2011년도 설계실무자료집 - 교량공

251

5-4 코핑부 철근 설계 개선방안 검토 설 계 처-1361

(2011. 6. 7)

I 검토목적

□ 대부분의 교각 코핑부는 교좌장치의 집중하중, 높이가 큰

기하하적 형상 등으로 인해 일반적인 보 이론이 적용되기 어렵고,

□ 이로 인해 복잡, 조밀한 철근 배근으로 시공성이 저하되므로,

이에 대한 개선방안 마련코자 함.

II 문 제 점

□ 코핑부 현설계 기준 및 문제점

◦ 구조계산 시 브라켓/캔틸레버, 깊은보 등 각각 검토 후 필요 철근량 일괄 배근

a (전단지간) = M (전체모멘트)

V (전체수직력)

․깊은보 검토

 = 2a

/d ≤ 5

․브라켓 검토

a/d ≤ 1

․캔틸레버로 검토

a/d > 1

◦ 경험식에 의존하고, 선형적 이론을 근거한 해석

- 불필요한 곳에 철근 과다 또는 필요한 곳에 철근 부족 가능성

ex) 위험단면 전단철근을 전 구간에 걸쳐 사용 : 전단철근 과다

□ 받침부 현설계 기준 및 문제점

◦ 연직․수평하중에 대해 콘크리트 지압․파열 강도 미 반영

◦ 이로 인해 철근량 과다 우려

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

252

III 개선방안

가. 코핑부(깊은 보) 스트럿-타이 모델 해석 적용

□ 스트럿-타이 모델 적용의 타당성

“스트럿-타이 모델” <기본개념>

o 응력흐름이 균일하지 않은 구간(1)D 영역)을

해석․설계하는 트러스 모델

o 내민받침, 깊은보 등

<기본원리>

o 콘크리트는 압축에 강하다

: Compression Strut

o 강재는 인장에 강하다

: Tension Tie

◦ D영역의 기존의 설계는 경험적이거나, 어림잡아 설계하였으나,

스트럿-타이 모델은 힘의 흐름을 잘 구현하는 합리적 해석 방법임

◦ 휨, 전단, 축력의 모든 하중 효과를 동시에 고려하여 일관성 확보함.

□ 설계기준

◦ ACI 318-02 설계기준(2002) 10.7.1

- 기존 경험식에 의존하던 깊은보 전단설계방법을 스트럿-타이 모델로 대체

◦ 콘크리트 구조설계기준 해설(2007) 7.8.1

- 깊은보는 비선형해석 또는 스트럿-타이 모델에 따라 설계하도록 규정

□ T형 교각의 스트럿-타이 모델 적용도

R=8.000

R=8.000

3.600 2.300 3.600

구체 fck = 27 MPa

A B D F

C

E

G

5671kN 5535kN 5344kN 5011kN

4452 7361 10114

-7210

-5343

-9700

4482

3704

9260 6505 3934

-6372

-4722

-9047

3961

3273

-1995

1995

(+): 인장, (-)압축 -4608 -7619 -9787

I

H

후 열

전 열

CL OF PIER

5 6 7 8

1 2 3 4

850 2.600 2.600 2.600 850

1) D영역(Disturbed region) : 집중하중을 받거나, 기하하적으로 단면이 불연속적이어서 보 이론이 적용되지 않는 영역

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253

□ 스트럿-타이 모델 적용 결과 비교

기존 설계방법

개선방안

(스트럿-타이 모델)

주철근 : 3.603ton

수직전단철근 : 2.382ton

수평전단철근 : 1.719ton

계 : 7.704ton

주철근 : 2.591ton(감 28%)

수직전단철근 : 2.547ton(증 7%)

수평전단철근 :1.745ton(증 2%)

계 : 6.883ton (감 11%)

나. 콘크리트 강도를 고려한 받침부 설계

받침 콘크리트

보강철근

코핑부(받침하면)

콘크리트 보강철근

□ 받침콘크리트

◦ 연직․수평하중에 대해 콘크리트 강도(지압․파열)만으로 대부분

저항 가능

◦ 설계 시 검토하여 최소철근 배치

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

254

< 받침콘크리트 보강 설계 기준 >

◦ 연직하중에 대한 검토

- 받침콘크리트 높이×2  연단거리 : 검토 생략 및 최소철근 보강

- 받침콘크리트 높이×2 > 연단거리 : 검토 필요

․ (= 계수연직하중 - 콘크리트 지압강도)에 대해 철근 보강

◦ 수평하중에 대한 검토

- 받침콘크리트 높이×1.5 ≥ 연단거리 : 검토 생략 및 최소철근 보강

- 받침콘크리트 높이×1.5 < 연단거리 : 검토 필요

․  (= 계수수평하중 - 콘크리트 파열강도)에 대해 철근 보강

□ 코핑부 콘크리트

◦ 연직․수평하중에 대해 콘크리트 강도(지압․파열)만으로 대부분

저항 가능

◦ 설계 시 검토하여 철근 배근 여부 판단

< 코핑부 콘크리트 보강 설계 기준 >

◦ 연직하중에 대한 검토

-  (= 계수연직하중 - 콘크리트 지압강도)에 대해 철근 보강

- 보강 철근량   



 

 



◦ 수평하중에 대한 검토

-   (= 계수수평하중 - 콘크리트 파열강도)에 대해 철근 보강

- 보강 철근량    



2011년도 설계실무자료집 - 교량공

255

□ 철근량 및 철근 배근도 비교

구분 기존 설계방법 개선방안

받침 및 코핑부

콘크리트

700 50

274

100

200

126

50

2.400

50

=2.125 88

17@125

88

2.800

807 1.186 807

50

S3 H16 S4 H16

S1 H13 S2 H13

600 50

440 50

2.400

50

=2.200 50

22@100

50

2.800

807 1.186 807

50

S1 H13 S3 H13 S4 H13

160

50

1.300

50

100

8@125=1.000

100

50

88

17@125=2.125

88

50

2.400

S1 H13

S2 H13

50

1.300

12@100=1.200 50

S1 H13

S3 H13

S2 H13

2.400

50

=2.200 50

22@100

50

50

S4 H13

1.003ton 0.368ton

IV 적용방안

□ 설계 중 노선 : 본 방침 적용

□ 공사 중 노선 : 신규․변경 설계 교량에 적용

붙임 #1 코핑부 일반도 및 철근 배근도(기존 및 개선)

#2 받침 철근 배근도(기존 및 개선)

#3 "스트럿타이 모델" 적용에 의한 코핑부 설계 예

#4 교좌받침부(받침 및 코핑) 설계 예

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

256

< 참 고 >

□ 관련 도면

B

C13 H19

C6 H19 C10 H22 C9 H22 C1 H29

C5 H25

B

C10 H22

C10 H22

C7 H19

C11 H19

C1 H29

C3 H29

C2 H29

C4 H29

C5 H25

C9 H22

C9 H22

700 50

274

100

200

126

50

2.400

50

=2.125 88

17@125

88

2.800

807 1.186 807

50

S3 H16 S4 H16

S1 H13 S2 H13

코핑부 배근도 B-B단면

받침부 보강철근 및 받침부

하면 보강철근

□ 철근배근 시공 사진

□ 코핑부 및 기초부 비교

 

 

 

 

구분	코핑부	기초부	비고
철근량	8.867ton	10.425ton	코핑부는 기초부에 비해 좁은 공간에서 많은 철근 배근
체적	53㎥	141㎥
철근 종류	주인장철근, 수직전단철근, 수평전단철근, 받침부 보강철근, 하면 보강철근 등	인장철근, 압축철근, 전단철근(또는 조립철근) 등
철근량 /체적	0.167ton/㎥	0.074ton/㎥

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257

붙 임 #1,2

코핑부 일반도·철근 배근도 및

받침철근 배근도

(기존 및 개선)

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붙 임 #3

교각코핑부 스트럿타이 설계 예

1. 설계조건

1) 본체강도(fck=27Mpa)

2) 철근강도(fy =400Mpa)

2. 단면형상

후 열

전 열

CL OF PIER

5 6 7 8

1 2 3 4

9.500

850 2.600 2.600 2.600 850

850 2.600 2.600 2.600 850

9.500

2.150 2@2.600=5.200 2.150

R=8.000

R=8.000

3.600 2.300 3.600

1.200 1.456

2.800

1.400 1.400

799 1.202 799

정 면 도 평 면 도

구체 fck = 27 MPa

3. 스트럿-타이 모델 및 스트럿 타이 단면력

A B D F

C

E

G

5671kN 5535kN 5344kN 5011kN

4452 7361 10114

-7210

-5343

-9700

4482

3704

9260 6505 3934

-6372

-4722

-9047

3961

3273

-1995

1995

(+): 인장, (-)압축 -4608 -7619 -9787

I

H

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265

4. 철근의 배치

1) 상부철근 선정

- AB타이 :    

   ×

 ×

 

- BD타이 :    

   ×

 ×

 

- DF타이 :    

   ×

 ×

 

- AB타이위치(H29-27EA=17,345㎟)

- BD, DF타이 위치는 시공성을 고려하여 DF타이 필요철근량(H29-27EA+H25-27EA=31,026

㎟)으로 동일 배근한다

2) 전단보강 철근선정

전단력을 전달하기위해 BC와 DE타이 위치에는 각각 4,482kN과 3,704kN의 계수단면력을

전단하

는데 필요한 철근량을 배근하여야 한다.

- BC타이 :    

   × × ×

 × ≒  (H22철근배근)

- DE타이 :    

   × × ×

 × ≒  (H22철근배근)

결정한 각타이 위치에 배치할 스트럽의 수를 이용하여 각 타이의 최대유효폭 1300MM내

에서의

필요 배근간격 s를 구하면 다음과 같다.

- BC타이 : 1300/5.6 = 232.14 (200MM 간격으로 배근)

- DF타이 : 1300/4.6 = 282.61 (250MM 간격으로 배근)

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

266

5. 스트럿 절점영역의 최대유효폭 결정

A

하중판의 폭: 500mm(하중판의 크기)

AB타이 경계면의 폭: 300mm(=피복두께x2)

AC스트럿 경계면의 폭: 579mm

< A절점 >

B

AB타이 경계면의 폭: 300MM(=피복두께X2)

BC타이 경계면의 폭: 1300MM(수직타이 최대유효폭)

BD타이 경계면의 폭: 300MM(=피복두께X2)

BE타이 경계면의 폭: 1254MM

< B절점 >

C

AC스트럿 경계면의 폭: 500MM(설계영역 외단부 거리X2)

BC타이 경계면의 폭: 1300MM(수직타이의 최대 유효폭)

CE스트럿 경계면의 폭: 400MM(피복두께X2)

< C절점 >

D

하중판의 폭: 500mm(하중판의 크기)

BD타이 경계면의 폭: 300mm(=피복두께x2)

DE타이 경계면의 폭: 1300mm

DF타이 경계면의 폭: 300mm(=피복두께x2)

DG스트럿 경계면의 폭: 568mm

< D절점 >

E

BE스트럿 경계면의 폭: 539mm(설계외단부 거리X2)

CE스트럿 경계면의 폭: 400mm(피복두께X2)

DE타이 경계면의 폭: 1300mm

EG스트럿 경계면의 폭: 400mm(피복두께X2)

< E절점 >

F

DF타이 경계면의 폭: 300mm(피복두께X2)

FG스트럿 경계면의 폭: 400mm

FH스트럿 경계면의 폭: 400mm

FI스트럿 경계면의 폭: 400mm

< F절점 >

 

 

 

부 재	최대유효폭
AC	500
BE	539
DG	568
FG	400
EG	400
CE	400
GH	400

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

267

6. 스트럿 강도검토

 

부 재		θ(°)	Fu(kN)	W(req)	W(prov)	안전성
AC	0.75	52	7210	199	500	만 족
BE	0.75	57	5343	148	539	만 족
DG	0.75	72	9700	268	568	만 족
FG	0.75	75	1995	55	400	만 족
EG	1.0	15	7619	158	400	만 족
CE	1.0	15	4608	96	400	만 족
GH	1.0	75	9787	203	400	만 족

 

 

7. 절점영역의 강도 검토

 

 

절 점		종 류	단면력	Fu(kN)	W(req)	W(prov)	안전성
A	0.8	CCT	V T-AB C-AC	5671 4452 7210	125 98 159	500 300 568	만 족
B	0.6	CTT	T-AB T-BD T-BC C-BE	4452 7361 4482 5343	131 216 132 157	300 300 1300 1254	만 족
C	0.8	CCT	C-AC C-CE T-BC	7210 4608 4482	159 102 99	579 400 1300	만 족
D	0.6	CTT	V C-DG T-BD T-DF T-DE	5535 9700 7361 10114 3704	163 285 216 297 109	500 568 300 300 1300	만 족
E	0.8	CCT	C-CE C-EG C-EB T-ED	4608 7619 5343 3704	102 168 118 82	300 300 400 400	만 족
F	0.6	CTT	T-DF T-FI T-FH T-FG	10114 9260 1995 1995	297 272 59 59	300 300 400 400	만 족
G	1.0	CCC	C-GE C-GD C-GF C-GH	7619 9700 1995 9787	134 171 35 173	400 568 400 400	만 족

 

 

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

268

8. 균열제어를 위한 최소철근량 검토

- 최소철근량 배근

 

    ≥ 

1) AC 스터럿 :  

      ×

 ×

  ×

 ×

   ≥ 

2) BE 스터럿 :  

      ×

 ×

  ×

 ×

   ≥ 

3) DG 스터럿 :  

      ×

 ×

  ×

 ×

   ≥ 

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

269

9. 철근배근 상세도

현 설 계

- 주철근: H29-27ea+H29-27ea - 수평전단철근: H22-6 (간격:200mm)

- 수직전단철근: H19-6 (간격:200mm)

스트럿 타이

- 주철근: H29-27ea+H25-27ea - 수평전단철근: H22-6ea (간격:250mm)

- 수직전단철근: H22-6ea (간격:300mm, 200mm, 250mm)

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

270

10. 철근량 비교

 

 

 

 

	주 철 근	수직ㆍ수평철근
현 설 계	H29-27EA+H29-27EA (3.603TON)	H19-6EA+H22-6EA (4.101TON)
스트럿 타이	H29-27EA+H25-27EA (2.591TON)	H22-6EA+H22-6EA (4.292TON)
철근량(증감)	-1.012TON	+0.191
철근량(증감)	-0.821TON

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

271

[붙임 4] 교량 받침부 설계 예

1. 설계조건

1-1 하중조건(계수하중)

1) 연직하중= (1.3X고정하중)+(2.15X활하중)=3171.655kN

2) 수평하중

- 교축방향 = 265.589kN

- 교직방향 = 179.234kN

3) 최소형하공간

- 탄성받침 : 250MM

- 강제받침 : 300MM

- 박스교량 강제받침 : 400MM

- 적용형하공간 : 받침높이+무수축몰탈=224MM < 250MM ⇒ 받침콘크리트 필요

⇒ 받침콘크리트 50MM 적용

2. 받침콘크리트 안전검토 및 보강설계

2-1 받침 콘크리트 검토 생략 조건

1) 지압에 대한 검토

받침 콘크리리트의 연단거리가 받침 콘크리트 높이(ha)의 2배 이상이면

지압에 대한 검토는 생략한다.

받침콘크리트 높이(ha) = 50 mm

교축방향연단거리 = Min( 219 , 219 )= 219 mm > 50 x 2 = 100 mm

지압에 대한 검토가 필요 없음

교축직각방향연단거리 = Min( 370 , 370 )= 370 mm > 50 x 2 = 100 mm

지압에 대한 검토 필요 없음

2) 수평하중에 대한 검토

받침 콘크리리트의 연단거리가 받침 콘크리트 높이(ha)/1.5 이상이면

수평하중에 대한 검토는 생략한다.

받침콘크리트 높이(ha) = 50 mm

교축방향연단거리 = Min( 219 , 219 )= 219 mm > 50 / 1.5 = 33.33 mm

붙 임 #4

교량 받침부 설계 예

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

272

수평하중에 대한 검토가 필요 없음

교축직각방향연단거리 = Min( 370 , 370 )= 370 mm > 50 / 1.5 = 33.33 mm

수평하중에 대한 검토 필요 없음

2-2 받침 콘크리트의 철근 배근

1) 최소철근 및 가외철근

* 받침 콘크리가 구조적 안전성을 확보하고 있다 할지라도

균열 및 취상 파괴 방지를 위해 최소 철근 및 가외철근을 배근한다.

* 최소철근과 가외철근은 코핑부와 일체 거동을 할 수 있을 정도의 철근량을 배근한다.

① 각 방향에 대해 동일간격으로 적용한다.

② 최소철근량

- 최소철근은 D13이상의 철근을 200mm이하의 간격으로 배근한다.

- 0.0015hs 이상이어야 한다.

여기서, h는 받침콘크리트 두께이며 s는 철근의 배근간격이다.

- 철근은 П 형으로 가공하고 수직길이는 철근의 정착길이 이상으로 하되

수평력에 의한 파괴면을 고려하여 가능한 길게 한다.

③ 가외철근

- 가외철근은 200mm이하의 간격으로 배근한다.

- 철근 간격은 50mm 내외에서 이동할 수 있다. (소켓에 의한 철근절단 방지)

- П 형 철근을 배근하되 주철근을 90도 표준갈고리를 갖도록 한다.

④ 철근피복

- 철근 피복은 50mm 이상 확보하여야 한다.

⑤ 철근 배근 방법

- 최소철근과 가외철근은 2싸이클로 배근하여야 한다.

- 최소 철근량 = 0.0015 hs

․ 배근기준

받침콘크리트 높이 ha = 50 mm

철근 간격 s = 200 mm

철근량 As,min = 0.0015 x 50 x 200 = 12 mm2

배근 철근의 종류 및 철근량 D 13 As= 126.7 mm2

D13철근을 200mm 간격으로 배치할 수 있다.

교축방향 철근 개수 = (bx-100)/ s = 1100 / 200 = 5.5 = 6EA

교축직각방향 개수 = (by-100)/s = 1200 / 200 = 6.0 = 6EA

정착길이 Ldb= 0.6 x db x fy / √ fck

= 0.6 x 13 x 400 / √ 27 = 600 mm

․ 배근 철근량

교축방향 철근길이 = 1670 mm (철근피복 50mm)

교축직각방향 철근길이 = 1670 mm (철근피복 50mm)

교축방향 1개당 철근길이 = 2625 mm

교축직각방향 1개당 철근길이 = 2625 mm

철근길이 합 = 23628 + 23628 = 47255 mm

철근단면적 = 47255 x 127 = 5987261 mm2

- 가외 철근량

․ 배근기준

철근 간격 s = 200 mm

배근 철근의 종류 D13 As= 126.7 mm2

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

273

교축방향 철근 개수 = (bx-100)/ s = 900 / 200 = 4.5 = 5EA

교축직각방향 개수 = (by-100)/s = 1000 / 200 = 5.0 = 5EA

90도 갈고리의 정착길이 = 12db = 13 x 12 = 156 mm

3. 코핑콘크리트 안전검토 및 보강설계

3-1 코핑부 단면제원

교축방향 유효폭 = 1400 mm

- 교축방향 제원

배면길이 받침길이 전면길이

받침 전면 기준 220 + 760 + 420 = 1400 mm

앵커볼트 기준 255 + 690 + 455 = 1400 mm

- 교축직각방향 제원 (최외측 받침 기준)

좌측길이 받침길이 우측길이

받침 전면 기준 570 + 560 + 1020 = 2150mm 받침중심간 거리 2600mm

앵커볼트 기준 605 + 490 + 1055 = 2150mm

3-1 연직하중에 대한 안전평가

1) 검토 조건

- 받침콘크리트가 없는 경우 연직하중에 대한 검토를 실시하여야 한다.

2) 검토 방법

- 지압면적(받침 순단면적)

A1 = b1x x b1y = 760 x 560 = 425600 mm2

- 지압강도

․ 받침콘크리트 재원 = 배면길이 받침길이 전면길이

221 + 760 + 219

받침 콘크리트 전면길이가 219mm로서 지압저항길이 100mm보다 크므로 지압증가를

시킬 수 있다.

․ Rp = Φ0.85 fck A1 ( Φ =0.75)

= 0.75 x 0.85 x 27 x 425600 = 7326kN (받침 면적만 고려)

RF = 7497 kN > 계수연직하중 =3171.7 kN 받침면적만 고려하면 OK

- 연직하중의 분포 면적은 교축방향 배면길이, 전면길이, 교축직각방향 좌측길이,

우측길이중 가장 작은 값을 이용한다.

- 연직하중 분포 면적을 산정하기 위한 최소 길이 =

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

274

=Min( 221 , 419 , 570 , 1020 )= 221 mm

Scx = 760 + 221 x 2 = 1202 mm

Scy = 560 + 221 x 2 = 1001 mm

- 연직하중 확대분포면적(A2) = Scy x Scx =

= 1202 x 1001 = 1203202mm2

- 증가계수 = A2

√ A1

= 1203202 = 1.68 > 2 ≒ 1.68

√ 425600

RF = 0.75 x 0.85 x 27 x 425600 x 1.68 = 12307kN

= 12307 kN > 계수연직하중 = 3171.7 kN ∴ OK

3-2 수평하중에 대한 안전평가

- 수평하중에 대한 평가는 전열 앵커 소켓의 파괴 조건과

후열 앵커 소켓 파괴조건에 대해 검토하여야 한다.

- 계수 수평하중

․ 전열의 앵커에 대한 검토는 계수 수평하중의 1/2을 적용한다.

․ 후열의 앵커에 대한 검토는 전체 계수 수평하중을 적용한다.

2) 교축방향에 대한 수평력 평가

(1) 교축방향 전열 앵커에 대한 평가

① 검토 조건

앵커시스템에 의한 공칭파열강도 > 계수 수평하중 Vcb > rPhx

② 전열앵커에 대한 검토

c1 = 256mm c1=256mm

c2 = 1.5Xc1 512mm < L2 = 1055 mm c2=512mm

c3 = 1.5Xc1 512mm < L3 = 605 mm c3=512mm

s1 = 교축방향앵커간거리 690 mm s1=690mm

s2 = 교축직각방향앵커간거리 490 mm s2=490mm

ha = 1.5Xc1 or 전단파괴높이 512 mm < ha=1300mm ha=512mm

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

275

․ Avo =2(1.5c1) x ha = 2 x 1.5 x 256 x 512 = 393216mm2

․ Av 계산

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha Av =(2ha +s2) x ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha Av =(c2 +s2+c3) x ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha

c2 < ha Av =(2ha +s2) x ha = 775168 mm2

c3 > ha Av =(c2 +s2+c3) x ha = 775168 mm2

s2 < 2ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha = 1048576 mm2

해당 case ? 2 결정 Av = 775168 mm2

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha

․ 연단거리 영향계수 Φ1 = 1.0 c2 ≥ 1.5c1

= 0.7 +0.3 c2 /1.5c1 c2 ≤ 1.5c1

c2 = 512 < 1.5c1 = 384 mm

Φ1 = 0.9

․ 균열 영향계수 Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

1.0 (균열이 있는 경우)

Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

․ Vb = 0.6 x (

l

)0.2 √ do √ fck c11.5

do

= 0.6 x (

320

)0.2 x √ 40 x √ 27 x 2561.5 = 122.42kN

40

소켓의 직경 do = Dad = 40 mm

소켓의 하중지지길이 ( l ) = Las - 50 = 410 - 50 = 360mm

= 360mm > 8do = 320mm, l = 320

(50mm는 무수축모르타르 높이이다) ․ 앵커 시스템에 의한 공칭 파열강도

Vcb = 0.75 x

Av

x Φ1 x Φ2 x Vb

Avo

= 0.75 x

775168

x 1.0 x 1.4 x 122.42

393216

= 337.87 kN > 전열 앵커에 작용하는 계수 수평하중 = 132.79kN

∴ OK < 별도 보강 철근 필요없음 >

(2) 교축방향 후열 앵커에 대한 평가

① 검토 조건

앵커시스템에 의한 공칭파열강도 > 계수 수평하중 Vcb > rPhx

② 후열앵커에 대한 검토

c1 = 946 mm c1= 946mm

c2 = 1.5Xc1 1419 mm < L2 = 1055mm c2=1055mm

c3 = 1.5Xc1 1419 mm < L3 = 605mm c3= 605mm

s1 = 교축방향앵커간거리 690 mm s1= 690mm

s2 = 교축직각방향앵커간거리 490 mm s2= 490mm

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

276

ha = 1.5Xc1 or 전단파괴높이 1419mm < ha=1300mm ha=1300mm

․ Avo =2(1.5c1) x ha = 2 x 1.5 x 946 x 1300 = 3689400mm2

․ Av 계산

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha Av =(2ha +s2) x ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha Av =(c2 +s2+c3) x ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha

c2 < ha Av =(2ha +s2) x ha = 4017000 mm2

c3 < ha Av =(c2 +s2+c3) x ha = 2795000 mm2

s2 < 2ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha = 5538000 mm2

해당 case ? 2 결정 Av = 2795000 mm2

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha

․ 연단거리 영향계수 Φ1 = 1.0 c2 ≥ 1.5c1

= 0.7 +0.3 c2 /1.5c1 c2 ≤ 1.5c1

c2 = 1055 < 1.5c1 = 1419 mm

Φ1 = 0.92

․ 균열 영향계수 Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

1.0 (균열이 있는 경우)

Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

․ Vb = 0.6 x (

l

)0.2 √ do √ fck c11.5

do

=

0.6 x (

320

)0.2 x √ 40 x √ 27 946 1.5 = 869.59kN

40

소켓의 직경 do = Dad = 40 mm

소켓의 하중지지길이 ( l ) = Las - 50 = 410 - 50 = 360mm

= 360mm > 8do = 320mm, l = 320

(50mm는 무수축모르타르 높이이다) ․ 앵커 시스템에 의한 공칭 파열강도

Vcb=0.75 x

Av

x Φ1 x Φ2 x Vb

Avo

= 0.75 x

2795000

x 0.92 x 1.4 x 869.59

3689400

= 636.38 kN > 전열 앵커에 작용하는 계수 수평하중 = 265.58kN

∴ OK < 별도 보강 철근 필요없음 >

2) 교축직각방향에 대한 수평력 평가

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

277

① 전열앵커에 대한 검토

c1 = 570 mm c1=570mm

c2 = 1.5Xc1 855 mm L2 = 256 c2=256mm

c3 = 1.5Xc1 855 mm L3 = 454 c3=454mm

s1 = 교축직각방향앵커간거리 840 mm s1=690mm

s2 = 1.5Xc1 or 전단파괴높이 490 mm s2=490mm

ha = 855 mm ha = 1300 ha = 855

․ Avo =2(1.5c1) x ha = 2 x 1.5 x 570 x 855 = 1.4+06mm2

․ Av 계산

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha Av =(2ha +s2) x ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha Av =(c2 +s2+c3) x ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha

c2 < ha Av =(2ha +s2) x ha = 1881000 mm2

c3 < ha Av =(c2 +s2+c3) x ha = 1026000 mm2

s2 < 2ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha = 2069100 mm2

해당 case ? 2 결정 Av = 1026000 mm2

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha

․ 연단거리 영향계수 Φ1 = 1.0 c2 ≥ 1.5c1

= 0.7 +0.3 c2 /1.5c1 c2 ≤ 1.5c1

c2 = 256 < 1.5c1 = 855 = Min(ha, 1.5c1) = 855 mm

Φ1 = 1.0

․ 균열 영향계수 Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

1.0 (균열이 있는 경우)

Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

․ Vb = 0.6 x (

l

)0.2 √ do √ fck c11.5

do

= 0.6 x ( 320 )0.2 x √ 40 x √ 27 x 570 1.5 = 406.7kN

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

278

40

소켓의 직경 do = Dad = 40 mm

소켓의 하중지지길이 ( l ) = Las - 50 = 410 - 50 = 360mm

= 360mm > 8do = 320mm, l = 320 ․ 앵커 시스템에 의한 공칭 파열강도

Vcb=0.75 x

Av

x Φ1 x Φ2 x Vb

Avo

= 0.75 x

1026000

x 0.78 x 1.4 x 406.7

1462050

= 236.44 kN < 전열 앵커에 작용하는 계수 수평하중 = 89.617 kN

∴ OK < 별도 보강철근 필요없음 >

② 후열앵커에 대한 검토

c1 = 1060 mm c1 = 1060 mm

c2 = 1590 mm L2 = 256 c2 = 256 mm

c3 = 1590 mm L3 = 454 c3 = 454 mm

s1 = 690 mm s1 = 690 mm

s2 = 490 mm s2 = 490 mm

ha = 1590 mm ha = 1300 ha = 1300 mm

․ Avo =2(1.5c1) x ha = 2 x 1.5 x 1060 x 1300 = 4.13+06 mm2

․ Av 계산

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha Av =(2ha +s2) x ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha Av =(c2 +s2+c3) x ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha

c2 < ha Av =(2ha +s2) x ha = 4017000 mm2

c3 < ha Av =(c2 +s2+c3) x ha = 1560000 mm2

s2 < 2ha Av =(c2 +2ha+c3) x ha = 4303000 mm2

해당 case ? 2 결정 Av = 1560000 mm2

case1 ; c2 and c3 > ha, s2 ≤ 2ha

case2 : c2 and c3 ≤ ha, s2 ≤ 3ha

case3 : c2 and c3 ≤ ha, s2 > 4ha

․ 연단거리 영향계수 Φ1 = 1.0 c2 ≥ 1.5c1

= 0.7 +0.3 c2 /1.5c1 c2 ≤ 1.5c1

c2 = 256 < 1.5c1 = 1590 = Min(ha, 1.5c1) = 1300mm

Φ1 = 0.748

․ 균열 영향계수 Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

1.0 (균열이 있는 경우)

Φ2 = 1.4 (균열이 없는 경우)

․ Vb = 0.6 x (

l

)0.2 √do √fck c11.5

do

= 0.6 x (

320

)0.2 x √ 40 x √ 27 x 10601.5 = 1031.43kN

40

소켓의 직경 do = Dad = 40 mm

소켓의 하중지지길이 ( l ) = Las - 50 = 410 - 50 = 360mm

= 360mm > 8do = 320mm, l = 320 ․ 앵커 시스템에 의한 공칭 파열강도

Vcb=0.75 x Av x Φ1 x Φ2 x Vb

2011년도 설계실무자료집 - 교량공

279

Avo

= 0.75 x

1560000

x 0.748 x 1.4 x 1031.43

4134000

= 305.69 kN < 후열 앵커에 작용하는 계수 수평하중 = 179.23kN

∴ OK < 별도 보강철근 배근 필요없음 >

일반도 배근도

50 50

50

410

50

1300

650 650

2400

600 1200 600

50 50

50

760

50

50 50

50

560

50

50

50

610

50

50

2.800

799 1.202 799

150 24

50

50

274

교축방향

4. 단면도 및 배근도