COMBO 3
COMBO 3
-9.323 5.478 19.264
66.746 47.320 45.908
53.733
38.373 32.586
54.173
9.330
R1 R2 R3 R4
3.893 27.893
13.746
22.574 4.344 계수하중
사용하중
0.750 COMBO 1 COMBO 2
R4
R3 R2 R1
ⓒ 단면력 산정
<평상시>
Vu = Vp1 - 1.30 × Vf = 1.365 tonf
Mu = Mp1 - 1.30 × Mf = 46.238 tonf.m
<지진시>
Vu = Vp2 - 1.00 × Vf = 1.050 tonf
Mu = Mp2 - 1.00 × Mf = 37.360 tonf.m
<사용모멘트계산시>
Mu = Mp3 - 1.00 × Mf = 28.639 tonf.m
ⓓ 적용단면력
Vu(max) = 1.365 tonf : 계수전단력 Mu(max) = 46.238 tonf.m : 계수모멘트 Ma(max) = 28.639 tonf.m : 사용모멘트
② 후면저판(뒷굽)의 단면력 계산
R1 = Ru1 × 12본 ÷ 20.916 (tonf/m) R2 = Ru2 × 12본 ÷ 20.916 (tonf/m) R3 = Ru3 × 12본 ÷ 20.916 (tonf/m) R4 = Ru4 × 12본 ÷ 20.916 (tonf/m)
ⓐ 기초자중에 의한 단면력
Vf = 1.200 × 2.800 × 2.500 = 8.400 tonf
Mf = 1.200 × 2.800 × 2.500 × 2.800 ÷ 2 = 11.760 tonf.m
ⓑ 뒷채움 토사에 의한 단면력
Vs = 『작용하중 집계표』 참조 = 45.200 tonf
Ms = 45.200 × 1.278 = 57.766 tonf.m
ⓒ 상재하중에 의한 단면력
Vq = 1.000 × 2.000 = 2.000 tonf
Mq = 2.000 × 1.800 = 3.600 tonf.m
1.200
1.400
0.65 1.5
2.800 1.200
R2 R1
B B Qv
ⓔ 말뚝반력에 의한 단면력
<평상시>
Vp1 = R3 ＋ R4 = 23.158 tonf
Mp1 = R3 × 0.650 ＋ R4 × 2.150 = 20.892 tonf.m
<지진시>
Vp2 = R3 ＋ R4 = 4.423 tonf
Mp2 = R3 × 0.650 ＋ R4 × 2.150 = -11.110 tonf.m
<사용모멘트계산시>
Mp3 = R3 × 0.650 ＋ R4 × 2.150 = 30.868 tonf.m
ⓕ 단면력 산정
<평상시>
Vu = Vp1 - 1.30 × (Vf + Vs) - 0.00 × Vq = -46.522 tonf Mu = Mp1 - 1.30 × (Mf + Ms) - 0.00 × Mq = -69.49 tonf.m
<지진시>
Vu = Vp2 - 1.00 × (Vf + Vs) - 0.00 × Vq = -49.177 tonf Mu = Mp2 - 1.00 × (Mf + Ms) - 0.00 × Mq = -80.64 tonf.m
<사용모멘트계산시>
Mu = Mp3 - 1.00 × (Mf + Ms) - 0.00 × Mq = -38.658 tonf.m
ⓖ 적용단면력
Vu(max) = 49.177 tonf : 계수전단력 Mu(max) = 80.636 tonf.m : 계수모멘트 Ma(max) = 38.658 tonf.m : 사용모멘트
註) U = 1.30D + 2.15L + 1.70H - 말뚝반력에 의한 단면력 U = 1.00D + 1.00H + 1.00E - 말뚝반력에 의한 단면력 D-고정하중, L-활하중, H-토압, E-지진하중
말뚝반력산정시 하중계수가 적용되었으므로, 하중계수를 적용하지 않는다.
3) 철근량 계산
① 전면저판(앞굽) 단면 검토 ＊ 단면제원 및 설계가정
fck=240kg/㎠, fy=3000kg/㎠, k1=0.85, Φf=0.85, Φv=0.80
Mu / Φ = As x fy x (d - a/2) --- (1) a = As x fy / (0.85 x fck x b) --- (2) 式(2)를 式(1)에 대입하여 이차방정식으로 As를 구한다
→ Req As = cm²
Use As = cm² (철근도심 : cm)
1단 : D22 － ( = cm²), cm
＊ 철근비 검토
ρmin : 14 / fy =
0.80 √fck / fy = , ρmin = 적용 ρmax = 0.75 x ρb = 0.75 x k1 x Φx (fck / fy) x {6000 / (6000 + fy)}
ρuse = As / bd =
ρmax ≥ ρuse, As ≥ As(req) x 4/3 → 철근비 만족, ∴ O.K (콘.설 6.3.2)
＊ 휨에 대한 검토
ΦMn = × × × － a ÷ 2 ) = tonf.m
; a = As x fy / (0.85 x fck x b) = cm ≥ Mu ( = tonf.m ) ∴ O.K
＊ 전단에 대한 검토 (d = cm)
ΦVc = × × × b × d
= × × × × = tonf
≥ Vu ( = tonf ), 전단보강 불필요.
＊ 0.0015hb 『도로교설계기준 P.252』
h : 부재두께 ( 최대 ) b : 부재 폭
사용철근량 : D16 －
D16 － = cm²
필요철근량 : × ＜ ∴ O.K
＊ 단면적비(온도 및 건조수축 철근)『콘크리트구조설계기준 해설 P.111』
단면적대비 0.0020 이상 사용철근량 : D16 －
D16 － = cm²
필요철근량 : × ＜ ∴ O.K
26.480
0.0020 120 × 100 = 24.00 ㎠ 26.48 ㎠ [안전율 1.754]
100.0 105.0 0.53
√fck
√240 68.970
0.0015 120 × 100 = 26.480
18.00 ㎠ 26.48 ㎠ CTC 150
0.02890 0.00295
0.85 ( 105.000 81.119
0.00467
0.00413 0.00467
15.000
d1 = 15.000 17.483
4.554 46.238
105.0 0.53 8.0 EA
CTC 150 CTC 150 0.80
0.80
CTC 150 120 cm 1.365
B (cm) H (cm) d (cm) 피복 (cm)
100.0 120.0 105.0 15.0
30.968 30.968
30.968
3000
Mu (tonf.m) Vu (tonf) 46.238 1.365
85 0 . 0 2
2 2
= +
×
×
× −
×
×
φ
As Mu d f bAs f f
y ck
y
② 후면저판(뒷굽) 단면 검토 ＊ 단면제원 및 설계가정
fck=240kg/㎠, fy=3000kg/㎠, k1=0.85, Φf=0.85, Φv=0.80
Mu / Φ = As x fy x (d - a/2) --- (1) a = As x fy / (0.85 x fck x b) --- (2) 式(2)를 式(1)에 대입하여 이차방정식으로 As를 구한다
→ Req As = cm²
Use As = cm² (철근도심 : cm)
1단 : D29 － ( = cm²), cm
＊ 철근비 검토
ρmin : 14 / fy =
0.80 √fck / fy = , ρmin = 적용 ρmax = 0.75 x ρb = 0.75 x k1 x Φx (fck / fy) x {6000 / (6000 + fy)}
ρuse = As / bd =
ρmax ≥ ρuse, As ≥ As(req) x 4/3 → 철근비 만족, ∴ O.K (콘.설 6.3.2)
＊ 휨에 대한 검토
ΦMn = × × × － a ÷ 2 ) = tonf.m
; a = As x fy / (0.85 x fck x b) = cm ≥ Mu ( = tonf.m ) ∴ O.K
＊ 전단에 대한 검토 (d = cm)
ΦVc = × × × b × d
= × × × × = tonf
≥ Vu ( = tonf ), 전단보강 불필요.
＊ 0.0015hb 『도로교설계기준 P.252』
h : 부재두께 ( 최대 ) b : 부재 폭
사용철근량 : D16 －
D16 － = cm²
필요철근량 : × ＜ ∴ O.K
＊ 단면적비(온도 및 건조수축 철근)『콘크리트구조설계기준 해설 P.111』
단면적대비 0.0020 이상 사용철근량 : D16 －
D16 － = cm²
필요철근량 : × ＜ ∴ O.K
＊ 노출면 3㎠ 이상 『도로교설계기준 P.252, 철도설계기준 P.254』
사용철근량 : D16 － = cm²
필요철근량 : mm² ＜ ∴ O.K
26.48 ㎠
CTC 150 13.240
3.00 13.24 ㎠
0.0020 120 × 100 = 24.00 ㎠
26.48 ㎠
CTC 150
CTC 150 26.480
0.0015 120 × 100 = 18.00 ㎠ 120 cm
CTC 150
CTC 150 26.480 49.177
100.0 110.0 72.254 0.80
0.80
0.53 √fck
0.53 √240
7.558
80.636 [안전율 1.726]
110.0
0.00467
0.02890 0.00467
0.85 51.392 3000 ( 110.000 139.20
10.0 8.0 EA
0.00467 0.00413
100.0 120.0 110.0 10.0 80.636 49.177
B (cm) H (cm) d (cm) 피복 (cm) Mu (tonf.m) Vu (tonf)
29.322 51.392
51.392 d1 = 10.000 85 0
. 0 2
2 2
= +
×
×
× −
×
×
φ
As Mu d f bAs f f
y ck
y
4) 사용성 검토
① 전면저판(앞굽)
* 응력 산정
fs = M / [As × (d － χ/3)] = × ÷ ×
－ ÷ 3 )] = kg/㎠
χ = -nAs/b ＋ nAs/b√[1 ＋ 2bd/(nAs)]
= －8 × ÷ ＋ 8 × ÷ ×
＋ 2 × × ÷ ( 8 × )] = cm
Use As = cm² (철근도심 : cm)
1단 : D22 － ( = cm²), cm
* 허용 균열폭
Wa = 0.005tc (습윤 환경) = × － ÷ 2 ) = mm
여기서 tc ; 최외단 철근의 표면과 콘크리트 표면사이의 콘크리트 최소 피복두께(mm)
* 균열폭 산정
R = (H - χ) / (H - χ - d') =
A = 2 × × ÷ 8.0 = cm²
W = 1.08 x R x fs³√(dc x A) x 0.00001
= × × × ³√( × ×
= mm ≤ Wa ( = mm ) ∴ O.K
② 후면저판(뒷굽)
* 응력 산정
fs = M / [As × (d － χ/3)] = × ÷ ×
－ ÷ 3 )] = kg/㎠
χ = -nAs/b ＋ nAs/b√[1 ＋ 2bd/(nAs)]
= －8 × ÷ ＋ 8 × ÷ ×
＋ 2 × × ÷ ( 8 × )] = cm
Use As = cm² (철근도심 : cm)
1단 : D29 － ( = cm²), cm
* 허용 균열폭
Wa = 0.005tc (습윤 환경) = × － ÷ 2 ) = mm
여기서 tc ; 최외단 철근의 표면과 콘크리트 표면사이의 콘크리트 최소 피복두께(mm)
* 균열폭 산정
R = (H - χ) / (H - χ - d') =
A = 2 × × ÷ 8.0 = cm²
W = 1.08 x R x fs³√(dc x A) x 0.00001
30.968 20.466 941.95 20.466
28.639 100000 [ 30.968
30.968 100.0
0.213 0.695
( 105.000
30.968 100.0
√[( 1 100.0 105.0
30.968 15.0
8.0 EA 30.968 d1 = 15.0
0.005 0.695
1.177
( 15.0 2.2
15.0 100.0 375.000
1.08 1.177 941.95 15.000 375.000 ) 0.00001
38.658 100000 [ 51.392
742.91
26.243
51.392 100.0 51.392 100.0
8.0 EA
51.392 ( 110.000 26.243
√[( 1 100.0 110.0
51.392 10.0
0.0050 0.428
1.119
d1 = 10.0 51.392
( 10.0 2.9
10.0 100.0 250.000
가) 말뚝의 선단지지력 검토
타입말뚝 선단부의 극한지지력(qu) 은 도로교표준시방서에서 제시된 표준관입시험치를 이용한 방법을 사용하여 산정한다. (일본 건설성 기준, 선굴착 최종경타공법)
qup= 25 X N X Ap ( ≤ 1000) (매입공법)
여기에서 Ap : 말뚝의 선단면적 (m2)
N : 선단부 지층의 설계 표준관입시험치
(말뚝 선단지반의 설계 N 값은 지지력 산정상 40 을 상한으로 한다.)
풍화암에 지지된 말뚝의 극한 선단지지력은 도로교 표준시방서에서 제시된 방법에 따라 다음과 같이 산정한다.
1) 설계 N 값
설계 N 값은 말뚝선단위치의 N 값과 말뚝선단에서 위방향으로 4D 범위에 있어서의 평균 N 값을 이용하여 다음과 같이 적용한다. (단 설계 N값은40 이하를 적용한다.)
N' = (N1 + N2 )/2 = 50 ≥ 40 설계 N 값은 40 을 적용한다.
여기에서, N1 : 말뚝선단위치의 N 값 N1 =50 N2 : 말뚝선단 위의 4D의 평균 N 값 N2 = 50
2) 말뚝의 선단면적 산정
본 현장에 적용된 말뚝의 선단면적은 다음과 같다.
Ap = (π * D2) / 4 = m2 말뚝의 직경 = m,
말뚝의 두께 = mm
3) 말뚝의 선단 지지력 산정 결과
위에서 제시된 방법에 따라 말뚝의 선단지지력을 산정한 결과는 다음과 같다.
qup = 25 X N X Ap= 25 X 40 X 0.196 = ton
나) 말뚝의 주면 마찰력 검토
말뚝 주변에 작용하는 최대주면마찰력(qsa)은 말뚝의 시공방법과 지반 종류에 따라 다음 표 1. 로 부터 산정한다.
(도로교 표준시방서, 1996, P688)
qsa = ∑(fs X L X As)
여기에서 As : 말뚝의 주변장 (m2) = (π X D) = fs : 단위 주면 마찰력 (표 1. 참조) L : 층의 길이 (m)
0.1964
196.4
1.57 0.500
80.0