기본적인 응력

목차

제3장 기본적인 응력

1. 인장재 : 강구조
1.1 개요
1.2 인장재 거동
1.3 인장재 설계

2. 압축재 : 강구조
2.1 개요
2.2 압축재의 좌굴
2.3 유효좌굴길이와 세장비 제한
2.4 압축재 설계

3. 기둥 : 철근콘크리트 구조
3.1 개요
3.2 최대 축하중
3.3 휨을 받는 기둥

본문내용

부재이며, 주로 압축력을 지지하나 풍하중 등 수평하중이나 보 단부 모멘트에 의해 휨모멘트도 받는다. 기둥의 주철근은 중력하중의 작용방향과 나란하게 기둥 길이방향으로 배근된 철근으로, 축압력을 기둥의 콘크리트와 분담하면서 휨에 의한 인장응력을 지지한다. 보조철근은 주철근의 위치를 고정하면서 기둥 콘크리트의 벌어짐을 구속한다. 그림 8과 같이 직사각형 철근을 띠철근, 일정한 피치로 연속 감아올린 형태의 철근을 나선철근이라 한다.
띠철근 기둥 단면의 최소 치수(일면의 최소 치수)는 200mm 이고, 최소 단면적은 60,000mm2이다. 기둥 축방향 주철근의 단면적은 기둥 전단면적의 0.01배 이상 0.08배 이하이다. 피복 두께는 주철근이나 보강철근의 방화와 부식방지를 위해 40mm 이상 되어야 한다. 횡방향 보강철근(보조철근)의 기능은 주철근의 위치고정과 좌굴 억제, 압축 콘크리트 파괴 시 횡방향 벌어짐을 구속하여 콘크리트의 연성을 증가시킨다.
3.2 최대 축하중
세장비의 영향을 고려하지 않아도 되는 짧은 기둥에 중심 축하중이 작용 시 기둥이 지지할 수 있는 최대 축하중은 식 13과 같다. 콘크리트의 압축강도를 0.85배 저감하는 이유는 장시간 작용하는 하중에 대한 콘크리트의 압축강도는 1∼2분 정도의 시간에 측정되는 표준 압축강도의 85%에 해당되기 때문이다.
식 13
: 기둥의 전단면적 : 철근의 단면적
: 콘크리트의 압축강도 : 철근의 항복강도
식 13의 최대 축하중은 시공오차 등의 편심으로 모멘트가 발생 되므로 축하중 지지능력을 감소시켜 최대 설계축하중()은 식 14와 같다.
나선철근 기둥 : ,
띠철근 기둥 : , 식 14
3.3 휨을 받는 기둥
철근콘크리트 구조에서 기둥은 슬래브와 일체로 타설되어 강접되므로 축하중과 함께 휨모멘트를 받게 되며, 휨모멘트는 기둥에 불리하게 작용한다. 기둥이 축하중()과 함께 모멘트()를 받으면 편심거리()를 갖는 축하중 로 나타내는 것이 편리하다. 편심거리가 작으면 축하중이 증가하여 콘크리트가 압축을 받아 파괴되나, 편심거리가 증가하면 콘크리트 파괴 보다 철근 항복에 의한 인장파괴에 달할 수 있다. 그러나 기둥은 축하중을 지지하므로 철근 항복에 의한 균열은 큰 문제가 되지 않는다. 따라서 기둥 설계는 강도감소효과를 고려한 압축강도와 휨강도가 식 15와 같이 하중계수를 적용한 하중에 의한 축하중과 휨모멘트 이상이 되어야 한다.
,식 15
, : 설계강도, : 소요강도

키워드

인장재,   압축재,   강구조,   좌굴,   세장비,   축하중,   기둥