4장 휨 및 5장 압축재
(인장지배/압축지배단면)
2016-03-29_ccs
Load factors & Load combinations
• 소요강도 : 사용하중에 하중계수를 곱한 계수하중 또는 이와 관련된 단면력
• 하중계수 : 변동성이 작은 하중(고정하중)의 하중계수가 변동성이 큰 하중 (활, 적설, 풍, 지진하중, 토압 등)보다 작음.
소요강도, 하중계수, 하중조합 : KCI 2012 3.3.2
충격의 영향을 고려하는 경우 :
L L+I
• 보의 휨해석 및 이론(analysis)
• 단근보(singly reinforced/ layed)
• 복근보 (doubly reinforced/ layed)
• (반)T형보(T beams)
• 설계 고려 사항
4장 휨재_보의 휨 강도(해석) 및 설계(Flexural Strength & Design)
6장 휨 및 압축 _ KCI2012
• (1) 휨을 받는 부재(보 및 1방향 슬래브)의 설계 개념_ 슬래브(Slab)-보(작은보 Beam /큰보 Girder)-기둥(Col)-기초(Footing)
•
• ??
• (2) 휨을 받는 부재(휨재)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• (3) 강도감소계수의 적용 : 0.85-KCI2012
• (4) 휨을 받는 부재의 응력분포 : 보의 단부와 중앙부
•
•
•
•
•
반T형보
T형보
Behavior of R/C Members in Flexure
강도설계개념 (Ultimate Strength Design _ Philosophy)
Flexural Behavior Design load stages Concrete Steel
Stress-strain relationship
σ σ σ σ σ
휨재의 거동(Flexural Behavior)_단근보
8
M-Φ Relationship
Mcr: cracking moment
fr : modulus of rupture of the concrete
단근보의 해석 및 설계
단근보에서의 인장철근량 결정
철근콘크리트 휨재의 단면
중력하중에 대해서 고려할 때 소요하중 Mu
보의 해석에 대한 결과로부터 부재의 설계강도
강도감소계수∅ ∶ 단면의 해석에 의한 연단변형률에 의해 결정
∅
. .
∅ ∅
응력-변형률 관계 곡선
fy 응 력 응 력
0 ε1 ε2 εu= 0.003 변형률
중립축 M
d εc
εs
(a) 콘크리트의 응력-변형률 곡선
단면해석 및 설계의 가정 _ KCI2012 6.2.1
⑴ 힘의평형조건과 변형률적합조건을 만족시켜야 함.
⑵변형률은 중립축으로부터 거리에 비례하는 것으로가정할 수 있음.
그러나 응력교란구역에서는비선형 변형률 분포를고려하여야 함.
(깊은보 - Deep Beam : STM-Strut Tie Model 적용할 수 있음.)
⑶콘크리트의 극한변형률은0.003으로가정함.(Crushing, 강도설계) 파괴 시 압축 변형률의 하한치. 실제는 0.003~0.004
⑷철근의 응력-변형률곡선은선형탄성-완전소성으로가정함.
⑸ (축하중강도와) 휨강도 계산에서콘크리트의 인장강도는무시함.
⑹ 콘크리트의 압축응력분포는직사각형, 사다리꼴, 포물선형, 또는 강도의 예측에서 광범위한 실험의 결과와 실질적으로 일치하는어떤 형상으로도 가정할 수 있음.
⑺ 콘크리트의 압축응력분포는등가 직사각응력분포로 나타낼 수 있음.
보의 저항모멘트 산정시 고민??
외력의 작용 → 중립축을 중심으로 축 방향으로 인장응력(T), 압축응력( C )의 발생
→ T,C사이의 우력이 내부저항모멘트가 되어 외부 모멘트와 평행.
C = T(static equilibrium)
c
M(내부저항 모멘트)
= T j d d
b
등가직사각형 분포로 가정시 무엇이 문제인가??
C
T c
1)강도설계법에서 콘크리트의 압축응력은 직사각형으로 가정.
2) 압축응력분포의 면적과 직사각형 응력블록의 면적은 같음.
3) 압축합력의 작용점과 직사각형 응력블록의 중심은 같음.
[
등가직사각형 응력블록 by Whitney]
단근보의 (구조단면)설계시에 주어지는 사항은소요하중과대략적인 부재의 크기 주어진 정보를 통해 : 철근량, 콘크리트 강도, 적절한 단면의 크기등을 결정.
