구조물 기초가 콘크리트로 구성 및 받침부로 지지할 경우, 콘크리트 설계지압강도에 대해 설명드립니다. 콘크리트 설계지압강도는 하중이 가해지는 면적과 콘크리트 설계강도에 의해서 결정됩니다.
콘크리트 지압강도 산정시 필요한 지압강도 산정식, 지압강도 면적 구하는 방법, 지압면 깊이 산정하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
콘크리트 설계 지압강도란
콘크리트 설계지압강도는 콘크리트 설계기준강도, 하중재하 면적 및 받침부 투영면적에 따라 결정된다.
1) 허용지압응력
콘크리트 허용지압응력은 0.85fck 로 규정하고 있다. 이는 1968년도에 Hawkins 가 실험한 결과에 의한 값으로 콘크리트 허용압축응력에 주로 사용되는데, 허용지압응력에도 동일하게 적용되었다.
2) 허용지압강도 공식
여기서, A1는 baseplate 또는 지지단면보다 클 수 없다. 즉, 직접 지지하고 있는 면적보다 pedestal 또는 지지면적이 크더라도, A1는 직접지지면적으로 산정해야 한다.
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콘크리트 최대 허용 지압강도
위에 언급된 식보다 더 큰 최대지압허용강도를 사용할 수 있다. 단, 조건을 만족해야하는데 조건은 다음과 같다
1) 최대허용지압강도 사용조건
- 지지면적의 모든 면에서 더 큰 면적으로 지지면적을 구속시킬 수 있어야 한다.
- 지지면적이 경사지거나 계단식으로 구성된 경우, 계단 및 경사도가 급하지 않아야 한다.
- 지지면적에 작용하는 하중이 수직방향으로 작용하는 경우, 다른 방향일 경우 앵커볼트, 전단 러그 등의 보강이 필요하다.
2) 최대허용지압강도 공식
- 여기서, A2는 A1 면적에서 가로 2, 세로 1 경사를 갖는 투영 면적이다. A2는 A1보다 2배를 초과할 수 없다. 또한, 최대허용지압강도 사용조건을 만족하지 못할 경우, 일반 허용지압강도를 사용해야 한다.
3) 최대허용 지압강도 예외사항
- 해당 설계지압강도는 프리스트레스 정착부에는 적용할 수 없다
- 지압판에 충격 및 진동 하중이 있는 경우, 충격 및 진동에 대한 추가 해석이 필요하다
3. 콘크리트 받침부 깊이 결정 방법
콘크리트 설계지압강도를 만족할 경우, 받침부의 깊이도 고려해야할 사항이다. 즉, 지압강도 설계를 통해 콘크리트 받침부 면적을 구했다면 받침부 깊이를 산정해야하는 것이다. 받침부 깊이는 2방향 전단강도를 고려하여 산정할 수 있다. 펀칭전단 설계요구사항에 따라 깊이를 산정할 수 있다.
이상으로 콘크리트 받침부 허용지압강도를 구하는 방법에 대해 알아봤습니다. 콘크리트 지압부분도 중요한 구조 부재입니다. 참고하여 도움이 되시길 바랍니다. 감사합니다.