에는 전단철근으로 이용이 가능함. 자세한 내용은 “[설계처-1272

(2018.04.16)] 한계상태설계법 도입에 따른 전단설계 적용방안 검토”를 참조한다.

제2권 교량

190

5.4.3 비틀림 모멘트를 받는 부재

(1) 구조물에서 비틀림에 대해 정역학적 평형 확보가 구조 요소의 안정성에 필수적인 경우에는 극한한

계상태와 사용한계상태에서 비틀림에 대한 검증을 수행해야 한다. 반면에 비틀림이 구조물의 안정

성을 지배하지 않는 부정정 구조물의 요소 부재는 극한한계상태에서 비틀림에 관한 검증이 필요하

지 않다. 그러나 비틀림에 관한 검증이 불필요한 경우에도 균열이 과도하게 발생하는 것을 방지하

기 위해서 최소철근량과 부재 상세를 지켜야 한다.

(2) 비틀림모멘트에 대한 상세 설계는 “KDS 24 14 21 4.1.3.2”에 따른다.

(3) 뒤틀림(warping)에 대한 상세 설계는 “KDS 24 14 21 4.1.3.3”에 따른다.

(2) 단면을 구성하고 있는 .번 벽체에 비틀림모멘트에 의해 유발되는 전단력  .  .는 다음 식으로

산정해야 한다(그림 5.9 참조).

 .  .  ...

.  ....    .

 .

여기서,  . : 작용 계수하중에 의한 비틀림모멘트

 . : 속빈 공간을 포함하는, 벽체의 중심선으로 둘러싸인 면적

. : 벽을 따라 흐르는 전단류

.. : .번 벽체의 전단응력

.. : 인접 벽체와의 교차점 사이의 거리로 정의된 . 번 벽의 측면 길이

..   .. ..로 결정하는 유효 벽두께로,

속찬 단면 : .. ≤ .. ≤  .. .. 범위

속빈 단면 : 실제 치수 이하

 .. : 단면의 바깥쪽 둘레로 싸인 면적

... : 단면 바깥쪽 둘레 길이

.. : 횡방향 철근의 피복 두께

전단류.   





. 벽체 중심선

tc ti yi

i-번 벽체

yi

X

Vv.i = qyi

<그림 5.9> 사용한 부호와 정의

제8-2편 교량 상부 구조물

191

(3) 극한한계상태에서는 일반적으로 뒤틀림을 무시하는 것이 안전하며 속빈 닫힌 단면이나 속찬

단면의 경우에서는 일반적으로 뒤틀림은 무시할 수 있다. 반면 속빈 열린 단면 부재에서는

뒤틀림을 고려할 수 있다. 세장한 단면 거더에서 뒤틀림을 고려해야 할 경우에는 보-격자모

델에 기초하고, 기타 경우에는 트러스모델에 기초하여 계산한다. 두 경우 모두 설계는 휨,

축력 및 전단에 대한 설계 규정을 만족하도록 해야 한다.

5.4.4 응력교란영역의 부재 (스트럿-타이모델)

(2) 응력교란영역은 부재 내에서 평면 보존의 가정이 성립하지 않는 영역을 말한다. 응력교란영

역은 기하적 응력교란영역, 역학적 응력교란영역, 기하/역학적 응력교란영역으로 분류할 수

있다.

(3) 압축응력장을 나타내는 스트럿은 해설 그림 5.10에 보인 바와 같이 등단면 스트럿과 병모양

스트럿(bottle shape strut) 형태가 있다.

(4) 타이는 강재의 인장력 합력선을 연결한 것으로 1차원 부재로 볼 수 있다. 그림 5.10에서와

같이 선형탄성해석에 의해 발생하는 인장 주응력의 합력을 연결한 콘크리트 인장 타이와 철

근과 콘크리트의 인장경화작용을 고려한 합성 타이도 이론적으로 가능하다. 그러나 이 설계

기준에서는 응력교란 영역의 극한상태 거동모델로 스트럿-타이 모델을 사용하므로 콘크리트

에 발생하는 인장력을 철근이 부담한다고 가정하여 타이는 철근 또는 강선의 인장응력의 합

력위치에 있는 것으로 규정하였다.

(1) 부재의 응력교란영역의 설계를 위해 스트럿-타이 모델을 사용할 수 있다.

(2) 스트럿은 부재내의 균등한 압축응력장의 합력선을 나타낸다.

(3) 타이는 철근 또는 강선의 인장응력의 합력을 나타내며, 타이에 대응하는 강재의 위치와 방향이 일

치해야 한다.

(4) 절점은 스트럿과 타이가 만나는 점, 스트럿 또는 타이의 방향전환 위치의 구속된 콘크리트 국부

영역을 나타낸다.

(5) 콘크리트 스트럿의 모델링방법은 “KDS 24 14 21 4.1.5.2”에 따른다.

(6) 철근에 의한 타이의 모델링방법은 “KDS 24 14 21 4.1.5.3”에 따른다.

(7) 절점영역의 검토방법은 “KDS 24 14 21 4.1.5.4”에 따른다.

제2권 교량

192

<그림 5.10> 집중하중 근처의 타이 모델

5.5 사용한계상태

5.5.1 일반 사항

(1) 콘크리트 교량 구조물과 그 부대 시설을 구성하고 있는 부재가 충분한 기능을 발휘할 수 있도록

사용 중의 응력 한계, 균열폭 제한 및 처짐 제한에 관련된 사용한계상태의 검증이 필요하다.

(2) 교량과 그 부대 시설의 구성 요소는 “KDS 24 14 21 4.2.1.2”의 표 4.2-1에 따라 노출환경을

정한다.

(3) 정해진 노출 환경별로 “KDS 24 14 21 4.2.2.1”에 따라 최소설계등급과 사용한계값을 결정한다.

시공 중인 임시 상황뿐만 아니라 운용 중인 정상 상황에서 예측되는 적합한 하중조합에서 사용한

계값을 만족해야 한다

(3) 2018.12월 현재 KDS 24 14 21에 적용되고 있는 최소설계등급과 사용한계값은 다음과 같

으며, 이는 발주자의 품질요구수준에 따라 조정될 수 있다.

제8-2편 교량 상부 구조물

193

<표 5.1> 노출 환경에 따라 요구되는 최소 설계 등급

노출 환경

화소 설계 등급

텐션 프리 탠션

비부착

프리스트레싱

철근콘크리트

건조 또는 영구적 수중 환경 (EC1) D D E E

부식성 환경 (습기 또는 물과 장기간 접촉 환경:

EC2, BC3, EC4)

C C E E

고부식성 환경 (염화물 또는 해수에 노출 된 환경:

ED1, ED2, ED3, ES1, ES2, ES3)

C B E E

<표 5.2> 설계 등급에 따른 사용 한계값

설계 등급

한계상태 검증을 위한 하중조합

한계균열폭(mm)

영(0)응력 한계상태 균열폭 한계상태

A 사용하중조합-Ⅰ - -

B 사용하중조합-Ⅲ/Ⅳ 사용하중조합-Ⅰ 0.2

C 사용한계상태 하중조합-Ⅴ 사용하중조합一Ⅲ/Ⅳ 0.2

D - 사용하중조합-Ⅲ/Ⅳ 0.3

E -

사용한계상태

하중조합-Ⅴ

0.3

5.5.2 응력 한계

(1) 구조물의 정상적 기능 발휘에 영향을 주는 균열 또는 큰 크리프 변형을 방지하기 위해 콘크리트의

압축응력의 크기를 “KDS 24 14 21 4.2.2.1(1)”에 따라 제한해야 한다.

(2) 철근의 비탄성 변형을 방지하고 부재의 과도한 균열 또는 변형을 방지하기 위해 철근과 강재의 응

력을 “KDS 24 14 21 4.2.2.1(2)”에 따라 제한해야 한다.

(3) 위에 명시된 한계 응력을 검증시 “KDS 24 14 21 4.2.2.2”의 가정을 적용하여 응력을 계산하

되, 사용하중조합-I 상태에서 비균열 단면 해석으로 계산한 콘크리트 최대 인장응력이 콘크리트

평균인장강도 미만이면 비균열 단면으로, 초과한 곳은 균열 단면으로 간주한다.

(3) 2018.12월 현재의 KDS 24 14 21에서는 사용하중조합-I 상태에서 비균열 단면 해석으로

계산한 콘크리트 최대 인장응력이 콘크리트 기준인장강도 미만이면 비균열 단면으로, 초과

한 곳은 균열 단면으로 간주하도록 되어 있으나 이는 단면을 비효율적으로 사용하게 되므로

기준인장강도가 아닌 평균인장강도를 사용하는 것으로 한다.

제2권 교량

194

5.5.3 균열

(1) 구조물의 기능과 내구성을 손상시키거나 또는 외관상 수용할 수 없을 정도의 균열폭은 제한해야

한다. 발생 가능 균열의 폭은 구조물의 기능과 환경을 고려하여 “KDS 24 14 21 표 4.2-2”에

서 규정한 한계균열폭을 초과하지 않아야 한다. 이때 균열폭은 “KDS 24 14 21 4.2.3.4”에

따라 직접 계산한다.

(2) 간접적인 간단한 대안으로 “KDS 24 14 21 4.2.3.3”의 규정에 따라 철근의 지름 또는 간격을

제한하는 방법을 적용할 수 있다.

(3) 인장응력이 유발되는 영역으로 균열제어가 필요한 부재에는 “KDS 24 14 21 4.2.3.2”에 따라

최소철근량을 배치해야 한다. 이 때 소요 최소철근량은 균열 직전의 콘크리트 인장력과 균열 직후

의 철근 인장력이 같다는 평형조건으로 산정할 수 있는데, 철근 인장응력은 항복응력이나 필요 시

항복응력 보다 낮은 응력을 허용할 수 있다.

(3) 최소철근량을 계산할 때의 콘크리트 인장강도 ...는 KDS 24 14 21 3.1.2.1에서 정한 평균

인장강도 .... 를 취한다. 다만, 재령 28일 이전에 균열 발생이 예측된다면, 더 낮은 인장

강도를 적용해야 한다. 수화열에 의한 균열처럼 타설 후 3일 내지 5일 이내에 균열 발생이

예측되는 곳에는 .... 값을 유효인장강도로 취할 수 있다. 반면에 재령 28일 이후에 균열 발

생이 예측되지만 그 시기를 확인 할 수 없는 경우에는 콘크리트 유효인장강도 값으로 2.9

N/mm2를 사용할 수 있다.

5.5.4 처짐

(1) 콘크리트 부재 또는 구조물의 변형이 원래 기능 또는 외관에 심각한 영향을 주지 않도록, 구조물

의 특성, 부대시설, 고정 장치 및 기능을 고려하여 적절한 처짐 한계값을 설정여야 한다.

(2) 단순 및 연속경간일 때, 사용하중과 충격에 의한 처짐은 지간의 1/800로 제한하며, 보행자도 사

용하는 도시지역 교량의 처짐은 지간의 1/1,000로 제한한다.

(3) 캔틸레버의 경우 사용하중과 충격에 의한 처짐은 지간의 1/300로 제한하며, 보행자의 이용이 고

려되는 경우의 처짐은 지간의 1/375로 제한한다.

(4) 처짐 한계 상태는 “KDS 24 14 21 4.2.4.2”에 의해 지간/깊이-비를 제한하는 방법 또는 “KDS

24 14 21 4.2.4.3”의 직접 계산 처짐량을 한계값과 비교하는 방법 중의 하나로 검증할 수 있다.

제8-2편 교량 상부 구조물

195

5.6 피로한계상태

5.6.1 일반 사항

(1) 규칙적인 교번 하중이 작용하는 구조 요소와 부재에 대하여 피로한계상태를 검증해야 하며, 이 검

증은 해당 부재를 구성하고 있는 철근에 대해서만 수행하며, 다중 거더 구조를 가지는 상부구조의

콘크리트 바닥판에서는 검증할 필요가 없다.

(2) 피로한계상태를 검증할 필요가 있는 곳의 교번응력진폭은 “KDS 24 12 11 표4.1-1”의 하중조합

과 하중계수로 명시된 피로하중조합을 사용하여 결정해야 한다.

(3) 고정하중과 프리스트레스에 의한 압축 영역의 압축응력이 “KDS 24 12 11 표4.1-1”에 명시된

피로하중과 피로하중조합으로 계산한 최대 활하중 인장응력의 두 배 미만인 경우에만 피로한계상

태를 검증해야 한다.

(5) 사용하중조합-III에 의한 인장 연단의 인장응력이 “KDS 24 14 21 4.3.2”에 명시된 인장응력 한

계를 만족하는 프리스트레스트 부재는 피로한계상태를 검증하지 않아도 된다.

(6) 하중계수를 곱하지 않은 고정하중 및 프리스트레스 및 피로하중의 1.5배가 조합된 하중에 의해

유발된 응력이 인장이면서 그 크기가 . .. 를 초과하는 경우에는 균열단면 성질을 사용하

여 피로한계상태를 검증해야 한다.수 있다.

5.6.2 철근

(1) 철근의 피로응력범위 .... 는 고응력영역에 있는 직선 철근과 가로방향 직선 용접철선의 용접여부

에 따라 달라지며 “KDS 24 14 21 4.3.2”에 따라 검토해야 한다.

(2) 휨철근에 대한 고응력영역은 최대모멘트 발생 단면에서 좌우로 지간의 1/3을 취해야 한다.

5.6.3 철근의 용접 이음부 혹은 기계적 이음장치

(1) 반복하중을 받는 용접 이음부 혹은 기계적 이음장치의 피로강도는 “KDS 24 14 21 4.3.4”에 따라

검토한다.

제2권 교량

196

5.7 내구성 및 피복두께

5.7.1 일반 사항

(1) 콘크리트 교량은 사용수명 기간 동안 각각의 요소에 현저한 손상이 없어야 하며 과도한 유지보수

를 하지 않아도 사용성, 강도 및 안정성 조건을 만족해야 한다.

(2) 철근의 부식방지를 위해서 피복 콘크리트의 밀도와 품질, 두께를 확보해야 하며, “KDS 24 14

21 4.2.3”의 균열폭 기준을 만족해야 한다. 콘크리트의 밀도와 품질을 얻기 위해서는 표 4.4-1

에 규정한 최소 콘크리트 기준압축강도 이상의 압축강도를 적용해야 한다.

5.7.2 환경 조건

(1) 노출 조건은 외부하중에 추가하여 구조물이 노출되어 있는 화학적이고 물리적인 조건을 말한다.

(2) 환경 조건은 일반적으로 “KDS 24 14 21 표 4.4-2”와 같이 분류할 수 있다.

5.7.3 콘크리트 피복두께

(1) 콘크리트 피복두께는 철근(횡방향 철근, 표피철근 포함)의 표면과 그와 가장 가까운 콘크리트

표면 사이의 거리이며, “KDS 24 14 21 4.4.4”에 따라 결정할 수 있다.

(2) 공칭피복두께 tc nom 는 도면에 명시해야 하며, 최소피복두께 tc min와 설계 편차 허용량 tc dev

의 합으로 구한다.

tc nom  tc min  .. .. .

(3) 최소피복두께 tc min는 부착과 환경조건에 대한 요구사항 중 큰 값을 설계에 사용해야 한다.

tc min  maxtc min .  .. min .. .  .. .. .    .. .. .  . .  .. .. .  ...   ㎜

여기서,

tc min . : 부착에 대한 요구사항을 만족하는 최소피복두께(mm)

tc min .. . :환경조건에 대한 요구사항을 만족하는 최소피복두께(mm)

.. .. .   : 고부식성 노출환경에서 적용되는 피복두께 증가값(mm)

.. .. .  . . : 스테인레스 철근을 사용할 때 피복두께 감소값(mm)

.. .. .  ... : 코팅과 같은 추가 보호 조치를 취한 경우 피복두께 감소값(mm)

(4) 설계 편차 허용량 tc dev는 일반적으로 10 mm를 적용하지만 특정 상황에 따라 설계 편차 허

용량 .. ... 는 감소시킬 수 있다.

제8-2편 교량 상부 구조물

197

5.8 슬래브교

5.8.1 종류와 적용

(1) 슬래브교의 종류는 대체로 충실단면과 속빈단면으로 나눌 수 있고, 그 형상은 그림 5.11과 같다.

① 충실단면 ③ 속빈단면

현장타설 콘크리트) (현장타설 콘크리트)

② 충실단면 ④ 속빈단면

(프리캐스트 Ⅰ형거더) (프리캐스트 박스형 거더)

<그림 5.11> 슬래브교의 단면형상

(2) 단순지지 RC슬래브교는 보통 10 m 이하의 짧은 지간에 대해서는 1방향 슬래브교가 경제적이다.

단순지지 속빈 RC슬래브교는 15 m 정도의 지간에 사용되며, 경우에 따라 직사각형 모양의 속빈

슬래브교를 사용하기도 한다. 반면에 연속지지 속빈 RC슬래브교에서는 지간길이를 최대 25 m

정도까지 가설할 수 있다.

(1) 이 절에서는 단순지지되어 있는 슬래브교에 대하여 적용하는 것이며, 강결지지되는 라멘 슬

래브교나 플래트 슬래브교 등에 대해서는 이 절의 규정 외에 .도로교 설계기준의 콘크리트편

4.12 라멘교.의 규정을 적용하여 설계하도록 한다.

(2) 슬래브교의 단면형상과 적용범위의 구분은 표 5.3과 같이 한다.

① 모니터링 항목에 콘크리트의 피복두께 측정을 포함하는 품질보증 시스템을 적용하는 경우, 설

계 편차 허용량 .. ... 를 아래와 같이 감소시킬 수 있다.

 mm ≥ .. .. . ≥  mm

② 모니터링에 매우 정밀한 측정 장치를 사용하는 프리캐스트 부재 등은 설계 편차 허용량

.. ... 를 아래와 같이 감소시킬 수 있다.

 mm ≥ .. .. . ≥  mm

제2권 교량

198

<표 5.3> 슬래브교의 단면형상과 적용범위

구 분

① ② ③ ④

단 면 충 실 속 빈 충 실 속 빈

캔틸레버부의내

민 길 이

대 대 소 소

받 침 상 태 단순 & 연속 단순 & 연속 단 순 단 순

주 요 구 조

(교 각 방 향)

RC & PSC RC & PSC PSC PSC

판 구 조 등 방 성 이 방 성 등 방 성 이 방 성

시 공 법 현장타설콘크리트 현장타설콘크리트 프리캐스트부재 프리캐스트부재

단순지지 PSC슬래브교는 20 m정도 지간, 연속지지 PSC슬래브교는 30 m 지간장 이상까지

설계가 가능하여 속빈 RC슬래브교의 적용 지간장보다 유사하거나 크다.

5.8.2 일반사항

(1) 슬래브교의 해석은 받침부의 조건 및 사각 등을 고려하여 판이론에 따라 수행하는 것을 원칙으로

한다. 단, 슬래브의 지간과 한 변의 길이비(변장비)가 1 : 2를 넘고, 사각이 25°이하인 경우에는

“KDS 24 10 11 4.6.4”에 따라 해석할 수 있다.

(2) 최소치수를 만족하는 원형단면을 갖는 속빈 슬래브교는 “KDS 24 10 11 4.6.4”에 따라 등가스

트립 폭을 적용해 단면력을 계산할 수 있다.

(3) 난간 및 자동차 방호책에 작용하는 충돌하중의 영향은 “KDS 24 90 11”의 관련규정을 따른다.

(4) 슬래브교에 사용하는 콘크리트의 설계기준강도는 27 MPa 이상으로 한다.

(5) 활하중 분포는 정밀한 해석이나 “KDS 24 10 11 4.6.2”에서 명시된 방법에 의해 결정할 수 있

다. “KDS 24 10 11 4.6.2”에 따른 모멘트에 대해 설계된 슬래브나 슬래브교는 전단에 대해 안

전한 것으로 간주하여도 좋다.

(6) 연속 슬래브 구조에서는 지점부에 헌치를 두거나 이에 상응하는 철근보강이 필요하나 일반적으로

헌치를 두는 것을 원칙으로 한다.

(1) 슬래브는 판구조이므로 판이론에 따라 단면력을 계산하는 것이 원칙이다. 그러나 판이론에

의한 구조해석은 매우 번잡하므로 .KDS 24 14 12 4.6.4 슬래브교에 대한 등가 스트림 폭.에

따라 단면력을 구할 수 있다.

(2) 속빈슬래브교는 엄밀한 의미에서 이방성판이지만 그림 5.12의 단면최소치수를 확보할 경우

에는 등방성 판으로 보고 단면력을 계산하여도 좋다.

제8-2편 교량 상부 구조물

199

(가) 단면도 (나) 측면도

<그림 5.12> 속빈 슬래브교의 단면 최소치수

(3) 헌치의 크기는 단면적 크기에 따라 결정되므로 일반적으로 그 크기를 결정할 수 없으며, 헌

치구간도 설치구간을 길게 할 경우 교각부의 강성이 커져 정모멘트의 감소효과가 나타난다.

일반적으로 헌치의 크기는 일반구간보다 300 ~ 500 mm 더 크게 하고, 헌치길이는 일반구

간의 1/3 ~ 1/6 정도가 적당하다.

5.8.3 단면력 계산

(1) 바닥판의 단위폭(1 m)에 대한 활하중 휨모멘트의 크기를 산정하기 위해 주철근의 방향과 차량의

진행방향에 따라 두 가지의 방법으로 간략식을 적용할 수 있다. 단 차량바퀴의 접지면적을 고려한

정밀해석방법으로 산정한 경우는 예외로 한다. 정밀해석 시 요구되는 차량바퀴의 접지 면적은

“KDS 24 12 21 4.3.1.4”의 규정에 따른다.

다음 규정은 1등교에 대한 기준으로, 2등교는 1등교 활하중효과의 75%를 적용하며, 3등교는 2

등교 활하중효과의 75%를 적용한다.

L : 바닥판의 지간(m)

E : 1차륜이 분포되는 바닥판의 폭(m)

P : 설계차량활하중의 1후륜하중(kN)으로 96 kN 적용

(가) 주철근이 차량진행방향에 직각인 경우(지간 : 0.6 m ~ 6 m)

단순판의 폭 1 m에 대한 활하중 휨모멘트를 다음 식으로 계산한다(충격은 별도로 생각한다).

Mt  L   P  

바닥판이 3개 이상의 지점을 가진 연속슬래브의 정ㆍ부의 휨모멘트의 크기는 위의 값의 0.8

제2권 교량

200

배를 취한다.

(나) 주철근방향이 차량진행방향에 평행한 경우

윤하중이 분포되는 바닥판 유효폭  를 다음 식으로 산출한다. 그러나 그 값이 2.1 m 이하이

어야 한다.

E    L

이 폭을 갖는 바닥판에 소정의 트럭 윤하중이 작용하는 것에 대하여 설계해야 한다. 단순판

에서 폭 1 m에 대한 휨모멘트의 값(충격은 별도로 고려)은 6 m 이하의 지간에 대하여 다음

과 같다.

Ml  L kN.mm 

(다) 지간의 길이가 6 m를 초과하는 연속바닥판인 경우

트럭하중 또는 차선하중을 고려한 정밀해석방법을 통해 휨모멘트를 산정한다.

(2) 네층으로 구성된 철근이 배치되고 “KDS 24 14 21 4.6.5.1”의 일반 사항에 부합된 경우에 배력

철근은 주철근에 대하여 다음과 같은 백분율을 적용한 철근량 이상을 배근한다.

(가) 집중하중으로 작용하는 윤하중을 수평 방향으로 분산시키기 위해 정모멘트에 발생되는 바닥

판 하부에는 주철근의 직각 방향으로 배력 철근을 배치해야 한다. 이 때 철근량은 정모멘트에

의해 소요되는 주철근량에 대해 다음과 같이 계산한 백분률을 적용한 값으로 한다.

..주철근이 차량진행방향에 직각인 경우



L



과 67% 중 작은 값 이상

..주철근이 차량진행방향에 평행할 때



L



과 50% 중 작은 값 이상

여기서, L : 슬래브의 경간(m)

(나) 주철근이 차량 진행 방향에 직각인 경우 위에서 산정한 배력철근을 바닥판 지간 중앙부 1/2

구간에 배치하며, 나머지 구간에는 산정된 배력철근량의 50% 이상 배치한다.

(다) 배치할 배력철근량은 온도 및 건조수축에 소요되는 철근량 이상이어야 한다.

(3) 등분포 고정하중에 의한 바닥판의 단위 폭(1m)당의 설계휨모멘트는 표 5.4에 따라 계산하는 것으

로 한다.

<표 5.4> 등분포 고정하중에 의한 바닥판의 단위 폭(1 m) 당의 설계휨모멘트(kN · m/m)

판 의 구 분 휨모멘트의 종류 바닥판 경간방향의 휨모멘트

단 순 판 지 간 휨 모 멘 트 + w · .

 / 8

캔 틸 레 버 판 지 점 휨 모 멘 트 - w · .

 / 2

연 속 판

지 간 휨 모 멘 트 + w · .

 / 10

지 점 휨 모 멘 트 - w · .

 / 10

제8-2편 교량 상부 구조물

201

(1)에 대하여

(가) 이 규정은 1996년 AASHTO의 규정에 의한 것이며, 일본의 도로교시방서(일본도로협회,

2002)와비교하면, 일본시방서에서는 T하중에 의한 단순판의 폭 1 m에 대한 설계모멘트

는  ＝＋  (주철근의 방향이 차량진행방향에 직각인 경우)로 되어 있다. 

L＝1 ~ 6 m 사이에서의 1등교에 대하여 한국과 일본의 규정을 비교한 결과 AASHTO의

규정에서 만든 모멘트값이 어느 정도 큰 값이 된다. 이 공식은 이 0.6 ~ 6.0 m 범위

내에서 적용되는데, 이 6.0 m를 넘는 경우에는 판이론 또는 유한요소해석 등 정밀한 해

석방법을 이용해 휨모멘트 크기를 산정해야 한다.

(나) 연속판의 적당한 이론공식이란 모멘트 분배법 등의 계산식을 말한다.

5.8.4 연속슬래브 지점의 구조해석

여기서, w : 등분포 고정하중(kN/m2)

. : 고정하중에 대한 바닥판의 경간(m)

(1) 연속슬래브지점의 설계를 하는 경우에는 연속슬래브의 지점을 포함하여 모멘트가 0인 점 사이의

거리를 경간으로 하고, 받침 반력을 집중하중으로 하는 가상 단순받침슬래브로 구조해석을 하여도

좋다.

(2) 연속슬래브지점 교축직각방향의 설계는 교축방향에 대한 받침조건을 만족시키기 위해 지점에 생

기는 전단력을 지지하는 보로서 구조해석을 하는 것으로 한다.

(3) 고정하중 및 활하중(등분포하중)에 의한 반력은 받침선상, 주판폭 내에 등분포하중으로 작용하는

것으로 생각한다(그림 5.13).

이 경우 캔틸레버부가 주판에 미치는 영향은 그림 5.4 (c)의 M과 S로 생각하여도 좋다. 이때의

유효폭은 받침위에서 45.분포하는 것으로 한다[그림 5.14 (b)].

제2권 교량

202

<그림 5.13> <그림 5.14>

(4) 활하중은 받침선상 각 단면에 최대응력이 생기도록 재하하는 것으로 한다(그림 5.15).

<그림 5.15>

(5) 고정하중 및 활하중에 의한 단면력은 다음 식으로 구한다.

① 고정하중(그림 5.14 참조)

Wd = Rd /b(kN/m)

휨모멘트는

MA = -1/2Wd × 

 - 2Wd ×  - 2Sd × 



MC = 1/8Wd × 

 - 1/2Wd × 



전단력

SA = Wd ×  + 2Sd × 

SA B = 1/2Wd × 

여기서, Rd : 교축방향 고정하중 반력(kN)

Md : 고정하중에 의한 캔틸레버부 슬래브에서의 교축방향 단위 폭 당 휨모멘트

(kN·m/m)

Sd : 고정하중에 의한 캔틸레버부 슬래브에서의 교축방향 단위 폭 당

제8-2편 교량 상부 구조물

203

(1) 연속슬래브 지점상의 (-)휨모멘트에 대한 하중분배는 슬래브의 강성, 받침위치 및 개수, 받침

의 탄성계수 등에 의하여 영향을 받으며 그 해석법도 명확한 것은 아니다. 따라서 근사적으

로 이 규정과 같이 정하였다.

② 활하중(그림 5.16 참조)

<그림 5.16>

②-1 등분포(등분포하중)에 대하여

Ww = Rw /b(kN/m)

휨모멘트는

MA = -1/2Ww × 

 - 2Sw × 



MC = 1/8Ww × 



여기서, Rw : 교축방향하중 및 충격에 의한 반력(kN)

Mw : 등분포하중에 의한 캔틸레버부 슬래브에서의 교축방향 단위 폭 당 휨모멘트

(kN·m/m)

Sw : 등분포하중에 의한 캔틸레버부 슬래브에서의 교축방향 단위 폭 당 전단력

(kN/m)

②-2 집중하중에 대하여

Wp = 96 ×    L

 (kN/m)

휨모멘트는

MA A = -1/2Wp × 



MC = 1/8Wp × 



여기서, L : 교량교축방향 지간장(m)

(6) 받침간격이 크게 되는 경우에는 교축직각방향 휨모멘트를 줄이기 위해 받침수를 늘여 받침간격을

단축하는 것으로 한다.

받침수가 3개 이상인 경우 가로보는 연속보로 해석하는 것을 원칙으로 한다.

단, 각 부분이 안전한 근사식을 사용하여도 좋다.

제2권 교량

204

<그림 5.17>

5.8.5 캔틸레버부를 갖는 슬래브교

(a) 단 면 도

(b) 측 면 도

<그림 5.18> 캔틸레버부를 갖는 슬래브교

(1) 보도, 차도 구별이 없고 차도쪽 캔틸레버의 내민길이가 0.25 m 이하인 슬래브교는 캔틸레버가 없

는 슬래브교처럼 단면력을 산정하여도 좋으며 캔틸레버 부분이 있는 슬래브교의 구조해석은 캔틸

레버 부분에 작용하는 하중 및 강성의 영향을 고려하여 설계해야 한다.

(2) 캔틸레버부를 갖는 그림 5.18과 같은 슬래브교는 캔틸레버부의 설계휨모멘트 계산을 “KDS 24

10 11 4.6.2”에 따르며, 주판의 설계 휨모멘트는 단면력 계산에 의한 값에 캔틸레버부의 영향을

가산해야 한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

205

캔틸레버부의 영향을 고려하는 방법으로서 일반적으로 다음에 설명하는 olsen에 의한 간이

방법이 있다(그림 5.19 참조).

캔틸레버부에 작용하는 활하중 및 고정하중을 상판 가장자리에 작용하는 모멘트와 전단력

으로 구분하여 적용한다. 이 상판에 미치는 단위 폭 당 휨모멘트는 다음과 같다.

β계수를 적용하는 하중상태 γ계수를 적용하는 하중상태

a : 캔틸레부부의 지간

b : 상판폭

ℓ: 지간

캔틸레버판

<그림 5.19> 하중상태의 구분

Mxi = Prℓβi + mrγi

Myi = Prℓβi’ + mrγi'

여기서, Mxi : Pr 및 mr에 의한 상판 i점의 지간방향 단위 폭 당 휨모멘트

Myi : Pr 및 mr에 의한 상판 i점의 지간직각방향 단위 폭 당 휨모멘트

ℓ : 주판의 지간

βi, βi' : Pr에 의한 직각의 위치에 미치는 계수로서 βi는 지간방향이고 βi'는 지

간 직각방향의 계수임.

γi, γi' : mr에 의한 직각의 위치에 미치는 계수로서 γi는 지간방향이고 γi'는 지

간 직각방향의 계수임.

Pr : 캔틸레버부로부터 상판연단에 작용하는 하중(그림 5.19 참조)

제2권 교량

206

mr : 캔틸레버부로부터 상판연단에 작용하는 모멘트(그림 5.19 참조)

βi, βi', γi, γi'는 표 5.5 참조

<표 5.5> 계수 βi, βi', γi, γi'의 값

ℓ/b

구 분

0＜ℓ/b

＜0.25

0.25 0.3 0.35 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

선

하

중

P

r

Mx







+0.247

5

0

+0.248

+0.002

+0.001

+0.248

+0.005

+0.002

+0.248

+0.010

+0.002

+0.248

+0.016

+0.002

+0.248

+0.030

+0.003

+0.248

+0.047

+0.080

+0.248

+0.063

+0.017

+0.249

+0.079

+0.025

+0.250

+0.096

+0.036

P

r

My

′

′

′

0

0

0

0

-0.002

0

0

-0.004

0

0

-0.007

0

0

-0.011

0

0

-0.019

0

0

-0.027

0

0

-0.033

0

0

-0.038

0

0

-0.042

0

선

모

멘

트

m

r

Mx

X

X

X

+0.333

0

0

+0.333

-0.004

-0.001

+0.333

-0.007

-0.002

+0.333

-0.013

-0.002

+0.333

-0.020

-0.003

+0.333

-0.040

-0.007

+0.332

-0.050

-0.013

+0.332

-0.058

-0.027

+0.331

-0.062

-0.045

+0.329

-0.062

-0.062

m

r

My

X′

X′

X′

-1.0

0

0

-1.0

+0.003

0

-1.0

+0.003

0

-1.0

+0.003

0

-1.0

+0.003

0

-1.0

+0.003

0

-1.0

-0.005

0

-1.0

-0.030

0

-1.0

-0.061

0

6-1.0

-0.091

0

ℓ/b

구 분

0.9＜ℓ

/b＜1

1.25 1.5 1.75 2 2.5 3 3.5 4

선

하

중

P

r

Mx







+0.253

+0.110

+0.048

+0.263

+0.147

+0.083

+0.277

+0.181

+0.119

+0.296

+0.214

+0.157

+0.316

+0.247

+0.193

+0.364

+0.310

+0.264

+0.491

+0.374

+0.333

+0.475

+0.438

+0.401

+0.532

+0.500

+0.469

P

r

My

′

′

′

0

-0.046

0

0

-0.050

0

0

-0.051

0

0

-0.050

0

0

-0.049

0

0

-0.044

0

0

-0.038

0

0

-0.035

0

0

-0.031

0

선

모

멘

트

m

r

Mx

X

X

X

+ 0.326

-0.062

-0.078

+0.317

-0.054

-0.117

+0.305

-0.044

-0.149

+0.296

-0.035

-0.175

+0.287

-0.026

-0.197

+0.274

-0.015

-0.220

+0.264

-0.008

-0.233

+0.259

-0.004

-0.240

+0.255

-0.002

-0.245

m

r

My

X′

X′

X′

-1.0

-0.122

0

-1.0

-0.198

0

-1.0

-0.267

0

-1.0

-0.324

0

-1.0

-0.365

0

-1.0

-0.420

0

-1.0

-0.454

0

-1.0

-0.474

0

-1.0

-0.486

0

(주) 포아슨비 ν = 0로 가정

MX : 슬래브의 교축방향 단위 폭 당 휨모멘트(kN·m/m)

My : 슬래브의 교축직각방향 단위 폭 당 휨모멘트(kN·m/m)

Pr : 단위길이 당 연단하중(kN/m)

mr : 캔틸레버판에 의하여 주어진 단위 폭 당 모멘트(kN·m/m)

ℓ : 슬래브의 지간 b : 슬래브 주판의 폭

제8-2편 교량 상부 구조물

207

5.8.6 속빈슬래브교의 전단력

속빈부분에서는 충실부의 폭의 총합을 복부폭으로 하는 T형거더 단면으로 전단력에 저항한다고 보아

도 좋다. 받침부근에서는 충복단면으로 하는 것이 좋다.

속빈슬래브의 전단력에 대한 안전성을 증가시키기 위해 받침부근에서는 채움단면으로 한다.

원통을 중단하는 위치는 T형거더의 단면에서 전단력에 충분히 저항할 수 있는 곳까지 연장해야

한다.

(a) 속빈슬래브교의 단면형상 (b) 가상 T형 단면

<그림 5.20> 속빈슬래브교의 가상 T형 거더 단면

여기서, h : 속빈부분상의 최소두께(mm) (h ≥ 200 mm)

ho : 슬래브의 두께(mm) (ho ≥ 700 mm)

d : 속빈부분과 슬래브측면의 최소 폭(d ≥ 300 mm)

d : 속빈부분간의 최소 폭(mm) (d ≥ 250 mm 또는 .. /5)

B : 슬래브의 전폭(mm), b : 환산 복부폭(mm)

지점상의 전단보강에 대해서는 .5.7.4(1). 참조

5.8.7 경사(skew)슬래브교

(1) 경사슬래브교의 경간은 사각이 45.이하인 경우 아래 식으로 계산한다.

. /B ≥ 1.5인 경우 ℓ= .

. /B ＜ 1.5인 경우 ℓ= (. + . )/2

여기서, ℓ : 슬래브교의 경간, . : 경사지간

제2권 교량

208

(3)에 대하여

경사슬래브교의 받침반력은 둔각부에 집중하게 되며 예각부는 평균반력 보다 작다. 예각부는

하중재하상태에 따라 부반력이 생기기도 한다. 이러한 경향은 Vogt의 도표인 그림 5.22를

이용하여 근사적으로 계산할 수 있다. 단, 이 도표는 슬래브를 강체로 가정하고, 받침의 탄성

변형을 고려하지 않았기 때문에 이들 영향을 고려하면 상당히 작은 값을 나타낼 것으로 생각

된다. 따라서 그림 5.22를 사용하고자 할 경우에는 사각이 작은 경우 참고하는 정도로 그치

는 것이 바람직하다.

. : 받침의 중심간격 B : 슬래브의 전폭

(a) . /B < 1.5인 경우 (b) . /B ≥ 1.5인 경우

<그림 5.21> 경사슬래브교의 지간 방향

(2) 단면력 계산에 있어서 캔틸레버부가 없는 사각 ø가 45.이하인 단순 슬래브 사교는 다음과 같이

계산하여도 좋다.

(가) 교축방향의 설계휨모멘트는 .5.18.3의 (1).과 같은 요령으로 구한다.

(나) 교축직각방향의 배력철근량은 . /B ＜ 1.5인 경우에는 .5.18.3의 (2).에서 규정하는 배력철근

량과 같고 . /B ≥ 1.5인 경우에는 . /B ＜ 1.5인 경우의 배력철근량에 (2 - ø/90)을 곱한

양으로 한다.

(3) 경사슬래브의 받침반력은 사각의 영향을 고려하여 계산한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

209

<그림 5.22> 경사슬래브교의 받침반력의 할증계수와 사각의 관계

제2권 교량

210

5.8.8 현장타설 속빈 슬래브교의 구조세목

(3) 하부플랜지 두께 규정을 “KDS 24 14 21 4.7.2.1”을 원용하고 있으나, 해당 KDS 24 14

규정이 정확히 하부플랜지를 적시하고 있지 않아 추후 보완 필요

(4) 인용하고 있는 규정이 “KDS 24 10 11 4.6.2.3”과 “KDS 24 10 11 4.6.2.2”인데 해당

KDS 24 10 11 규정들은 구조해석에 대한 내용을 적시하고 있지 않아 추후 보완 필요

(1) 현장타설로 시공되는 속빈 슬래브는 종방향과 횡방향 양쪽으로 포스트텐션하여도 좋다.

(2) 속빈 부위가 원형 중공일 경우, 중공의 중심간 간격은 슬래브의 전체 높이보다 작지 않아야 하며,

중공의 중심선에서 슬래브 외면에 수직으로 취한 콘크리트의 최소두께는 140 mm보다 작지 않아

야 한다. 중공이 사각형일 경우, 중공의 횡방향 폭은 중공 높이의 1.5배를 초과해서는 안되며, 중

공 사이의 복부 두께는 바닥판 전체 높이의 20 %보다 작지 않아야 하고, 중공 위의 콘크리트 최

소두께는 175 mm보다 작지 않아야 한다.

(3) 하부플랜지의 두께는 “KDS 24 14 21 4.7.2.1”의 규정을 만족해야 한다.

(4) 중공이 위에서 규정한 치수 조건을 만족하고, 중공면적비가 40 % 이하일 경우 상부구조는 “KDS

24 10 11 4.6.2.3”의 규정이나 등방성판에 대한 2차원 해석 방법을 사용하여 슬래브로 해석할

수 있다. 중공면적비가 40 % 이상일 경우 슬래브는 다중구조로 취급해야 하며, “KDS 24 10 11

4.6.2.2”에 명시된 일체로 된 다연박스, 직교 이방성판, 또는 3차원 연속체 구조형식으로 해석해

야 한다.

(5) 기둥을 상부구조와 일체로 된 뼈대 구조로 할 수도 있고, 연속 상부구조의 내측 교각 위에 한 개

이상의 교량 받침을 사용할 수도 있다. 외측 교대에는 최소한 2개 이상의 교량 받침을 사용해야

한다. 상부구조의 횡방향 회전각은 사용한계상태에서 0.005를 초과해서는 안 된다.

(6) 지간의 단부에는 지간 길이의 5 % 이상이고 최소길이 900 mm인 속찬 단면부가 설치되어야 한

다. 정밀한 해석을 하지 않을 경우, 바닥판의 속찬 단면부는 하중을 교량 받침과 포스트텐션 정착

부에 대해 분산시키는 횡방향보로 보고 해석하여도 좋다.

(7) 강재 중공 거푸집으로 만든 원형 중공 위의 슬래브 상부는 횡방향으로 포스트텐션해야 한다. 가장

얇은 두께의 콘크리트에서는 손실 후 평균압축 프리스트레스가 3.5 MPa보다 작지 않아야 한다.

횡방향으로 프리스트레싱한 경우에는 원형 중공 위의 콘크리트에 철근을 추가로 배치할 필요가

없다.

(8) 속빈 슬래브의 바닥에는 횡방향 건조수축 및 온도철근을 배치해야 한다.

(9) 내측 교각부에서 압축응력을 받고 있는 단면 부분은 수평 기둥으로 보고 이에 상응하게 철근을 배

치하여도 좋다.

(10) 중공 내의 배수를 위한 적절한 시설을 설치해야 한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

211

5.8.9 프리캐스트 슬래브교의 구조세목

(1) 프리캐스트 콘크리트 판 요소를 종방향으로 서로 인접 배치하고 횡방향으로 함께 연결시켜 슬래브

구조계를 만들 수 있다. 프리캐스트 콘크리트 판 요소는 활하중에만 저항할 수 있도록 또는 고정

하중과 활하중 모두에 저항하도록 제작하여 연속화하여도 좋다.

(2) 구조용 콘크리트 덧씌우기를 하지 않는 곳에서는, 콘크리트의 최소 두께는 원형 속빈부재의 중공

상부에서 140 mm, 다른 형태 속빈 부재의 중공 상부에서 175 mm 이어야 한다.

(3) 종방향 프리캐스트 부재는 높이 175 mm보다 작지 않은 전단키에 의해 횡방향으로 서로 연결되

어도 좋다. 종방향 전단전달이음은 해석 목적상 힌지로 모델링되어야 한다. 이음부는 24시간 경과

후 35 MPa의 최소 압축강도를 갖는 무수축 그라우트로 채워져야 한다.

(4) 종방향 프리캐스트 부재는 횡방향 포스트텐셔닝, 현장타설 폐합이음, 구조용 덧씌우기 또는 이러

한 것들의 조합으로 연결할 수 있다.

(5) 전단-휨 전달이음으로 된 바닥판은 연속판으로 모델링해야 한다.

(6) 횡방향 포스트텐션 긴장재는 종방향으로 균등하게 분포시켜야 한다. 포스트텐션 덕트의 이음을 용

이하게 하기 위해 돌출 블록을 사용하여도 좋다. 이음부의 압축깊이는 175 mm보다 작지 않아야

하며, 모든 손실 후의 프리스트레스는 1.7 MPa보다 작아서는 안 된다.

(7) 프리캐스트 콘크리트 휨부재 사이의 종방향 시공이음은 24시간 내에 35 MPa의 압축강도를 갖는

무수축 모르터로 채워진 키로 구성되어야 한다. 키의 깊이는 165 mm 이상 확보되어야 한다.

(8) 현장타설 폐합이음부의 콘크리트는 프리캐스트 부재의 강도와 동등한 강도를 가져야 한다. 종방

향 이음부의 폭은 이음부 내의 철근 정착이 가능하도록 충분히 커야 하며 이음부 폭은 어떤 경우

라도 300 mm보다 작아서는 안 된다.

(9) 하중의 분배 성능을 향상하기 위한 목적의 구조용 덧씌우기 콘크리트의 두께는 115 mm보다 작

아서는 안 된다. 직교 철근망을 5.10의 규정에 충족되도록 배치해야 한다. 이 때, 프리캐스트 부

재의 상면은 거칠게 해야 한다.

제2권 교량

212

5.9 라멘교

5.9.1 구조해석

(1) 보와 기둥, 슬래브, 벽 등이 일체로 된 구조는 라멘으로 해석해야 한다.

(2) 라멘의 경우 부정정력은 탄성이론으로 구하는 것을 원칙으로 한다.

(3) 라멘은 일반적으로 부재의 강비 및 절점의 고정도를 고려해서 구조해석을 해야 한다.

(4) 보 또는 기둥의 크기가 특히 큰 경우에는 우각부의 강역을 고려하며 부재의 휨변형과 전단변형을

고려해서 라멘해석을 해야 한다.

(5) 라멘구조물은 기초의 부등침하 · 회전 등에 의하여 구조물에 변형이 생기지 않도록 기초를 설계하

고, 동시에 절점의 고정도를 충분히 고려해야 한다.

(4) 부재길이에 비하여 부재 두께가 얇은 보통의 라멘에서는 휨에 의한 변형이 축방향력이나 전

단에 의한 변형에 비해서 매우 크므로 라멘의 응력계산은 변형에 가장 영향을 주는 휨모멘트

만을 고려하면 된다. 그러나 기둥과 보의 접합부분에 특히 큰 헌치를 두거나, 벽식라멘처럼

부재길이에 비해서 부재두께가 큰 경우에는 접점부분은 강절이 되어 변형은 일어나기 어렵

고, 보통의 라멘해법처럼 휨모멘트만을 고려한 것으로는 불충분하므로 휨변형 외에 전단변형

도 고려해서 라멘의 구조해석을 실시할 필요가 있다.

이러한 경우에는 부재단부에 강역(I=∞)을 고려하는 것이 좋다. 일반적으로 부재두께와 부재

길이의 비가 0.3 이상인 경우에는 이 조항에 따르는 것으로 한다.

일반적으로 강역의 범위는 다음과 같이 생각하여도 좋다.

(가) 부재 단부가 다른 부재와 강절로 접합될 때는 그 연단부에서 부재두께의 1/4 들어간

점까지로 한다.

(나) 부재가 그 축선에 대해서 25.이상 경사진 헌치를 갖는 경우에는 부재두께가 3/2배가

되는 점까지로 본다. 다만 헌치의 경사가 60.이상의 경우에는 헌치 시점부터 부재두께

의 1/4 안쪽점에서부터 절점까지로 한다.

(다) 좌우 헌치의 크기가 다른 경우 등의 이유로 위에서 정한 점이 2점 이상 동시에 존재하는

경우에 큰 쪽을 강역의 범위로 취한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

213

(a) 등단면의 경우 (b) 변단면의 경우(1) (c) 변단면의 경우(2)

<그림 5.23> 강역의 범위

5.9.2 축선

(2) 수평부재와 연직부재의 길이의 비가 4정도 이상이거나 단면의 변화가 매우 심한 경우 거더

의 축선변화의 영향을 고려하여 단면력을 계산하는 것이 좋다.

(1) 라멘의 축선은 부재단면의 도심축선으로 한다. 단, 헌치가 특히 큰 경우에는 헌치의 영향을 고려

하도록 한다.

(2) 축선의 길이는 보에서는 기둥의 축선간의 거리 ℓ로 하고, 기둥에서는 보의 축선간의 거리(. ) 또

는 보의 축선에서 고정받침의 경우 기초(footing) 상면까지(. ), 힌지받침의 경우 힌지의 중심까

지(. )로 한다.

<그림 5.24>

제2권 교량

214

5.9.3 우각부 설계

(1) 일반

(가) 압축영역의 콘크리트 설계강도 .. max 는 4.1.5.2에 따라 결정한다.

(2) 닫힘모멘트가 작용하는 라멘 우각부

(가) 기둥과 보의 깊이가 비슷한 경우 (  ..   )[그림 5.25(a) 참조], 또는 보-기둥

접합부내의 전단철근 설계와 정착길이 검토는 수행하지 않아도 된다. 보의 모든 인장 철근은

우각부 주위에서 구부려서 배치해야 한다.

(나) 그림 5.25(b)는  ≤ tan ≤ 인 곳에서 ..   인 경우에 대한 스트럿-타이 모

델을 나타낸다.

(다) 정착길이는 ...는  ..   ..   .. 에 대하여 결정해야 한다.

(라) 면내절점에 수직으로 작용하는 횡방향인장력에 대해 철근을 배치해야 한다.

<그림 5.25> 닫힘모멘트가 있는 라멘 우각부의 모델과 철근 상세

(3) 열림모멘트가 작용하는 라멘 우각부

(가) 기둥과 보의 깊이가 비슷한 경우는 그림 5.26(a)와 그림 5.27(a)에 나타낸 스트럿-타이 모델

을 사용할 수 있다. 우각부 철근은 그림 5.26(b)와 그림 5.27(b)에 나타낸 것과 같이 폐합

또는 두 개의 U형 철근을 겹친 형태와 경사 방향 연결 철근의 조합으로 구성해야 한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

215

(나) 열림모멘트가 크게 작용하는 우각부의 경우 그림 5.27에 나타낸 것과 같이 쪼갬을 방지하기

위한 경사철근과 전단철근을 배치해야 한다.

<그림 5.26> 작은 열림모멘트가 작용하는 라멘 우각부(As/bh ≤2%)

<그림 5.27> 큰 열림모멘트가 작용하는 라멘 우각부(As/bh ＞ 2%)

제2권 교량

216

5.10 보-슬래브교

5.10.1 거더의 설계휨모멘트

(1) 거더 및 가로보의 단면력 계산은 격자구조이론에 의하는 것을 원칙으로 하되, 4.6.3.1의 조건을

만족하는 경우 4.6.3의 규정에 따라 근사적 해석방법을 적용할 수 있다.

(2) 사각이 20.를 초과하는 사교의 경우에는 비틀림의 영향이 크게 나타나므로 비틀림 강성을 반드시

고려하여 격자구조이론에 따라 해석을 수행하고 비틀림에 대하여 안전하도록 설계하는 것이 좋다.

(3) 보-슬래브 교량에서는 콘크리트 바닥판의 강성을 모두 고려하여도 좋다.

(1) KDS 24 10 11 4.6.3의 근사적 해석방법을 적용할 수 있는 경우는 다음과 같다.

. 바닥판의 폭은 일정하다.

. 다른 규정이 없는 한, 네 개 이상의 보가 있다.

. 보는 평행하며 거의 동일한 강성을 갖는다.

. 차도의 내민부분(.. )은 910 mm를 초과하지 않는다.

. 면내 곡률은 4.6.1.2의 한계값보다 작다.

. 단면이 표 5.6에 보이는 단면 중의 하나와 부합된다.

<표 5.6> KDS 24 10 11 4.6.3.2와 4.6.3.3에서 기술된 상부구조 형식

바닥판 지지 유형 바닥판 형태 전형적인 단면 형상

강재 거더

현장 타설 콘크리트 슬래브,

프리캐스트 콘크리트 슬래브,

강재 격자

폐단면 강 또는 프리캐스트

콘크리트 박스거더

현장 타설 콘크리트 슬래브

개단면 강 또는 프리캐스트

콘크리트 박스거더

현장 타설 콘크리트 슬래브,

프리캐스트 콘크리트

바닥판 슬래브

현장 타설 콘크리트

다중박스거더

일체로 시공된 콘크리트

제8-2편 교량 상부 구조물

217

5.10.2 단부슬래브 연장공법

5.10.2.1 일반사항

(1) 슬래브 익스텐션(slab extension, 이하 "단부슬래브 연장공법"이라 한다.)은 교량 바닥판을 교대

흉벽 뒤쪽으로 연장하여 기계식 신축이음 제거하여 유지관리를 개선하고 누수, 덜컹거림 해소로

구조 열화방지, 주행성 향상 도모할 수 있으며 적용 대상을 다음과 같다.

<표 5.7> 단부슬래브 연장공법 적용 대상

구 분 직선거더 곡선거더

강교

연장 135 m 이하, 사각 45˚ 이하

신축량 60 mm 이하

연장 90 m 이하, 사각 30˚ 이하

신축량 40 mm 이하

콘크리트교

연장 225 m 이하, 사각 45˚ 이하

신축량 60 mm 이하

-

바닥판 지지 유형 바닥판 형태 전형적인 단면 형상

현장 타설 콘크리트

T형 거더

일체로 시공된 콘크리트

전단키가 있는 중실, 중공,

격실 프리캐스트 콘크리트

박스거더

현장타설 콘크리트 덧씌움

포스트 텐션 또는 그 외

방법으로 조립된, 전단키가 있는

중실, 중공, 격실 프리캐스트

콘크리트 박스거더

지지 단면 상부 콘크리트

전단 키가 있는 ㄷ형

프리캐스트 콘크리트

현장타설 콘크리트 덧씌움

포스트 텐션 또는 그 외

방법으로 조립된,

전단키가 있는 더블T형

프리캐스트 콘크리트

지지 단면 상부 콘크리트

포스트 텐션 또는 그 외

방법으로 조립된,

전단키가 있는 T형

프리캐스트 콘크리트

지지 단면 상부 콘크리트

I형 또는 역 T형

프리캐스트 콘크리트

현장 타설 콘크리트,

프리캐스트 콘크리트

제2권 교량

218

(2) "단부슬래브 연장공법"에서 사용되는 주요 용어는 다음과 같다.

. 단부슬래브 연장공법 (slab extension) :

교대부에 설치된 기계식 신축이음장치를 제거한 무조인트 교량 형식 중 하나로 교량 바닥판 단부

를 교대 흉벽 상단으로 연장하여 설치하는 공법을 말한다.

. 연결슬래브(link slab) :

연속교에서 교각부에 설치되는 신죽이음장치를 제거하기 위해 연성능력이 탁월한 특수재료를 사

용한 콘크리트 슬래브를 말한다.

. 조인트 필러(joint filler) :

교량 신축거동에 의해 발생하는 수평력 이 흉벽 상단으로 전달되는 것을 저감시키기 위해 단부슬

래브 연장부와 교대 흉벽 상단 사이에 설치하는 탄성고무패드(Elastomeric Rubber Pad) 또는

PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질의 채움재를 통칭한다.

(3) 단부슬래브 연장부는 교량 슬래브가 받을 수 있는 하중에 저항할 수 있도록 설계한다. 철근은 적

정한 크기와 간격으로 배치하며 하중에 저항하기 위한 충분한 강도를 가져야 한다.

(4) 곡선교나 사교에서 교축직각방향으로 발생하는 변위는 원칙적으로 수용이 가능하도록 단부슬래브

연장부의 측면은 날개벽 상단과 일정간격 이격하여 설치한다.

(5) 상부 포장형식에 따라 노출 또는 매립형 접속슬래브를 설치할 수 있다. 접속슬래브설계 및 배수

상세는 3장과 4장을 참고한다.

(6) 단부슬래브 최소두께는 300 mm로 하고 최대 두께는 500 mm로 한다. 이때 접속슬래브를 연결

하여 설치하는 경우에는 단부 두께에서 접속슬래브를 두께를 제외한다. 또한, 설계자는 단부슬래

브 연장부가 최소두께를 유지할 수 있는 한도 내에서 흉벽상단을 횡방향으로 경사처리할 수 있다.

(7) (6)과 관련하여 교량의 사각, 곡선반지름, 최외측 단부 바닥판의 두께, 경사와 사각의 조합, 다이

아프램의 높이와 크기 등을 고려하여 직선형 또는 평행사변형의 흉벽을 유연하게 적용할 수 있다.

직선형의 경우 시공이 용이하고, 교대 높이 계산이 간단하다. 반면 횡방향 경사를 주는 설계는 균

일한 설계가 가능하다.

(8) 슬래브의 마감을 할 때 단부슬래브 연장부와 교대 흉벽 상단이 나란한 경사를 설치하는 경우 최소

두께는 300 mm를 유지한다. 횡방향 단면은 그림 5.28 (b)를 참조한다.

(9) 단부슬래브 연장부는 다이아프램 또는 가로보에 의해 균등하게 지지하도록 하며 철근배근 시 이를

고려해야 한다.

(10) 슬래브는 흉벽을 지나 흉벽 배면측으로 최소 100 mm 이상 연장한다. 노출형 접속슬래브를 적

용하는 경우 300 mm를 표준으로 한다.

(11) 부반력 발생이 예상되는 경우 단부슬래브 연장공법을 적용하지 않는 것을 원칙으로 한다. 다만

부반력을 제어하기 위한 대책을 설계에 포함하는 경우 단부슬래브 연장공법을 적용할 수 있다.

제8-2편 교량 상부 구조물

219

<그림 5.28> 슬래브 두께변화 및 흉벽상단 처리 방법

제2권 교량

220

5.10.2.2 적용조건

<그림 5.29> 슬래브 중앙이 최대 두께를 갖는 경우 단부슬래브 연장부의 최소, 최대두께 변화

(1) 설계자는 이 지침을 적용함에 있어 상위 기준인 KDS 24 14 21에 부합하도록 설계하며,

AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 등 해외 관련기준 및 지침을 준용할 수 있다.

(2) 교량의 교대에는 가능한 신축이음장치를 제거하는 것을 원칙으로 한다. 설계자는 일체식교대(완전

일체식 또는 반일체식) 교량의 적용을 우선적으로 검토해야 한다. 단부슬래브 연장공법은 일체식

교대 교량의 적용이 어려운 경우에 적용한다. 일체식교대 교량의 설계는 『일체식교대 교량의 설계

지침』(한국도로공사, 2018)에 따른다.

(3) 단부슬래브 연장공법의 적용 대상은 다음과 같다. 제시된 기준을 초과하는 경우 기존의 신죽이음

장치가 설치된 교대를 적용하기에 앞서 이 지침에서 제시하는 방법 또는 기타 합리적이고 널리 준

용되는 방법 등을 활용하여 단부슬래브 연장공법의 적용 가능여부에 대해 상세검토를 실시하고

발주자의 승인을 받아야 한다.

<표 5.8> 단부슬래브 연장공법 적용 대상

구분 연장 신축량 사각

콘크리트교 직선 225 m 이하 60 mm 이하 최대 45° 이하

강 교

직선 135 m 이하 60 mm 이하 최대 45° 이하

곡선 90 m 이하 40 mm 이하 최대 30° 이하

. 연장은 신축이음장치 없이 교대와 교대까지 연속화된 거리를 말하며 노출형 접속슬래브는 그 연

장을 포함한다. 연장이 매우 길어 신축이음장치 설치가 불가피한 경우 별도 검토를 통해 교각부

에 연결슬래브(link slab) 등의 적용을 검토할 수 있다. . 신축량은 전체 온도 변화범위에서의 신장과 수축량 절대값의 합을 말한다. 온도변화범위는 도로

교설계기준 한계상태법(2015)에서 제시하는 콘크리트교 및 강교의 설계 온도변화량에 따르며 교

량 가설지역의 특성을 고려하여 보통기후와 한랭기후를 구분하여 적용한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

221

5.10.2.3 단부슬래브 설계

. 직선 및 곡선은 빔 또는 거더의 형상을 의미한다. 이 지침에서는 곡선반지름 500 m 이상이며,

탄성받침을 적용한 교량을 대상으로 검토하였으므로 곡선반지름이 500 m 미만이거나 교량받침

의 횡방향 스프링강성을 고려할 수 없는 형식인 경우 상세해석을 통해 부재력 및 변위 등을 종합

적으로 검토하여 적용할 수 있다.

(4) 연약지반에 설치되는 교량은 노출형 접속슬래브를 적용하지 않는 것을 원칙으로 한다.

(5) (3)에서 제시된 기준을 초과하여 단부슬래브 연장공법을 적용하지 않기 위해서는 다음 내용을 포

함하여 검토를 하고 발주자의 승인을 받아야 한다. 또한 설계자의 판단에 따라 필요사항을 추가할

수 있다. . 지반 상태, 세굴 유무, 설계 및 시공조건, 향후 유지관리 및 기타 필요한 사항 등 . 횡방향력에 대한 계산 및 하중을 수용하는 설계 세부사항 . 부반력이 예상되는 경우 부반력 처리방안 . 기준을 초과하는 연장, 곡률, 사각을 갖는 경우 상부 구조에 예상되는 부재력 및 변위 등에 대한

상세검토 . 상기사항과 추가적으로 필요한 사항 들을 평가하기 위해 3D 해석 등을 활용하여 영향 검토

(1) 단부슬래브는 흉벽 상단에 지지되지 않는 캔틸레버 구조로 설계한다. 흉벽 상단에서 발생할 수 있

는 단부슬래브의 처짐량은 흉벽 상단에 배치한 조인트 필러두께의 20% 이하로 제 한한다. 이 때

처짐량은 활하중에 의한 교량받침 탄성변형량, 접속슬래브가 연결된 경우 접속슬래브의 자중 및

차량 윤하중 등을 고려하여 다음 식으로 산정한다.

      

 : 활하중에 의한 교량받침의 탄성변형량

 : 윤하중이 흉벽 상단에 재하될 경우의 흉벽상단에서의 슬래브 처짐량

 : 접속슬래브가 연결된 경우 고정하중에 의한 처짐량

(2) (1)의 처짐량을 초과할 경우 슬래브면과 흉벽 상단 미끄럼 판 사이에 발생하는 마찰력을 교대 흉

벽 및 슬래브 설계에 고려한다.

(3) 접속슬래브는 포장형식 및 온도에 의한 신축량 등을 고려하여 그림 5.30과 같이 노출식 또는 매

립식으로 설치할 수 있다. 노출식 접속슬래브의 경우 단부슬래브 연장부와 접속슬래브 접합은 그

림 5.31과 같이 힌지구조로 설계한다.

(4) 매립식 접속 슬래브를 적용하는 경우 차량의 윤하중이 단부슬래브에 직접 작용하는 것으로 한다.

노출식 접속슬래브를 적용하는 경우 접속슬래브의 사하중과 접속슬래브 상부에서의 활하중에 의

해 발생하는 반력을 단부슬래브 연장부에 작용하는 하중으로 반영한다.

제2권 교량

222

(5) 곡선교 및 사교에서 구조해석 결과에 따른 횡방향 변위량은 원칙적으로 날개벽과 단부슬래브 연장

부(노출형 접속슬래브인 경우 접속슬래브를 포함한다.) 사이에 30 ~ 50 mm 유간을 두어 변위를

수용하는 것으로 한다. 교량받침의 횡방향 강성은 고려하되 날개벽과의 접합은 고려하지 않는다.

유간은 내부에 우수 및 이물질이 침투하지 않도록 채움재(PEJF)를 설치하고 상부에 시트 방수재

등을 설치하여 방수처리 한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

223

<그림 5.30> 접속슬래브 형식

제2권 교량

224

5.10.2.4 배수처리 및 기타사항

<그림 5.31> 힌지철근의 연결방식

(1) 단부슬래브는 노면에서 침투한 물이 슬래브 하면을 타고 흉벽 전면으로 스며 나오는 것을 방지하

기 위해 흉벽 상부 끝단에서 최소 100 mm 이상 연장 설치하며 단부슬래브 연장부 하면에 물끊

기 홈을 반드시 설치해야 한다.

(2) 매립식 접속슬래브를 적용하는 경우 단부슬래브 연장공법 하부 접속슬래브 상면에 필터재료와 유

공관을 설치하고 날개벽 쪽으로 배수를 유도한다.

(3) 노출식 접속슬래브를 설치하는 경우 단부슬래브와 접속슬래브 접합면 사이로 침투하는 우수 유입

을 처리하기 위해 단부슬래브 연장 하부에 필터재료와 유공관을 설치하고 날개벽 쪽으로 배수를

유도한다.

(4) 접속슬래브 하면에는 PE시트를 2겹으로 깔며, 단부슬래브와 접속슬래브 접합면 사이로 침투하는

우수가 하부 필터층으로 원활하게 배수될 수 있도록 단부슬래브와 접속슬래브 접합부 하면은 PE

시트를 제거해야 한다.

(5) 교대 배면 및 단부슬래브와 노출슬래브의 접합면 등은 블론아스팔트 방수처리를 원칙으로 하고 제

설제 사용이 많은 지역은 에폭시 등 내염해성이 우수한 방청재료를 적용할 수 있다. 단부슬래브와

노출슬래브의 접합면은 두께 10 mm의 방수형 봉함재를 삽입하고 줄눈처리 한다.

(6) 그림 5.32 과 같이 매립형 접속슬래브를 적용하는 경우 우수 유입을 방지하기 위해 단부슬래브

연장 끝단에서 300 mm 이상 연장하여 마감방호벽을 설치한다. 노출형 접속슬래브를 적용하는

경우 교량 난간방호벽은 접속슬래브 끝단까지 연장하여 설치한다. 이때 난간방호벽은 차량의 충돌

하중을 견딜 수 있도록 교량의 난간 방호벽과 동일하게 설계한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

225

(7) 접속슬래브와 단부슬래브 접합 부의 방호벽에는 수축이음을 설치하여 균열을 유도한다.

(8) 토공부 다이크와 날개벽간의 접속상세는 현장의 조건에 맞게 별도의 시공상세도를 작성해야 한다.

(9) 포장형식 및 신축량에 따른 포장 접합부의 신축조절장치 상세는 일체식교대 교량설계 및 시공지침

(2018, 한국도로공사)에 따른다.

<그림 5.32> 마감 방호벽 상세

마감 방호벽

접속슬래브

방호벽

접속슬래브

방호벽

접속슬래브

제2권 교량

226

5.11 부재 상세

5.11.1 일반사항

(1) 부재 상세에 대한 상세한 규정은 “KDS 24 14 21 4.6”를 참조하고 여기서는 보, 교량바닥판, 기

둥의 주요 항목만 기술한다.

5.11.2 보

5.11.2.1 주철근

(1) 해석에 의해 인장철근 보강이 요구되는 보의 모든 단면에 대하여 아래의 예외 경우를 제외하고는

식 4.6-1과 식 4.6-2에 따라 계산된 값 중 큰 값 이상으로 해야 한다. 균열제한이 필요한 경우

에는 4.2.3.2의 균열제한을 위한 최소 철근 단면적보다는 많이 배치해야 한다.

As min  . .

. ..

.. . (4.6-1)

As min  . .



... (4.6-2)

예외 경우

① 플랜지가 인장상태인 정정 구조물에 대하여 철근의 단면적 As min은 위의 식 4.6-1과 식

4.6-2에서 .와 .. 중 작은 값을 대입하여 계산되는 단면적 이상으로 해야 한다.

② 부재의 모든 단면에서 해석에 의해 필요한 철근량보다 1/3 이상 인장철근이 더 배치되는 경우

는 위의 식을 따를 필요가 없다.

③ 두께가 균일한 구조용 슬래브의 기초판에 대하여 경간방향으로 보강되는 인장철근의 최소 단면

적은 필요한 수축철근량과 같아야 한다. 철근의 최대간격은 슬래브 또는 기초판의 두께의 3배와

450 mm 중 작은 값을 초과하지 않도록 해야 한다.

(2) 극한한계상태에서 중립축의 깊이가 식 4.6-3 으로 결정되는 최대 중립축 깊이 이하가 되도록 인

장철근 단면적 또는 긴장재 단면적을 제한하거나 압축철근 단면적을 증가시켜야 한다.

.max  

 ...  . (4.6-3)

여기서,

. max : 극한한계상태에서의 최대중립축 깊이

 : 모멘트 재분배 후의 계수휨모멘트/탄성휨모멘트 비율, 모멘트를 재분배하지 않는

경우에는   

. : 단면의 유효깊이

제8-2편 교량 상부 구조물

227

5.11.2.2 종방향 인장철근의 길이방향배치

(1) 휨부재의 축방향 철근은 휨모멘트에 의하여 응력이 발생하지만 전단력에 의하여도 추가의 인

장력이 작용한다. 종전의 설계기준에서는 휨모멘트 분포를 기준으로 철근의 전단 위치를 결정

... : 표 3.1-3에 따른 콘크리트의 극한변형률

(7) 연속보의 내부 받침부에서 플랜지에 배치되는 총 인장철근단면적  . 는 플랜지의 유효폭 전체에

걸쳐 분포하도록 배치해야 한다. 이 인장철근의 일부를 복부폭 내부에 집중 배치할 수 있다.

(1) 모든 단면에는 전단력에 의하여 복부와 플랜지에 발생하는 경사균열효과를 포함한 인장력 포락곡

선에 저항하도록 충분한 철근을 배치해야 한다.

(2) 전단철근이 배치된 부재에 대해서는 경사균열에 의해 추가되는 인장력  를 “KDS 24 14 21

4.1.2.3(6)”에 따라 계산해야 한다. 전단철근이 배치되지 않은 부재에 대해서는 경사균열에 의한

추가 인장력을, 모멘트 포락곡선에 비례하는 철근의 인장력 분포를 그림 5.33의 철근의 저항 인

장강도곡선과 같이 부재 길이에 따라 ..  . 만큼 이동시키는 방법으로 반영할 수 있다. 이 규정

은 전단 철근이 배치된 부재에 대해서도 적용할 수 있다. 경사균열에 의한 추가 인장력은 그림

5.33에 나타나 있다.

..  

. cot   cot  

(4.6-4)

여기서,

 : 전단철근과 주인장 현재 사이의 경사각

 : 콘크리트 압축 스트럿과 주인장 철근 사이의 경사각

<그림 5.33> 전단균열 전이효과에 따른 주철근의 절단 위치

제2권 교량

228

하는 방법으로 규정하였고 전단력에 의한 경사균열의 영향을 유효깊이나 철근지름의 배수로

최소연장길이를 갖도록 하는 방식을 사용하였다. 이 기준에서는 철근의 인장력 분포를 기준

으로 철근의 절단위치를 결정하는 방법을 규정함으로써 실제의 철근 거동을 반영하였다.

(2) 전단력에 의한 경사균열의 영향은 휨모멘트에 의한 인장력에 전단력에 의한 인장력이 추가

되는 것으로 해석할 수 있다. 인장력의 추가를 고려하기 위해 모멘트 포락곡선과 비례하는

철근의 인장력 분포를   d 만큼 이동시키는 방법을 제시하였다. 이와 같이 인장력 포락곡

선을 이동시키는 방법을 전이법칙(shift rule)이라고 한다.

5.11.3 교량의 콘크리트 바닥슬래브

5.11.3.1 일반사항

(1) [설계처-1418(2015.5.22.)] “교량 바닥판설계법 적용방안”의 연구결과를 근거로 바닥판설

계법의 적용범위를 다음과 같이 한다.

- 유효지간 2.5 m 이하 거더교량인 경우 전통적 설계법으로 설계

- 유효지간 2.5 m 이상 거더교량인 경우 전통적 설계법 또는 경험적설계법 중 선택

(1) 교량의 콘크리트 슬래브로 된 바닥판은 지지하는 거더 또는 요소 부재와 합성되도록 해야 한다.

완전 합성작용이 발휘되도록 바닥슬래브와 지지 요소 사이에는 충분한 전단연결재를 배치해야

한다.

(2) 바닥판은 처짐을 포함한 과대한 변형이 발생하지 않도록 설계해야 한다. 활하중과 그 동적효과에

의해 유발되는 바닥판 처짐량은 다음의 한계값을 초과하지 않아야 한다. 여기서 L은 바닥판 받침

부의 중심간 거리이다.

① 사람의 통행이 없는 바닥판 : L/800

② 제한된 수의 사람이 통행하는 바닥판 : L/1000

③ 많은 사람이 통행하는 바닥판 : L/1200

(3) 콘크리트 슬래브 바닥판의 피로한계상태에 대한 검증을 수행하지 않아도 된다. 또한, 극단상황하

중조합에서 바닥판을 검토하지 않아도 된다.

(4) 특별히 요구되지 않는 한, 콘크리트 바닥판은 홈 또는 마모 방지 층의 두께를 뺀 판 최소 두께는

220 mm 보다 작아서는 안 된다. 프리스트레스트 콘크리트 바닥판의 최소두께는 200 mm 이상

이어야 한다. 바닥판의 최소 피복 두께는 4.4의 규정을 따라야 한다.

(5) 바닥판의 경사각이 25° 이하일 경우에는 주철근을 경사 방향으로 배치할 수 있다. 그러나 경사각

이 이보다 클 경우에는 주 교각에 직각 방향으로 주철근을 배치해야 한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

229

5.11.3.2 경험적 설계법

(1) 적용 범위

① 교량 바닥슬래브에 대한 경험적 설계법은 윤하중을 지지하는 교량 바닥판의 주요한 구조적 거

동이 휨이 아닌 아치 작용이라는 사실에 근거한 설계법이다. 이 설계법을 적용하여 바닥판을

설계하는 경우 별도의 구조 해석을 수행하지 않아도 된다.

② 경험적 설계법은 이 절 이외의 어떤 항에도 적용할 수 없다.

③ 이 설계법은 3개 이상의 지지 거더와 합성으로 거동하고, 바닥판의 지간 방향이 차량 진행 방

향에 직각인 경우의 콘크리트 바닥판에만 적용할 수 있다.

④ 이 절의 규정들은 캔틸레버 바닥판에 적용할 수 없으며, 캔틸레버 바닥판에 대한 설계는 일반

슬래브 설계 방법을 따른다.

(2) 경험적 설계법을 사용하여 바닥판을 설계할 때, 바닥슬래브의 유효 지간은 다음과 같게 취해야

한다.

① 바닥판이 벽체 또는 보와 일체로 되어 있는 경우, 받침부 내면사이 순거리

② 강재 거더 또는 콘크리트 거더로 지지된 바닥판인 경우, 플랜지 끝까지의 거리에다 복부 내면

에서 플랜지 맨 끝단까지 거리를 합한 값

(3) 설계 조건

교량 바닥슬래브의 두께는 바닥판의 흠집, 마모, 철근 피복 두께를 제외한 수치로 하며, 다음의

조건을 만족시킬 경우에만 경험적 설계법을 적용할 수 있다.

① 바닥판이 콘크리트 거더 또는 강재 거더에 합성 지지된 경우

② 가로보 또는 격벽이 교각 선상에 설치되어 있는 경우

③ 거더 플랜지부의 헌치와 같이 국부적으로 두껍게 한 곳을 제외하고 전체적으로 바닥판의 두께

가 균일해야 함.

④ 바닥판의 두께에 대한 유효지간의 비가 6 이상 15 이하인 경우

⑤ 바닥판의 상 · 하부 철근의 외측면 사이의 두께가 150 mm 이상인 경우

⑥ 유효 지간이 3.6 m를 초과하지 않는 경우

⑦ 바닥판의 흠집, 마모면, 그리고 보호피복두께층을 제외한 바닥판의 최소두께가 240 mm 이상

인 경우

⑧ 캔틸레버부의 길이가 내측 바닥판 두께의 5배 이상이거나 캔틸레버부의 길이가 내측 바닥판 두

께에 3배 이상이고 연속인 콘크리트 방호책과 구조적으로 합성이 된 경우

⑨ 콘크리트는 현장 타설되어 습윤양생되어야 하며, 기준압축강도가 27 MPa 이상인 경우

⑩ 콘크리트 바닥판은 바닥판을 지지하는 구조부재들과 완전합성거동을 해야 함

⑪ 콘크리트 또는 강 거더교인 경우, 위 조항을 만족시키기 위해 바닥판과 콘크리트 주거더를 합

성시키는 전단연결재가 충분히 배치되어야 한다.

(4) 보강 철근량

① 현장 타설 콘크리트 바닥판에는 4개 층의 철근을 배치한다. 철근은 콘크리트 피복두께 요구 조

건에 의해 허용되는 한도에서 바깥 표면에 가까이 배치하며, 유효 경간 방향으로 배치되는 철

제2권 교량

230

5.11.3.3 전통적 설계법

근을 가장 바깥쪽 층에 배치해야 한다.

② 배치해야 되는 4개 층의 철근량은 아래에서 정한 최솟값 이상이어야 한다.

경간 방향 : 하부 철근량 = 콘크리트 바닥판 단면의 0.3% 이상

상부 철근량 = 콘크리트 바닥판 단면의 0.3% 이상

경간방향에 직각방향 : 하부 철근량 = 콘크리트 바닥판 단면의 0.3% 이상

상부 철근량 = 콘크리트 바닥판 단면의 0.3% 이상

(5) 철근의 종류 및 배치

① 배치되는 철근은 SD400 이상이어야 한다.

② 모든 철근은 직선으로 배치하며 겹침이음만 사용할 수 있다.

③ 철근의 중심간격은 100 mm 이상 또한 300 mm 이하로 한다. 다만, 바닥판 지간방향의 하부

인장 주철근의 중심 간격은 바닥판의 두께를 넘어서는 안 된다.

④ 사교의 경사각이 20°를 넘는 경우, 단부 바닥판의 철근은 단부 끝단에서 바닥판의 유효지간에

해당하는 위치까지 (4)에서 규정한 철근량의 2배를 배치한다.

(1) 여기서 규정한 바닥판의 전통적 설계법은 네층으로 구성된 철근이 배치되고 5.15.3.1의 일반 사

항에 부합된 경우에만 적용한다.

(2) 배력철근

① 집중하중으로 작용하는 윤하중을 수평 방향으로 분산시키기 위해 정모멘트에 발생되는 바닥판

하부에는 주철근의 직각 방향으로 배력 철근을 배치해야 한다. 이 때 철근량은 정모멘트에 의

해 소요되는 주철근량에 대해 다음과 같이 계산한 백분률을 적용한 값으로 한다. 여기서  은

바닥판의 지간(m)이다.

가. 주철근이 차량 진행 방향에 직각인 경우



L



≤ 

나. 주철근이 차량 진행 방향에 평행한 경우



L



≤ 

② 주철근이 차량 진행 방향에 직각인 경우 위에서 산정한 배력철근을 바닥판 지간 중앙부 1/2

구간에 배치하며, 나머지 구간에는 산정된 배력철근량의 50% 이상 배치한다.

③ 배치할 배력철근량은 온도 및 건조수축에 소요되는 철근량 이상이어야 한다.

제8-2편 교량 상부 구조물

231

5.11.4 기둥

5.11.4.1 적용범위

(1) 이 규정은 단면의 큰 치수가 작은 치수의 4배 이하인 기둥에 적용한다.

(1) 단면의 큰 치수가 작은 치수의 4배를 초과하는 부재는 벽체로 분류한다. 이 규정은 속이 찬

단면에 적용하는 것으로 속이 빈 단면(중공 단면)에 대해서는 “KDS 24 14 21 4.6.6”을 적

용한다.

5.11.4.2 기둥의 축방향 철근

(1) 비합성 기둥의 축방향 긴장재 및 철근은 다음 식을 만족하는 최대단면적 이하로 배치해야 한다.

A

g

As

 Ag fy

Aps fpu

≤ 

A

g fck

Aps fpe

≤ 

여기서,

As : 겹침이음된 철근을 포함한 모든 철근의 총 단면적(mm2)

Ag : 기둥의 단면적(mm2)

Aps : 프리스트레싱 강재의 단면적(mm2)

fpu : 프리스트레싱 강재의 설계인장강도(MPa)

fy : 축방향 철근의 설계기준항복강도(MPa)

fck : 콘크리트의 설계기준압축강도(MPa)

fpe : 프리스트레싱 강재의 유효 긴장응력(MPa)

(2) 비합성 기둥의 축방향 긴장재 및 철근은 다음 식을 만족하는 최소단면적 이상으로 배치해야 한다.

A

g fck

As fy

 A g fck

Aps fpu

≥ 

여기서, As : 겹침이음 위치가 아닌 일반 단면에서의 축방향 철근 단면적(mm2)

(3) 다각형 단면 기둥의 경우 각 모서리에 최소한 1개의 축방향 철근이 배치되어야 하며, 원형 단면은

4개 이상의 축방향 철근을 배치해야 한다.

제2권 교량

232

(1) 기존의 설계기준에서는 철근콘크리트 압축부재에 대한 축방향 철근의 단면적을 부재 단면적

의 0.08배 이하로 규정하였다. 이 제한은 경제성과 콘크리트 타설의 요구사항을 고려한 실질

적인 상한선으로 간주되어 왔으며, 축방향 철근의 겹침이음까지 고려한 제한이다. 그러나 휨

압축 부재로서의 기둥은 축력과 휨모멘트에 대하여 저항하는 구조요소이므로 단순히 단면적

에 대한 비율로 제한하는 방식보다는 콘크리트 압축강도와 철근의 항복강도를 고려하는 방

식이 합리적이다. 따라서 콘크리트 압축강도와 철근 항복강도의 영향을 고려한 기준을 제시

하였으며, 겹침이음된 철근을 포함한 모든 철근의 총 단면적을 기준으로 한다는 것을 명확히

하였다.

5.11.4.3 기둥의 횡방향 철근

(1) 기둥의 횡방향 철근은 사각형 후프띠철근과 보강띠철근, 원형 띠철근, 단일 철근으로 제작된 나선

철근, 기계적 이음으로 연결된 나선철근으로 구성한다. 기둥에 소성힌지가 형성되도록 설계하는

등 내진 설계의 경우에는 해당 규정에 따라 횡방향 철근을 배치하도록 한다.

(2) 기둥의 횡방향 철근은 축방향 철근 최대 지름의 1/4 이상의 지름을 가진 철근이어야 한다. 횡방

향 철근으로 용접강선망을 사용하는 경우 강선의 지름은 5 mm 이상이어야 한다.

(3) 원형 단면과 타원형 단면을 제외한 기둥 단면에서는 모든 모서리에 있는 축방향 철근과 하나 건너

있는 축방향 철근이 135° 이하로 구부린 띠철근의 모서리에 의하여 횡지지되도록 띠철근을 배치

해야 하며, 어떤 축방향 철근도 띠철근을 따라 횡지지된 축방향 철근의 양쪽으로 중심간격이 600

mm를 초과하지 않아야 한다.

(4) 하나의 후프띠철근에 보강띠철근을 추가로 사용할 때는 하나의 연속된 철근으로 한쪽 단에 135°

이상의 갈고리를 갖고, 다른 쪽 단에 90° 이상의 갈고리를 갖는 보강띠철근을 사용해야 한다. 이

때, 135°갈고리는 띠철근 지름의 6배와 80 mm 중 큰 값 이상의 연장길이를 가져야 하며, 90°

갈고리는 띠철근 지름의 6배 이상의 연장길이를 가져야 한다.