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한계상태설계법 도입에 따른

휨철근량 산정 방안 검토 설계처-4011

(2017.11.10)

1 검 토 배 경

□ 최신 설계기준(한계상태설계법)의 휨 철근량 산정과 관련하

여 설계 실무자간 혼선이 있어, 전문가 자문 및 해외기

준 고찰을 통해 합리적인 적용방안을 도출하고자 함.

2 현 실 태

□ 신 설계기준 도입에 따른 휨 철근량 산정 시 실무자 혼선

(갑설) : 국내설계기준 KDS 24 14 21(콘크리트교 설계기준)에 따라

- 휨 철근량 ------- ①

- 전단균열로 인한 추가 인장력을 고려하는 철근량 ------- ②

: ① + ②를 전체 철근량으로 배근

(을설) : 국내 설계기준이 준용한 유로코드(Euro-Code)의 관련 기준을

상세히 검토하여 반영해야 함

- 추가 인장력( )에 의한 계산 과정은 주철근의 절단위치를

결정하기 위한 것으로서 최대 휨모멘트의 증가는 아님

- 인장철근을 전구간에 동일하게 배근하는 일반적인 설계에는

해당되지 않음

: only ①을 전체 철근량으로 배근

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3 검 토 내 용

□ 기술자문 결과

ㅇ 자문위원 : 해외사업단 이원태 박사 등 5명

ㅇ 자문내용 : 신 설계기준(한계상태설계법)에서의 전단균열로 인한

추가 인장력을 반영한 휨 철근량 산정의 (갑설), (을설) 타당 여부

ㅇ 주요 자문의견 결과 요약

① 추가 인장력은 철근의 절단 으로 인한 파괴 포락선도를 offset

하게 된다는 개념으로서, 최대 모멘트 증가는 아님.

: 유로코드(Euro-Code)에 명시되었으나, 국내 기준에는 없음

② 국내 기준에서 정확한 의미 전달이 되도록 그림 보완 필요

☞ 위원 전원 (을설)이 타당한 것으로 제시함

□ 국내 기준{KDS 24 14 21(콘크리트 설계기준)} 보완 필요

ㅇ 유로코드를 준용하는 문구 삽입으로 설계 실무자 혼선 방지

(현행)

4.1.2.3 (7) 작용전단력 에 의해 종방향 철근에 발생하는 추가 인장력

는 식(4.1-26)로 계산하여야 한다.

   cot  cot

(보완)

4.1.2.3 (7) 작용전단력 에 의해 종방향 철근에 발생하는 추가 인장력

는 식(4.1-26)로 계산하여야 한다.

   cot  cot

여기서, 추가 인장력을 포함한 전체 인장력은 최대모멘트에 의한 인장

력을 초과하지 않아야 한다.

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ㅇ  에 따른 관련 그림을 명확히 해야 할 필요가 있음

(현행)

(보완)

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4 향후 추진계획

□ 위 검토내용이 국가기준으로 반영되도록 관계기관(한국도로협회)에

개정 건의

- (문구 삽입)

“여기서, 추가 인장력을 포함한 전체 인장력은 최대모멘트에 의한 인장력을 초

과하지 않아야 한다.”

- (그림 보완 대체) : 위 참조

붙임 #1 휨 철근량 산정 방안

#2 KDS 24 14 21(콘크리트 설계기준) 일부 발췌

#3 유로코드 관련 규정 일부 발췌

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붙임 # 1

휨 철근량 산정 방안

: 고삼교 P1 기초 계산 (22m×22m×5m)

1) 휨 철근량 --- 

-  = 441,332 kN․m

-   =      ․  ≥ 

 :  ≥  가 되도록 하는 필요 철근량

= 213,628 mm2

- 사용 철근량 : 1단 = S32–175EA = 138,985 mm2

2단 = S32–175EA = 138,985 mm2

――――――――――――――――――――――――――――

277,970 mm2

2) 전단균열로 인한 추가 인장력을 고려하는 철근량 --- 

-  = 106,094 kN,  = 25.7°,  = 90°

-    cot  cot  = 110,142 kN

-   ≥    cot  cot가 되는 추가 철근량

 : 244,759 mm2

구분 필요철근량 사용철근량 (mm2) 개념도

(갑설)

(  +  )

213,628 + 244,759

= 458,387 mm2

1단 = S32–175EA = 138,985

2단 = S32–175EA = 138,985

3단 = S38–175EA = 199,500

계 : 477,470 (88.3 ton)

(을설) ( )

213,628 mm2

1단 = S32–175EA = 138,985

2단 = S32–175EA = 138,985

계 : 277,970 (53.8 ton)