1. 설계조건 Fy = 235 MPa Fu = 400 MPa Es = 205000 MPa * 달대부재 (H 형강 ) H- 200x200x8x12 d = 200 mm Ag = 6353 mm 2 r = 13 mm bf = 200 mm Ix = 47200000 mm 4 tw = 8.0 mm Sx = 472000 mm 3 tf = 12 mm w = 499 N/m Af = bf*tf = 200*12 = 2400 mm 2 Aw = d*tw = 200*8 = 1600 mm 2 Zx = 2*(bf*tf*(d/2-tf/2) + (d/2-tf)*tw*(d/2-tf)/2) = 2*(200*12*(200/2-12/2) + (200/2-12)*8*(200/2-12)/2) = 513152 mm 3 * 콘크리트 fck = 28 MPa * 앵커철근 fyr = 400 MPa fur = 560 MPa * 용접재인장강도 Fuw = 420 MPa 앵커철근 (Nxr) 매입강판 Lx dxr @Pxr dxr 콘크리트부재 Lhd La Ly dyr Pyr dyr * 작용인장력 Put = 606 kn α = 1.5 Put,req = Put*α = 606*1.5 = 909.0 kn 연결판 인장부재 ( 달대부재 ) 이음판 x y y x < 웨브 > 2. 인장부재 ( 달대부재 ) 이음 d 1) 설계인장항복강도 φpn = φt*fy*ag = 0.9*235*6353 *1/10^3 = Put 1343.7 kn Put,req / φpn = 909 / 1343.7 = 0.68 1.00...OK bf < 플랜지 > 2) 응력분배 (1) 플랜지분담응력 Puf1 = Put,req*(Af/Ag) = 909*(2400/6353) = 343.4 kn Puf2 = φt*af*fy = 0.9*2400*235 *1/10^3 = 507.6 kn Puf = MIN(Puf1, Puf2) = MIN(343.4, 507.6) = 343.4 kn (2) 웨브분담응력 Puw = Put,req - 2*Puf = 909-2*343.4 = 222.20 kn 3) 플랜지이음부 (1) 소요볼트 * 플랜지 1개기준 고력볼트 직경 구멍직경열수 ( 열 ) 행수 ( 행 ) 전체개수볼트간격볼트간격볼트간격연단거리 연단거리 사이간격 Db(mm) Dbh(mm) Nx Ny1/Ny2 N(EA) Px1(mm) Px2(mm) Py(mm) dx(mm) dy(mm) ef(mm) F10T M16 18 2 2 4 130 0 60 35 50 5 0 2 (Ny1 > Ny2) bf,prov = Px1+2*(Nx/2-1)*Px2+2*dx = 130+2*(2/2-1)*0+2*35 = 200.0 mm bf = 200mm...OK b2,max = (bf-tw-2*r)/2 = (200-8-2*13)/2 = 83.0 mm 2*dx+px2 = 70 mm OK 1/8
φ = 1.00 μ = 0.50 ( 블라스트후페인트하지않은경우 ) hf = 1.00 Fu = 1000 MPa Ab = 201.1 mm 2 /EA 전단면의수 Ns = 2 설계볼트장력 To = 0.70*Fu*0.75*Ab = 0.70*1000*0.75*201.1 *1/10^3 = 105.6 kn/ea φrn = φ*μ*hf*to*ns = 1*0.5*1*105.6*2 = 105.6 kn/ea (2) 이음판 N,req = Puf / φrn = 343.4 / 105.6 = 3.25 EA 4 EA...OK Fyp = 235 MPa Fup = 400 MPa * 플랜지 1 개기준 매수폭길이두께면적구멍개수구멍직경 s²/(4*g) 공제면적 (mm) (mm) tp (mm) Ag (mm 2 ) (mm) (mm) (mm 2 ) 외부판 1 200 162.5 6 1200 2 18 0-216 내부판 2 70 162.5 6 840 1 18 0-216 12 2040-432 (0.81) * 인장항복강도 φpn = φt*fyp*ag = 0.9*235*2040 *1/10^3 = 431.5 kn Puf/ φpn = 343.4 / 431.5 = 0.80 1.00...OK * 인장파단강도 U = 1.00 An = MIN(2040+(-432), 0.85*Ag) = MIN(1608, 0.85*2040) = 1608.0 mm 2 φpn = φt*fup*ae = φt*fup*u*an = 0.75*400*1*1608 *1/10^3 = 482.4 kn Puf/ φpn = 343.4 / 482.4 = 0.71 1.00...OK (3) 블록전단강도 L = (Ny-1)*Py = (2-1)*60 = 60.0 mm 1 이음판 * 인장저항순단면적 Ant = Agt - Dbh*(Nx/2-0.5)*tp = 420-18*(2/2-0.5)*12 = 312.0 mm 2 * 인장저항총단면적 Agt = (Px2+dx)*tp = (0+35)*12 = 420.0 mm 2 * 전단저항순단면적 Anv = Agv - Dbh*(Ny-0.5)*tp = 1320-18*(2-0.5)*12 = 996.0 mm 2 * 전단저항총단면적 Agv = (L+dy)*tp = (60+50)*12 = 1320.0 mm 2 Fup*Ant = 400*312 *1/10^3 = 124.8 kn 0.6*Fup*Anv = 0.6*400*996 *1/10^3 = 239.0 kn Fyp*Agt =235*420 *1/10^3 = 98.7 kn 0.6*Fyp*Agv = 0.6*235*1320 *1/10^3 = 186.1 kn 이음판두께 φpn = φt*(ubs*fup*ant + MIN(0.6*Fup*Anv, 0.6*Fyp*Agv)) * 2개소 = 0.75*(1*124.8 + MIN(239, 186.1)) * 2 = 466.4 kn Puf/ φpn = 343.4 / 466.4 = 0.74 1.00...OK 2 인장재플랜지 * 인장저항순단면적 Ant = Agt - Dbh*(Nx/2-0.5)*tf = 420-18*(2/2-0.5)*12 = 312.0 mm 2 * 인장저항총단면적 Agt = (Px2+dx)*tf = (0+35)*12 = 420.0 mm 2 * 전단저항순단면적 Anv = Agv - Dbh*(Ny-0.5)*tf = 1320-18*(2-0.5)*12 = 996.0 mm 2 2/8
* 전단저항총단면적 Agv = (L+dy)*tf = (60+50)*12 = 1320.0 mm 2 Fu*Ant = 400*312 *1/10^3 = 124.8 kn 0.6*Fu*Anv = 0.6*400*996 *1/10^3 = 239.0 kn Fy*Agt = 235*420 *1/10^3 = 98.7 kn 0.6*Fy*Agv = 0.6*235*1320 *1/10^3 = 186.1 kn 플랜지두께 φpn = φt*(ubs*fu*ant + MIN(0.6*Fu*Anv, 0.6*Fy*Agv)) * 2개소 = 0.75*(1*124.8 + MIN(239, 186.1)) * 2 = 466.4 kn Puf/ φpn = 343.4 / 466.4 = 0.74 1.00...OK 4) 웨브이음부 Puw = 222.2 kn Vuw = 0 kn Muw = 0.0 kn-m (1) 소요볼트 * 웨브한쪽기준고력볼트직경구멍직경열수행수전체개수볼트간격볼트간격연단거리연단거리사이간격 Db(mm) Dbh(mm) Nx( 열 ) Ny( 행 ) N(EA) Px(mm) Py(mm) dx(mm) dy(mm) ew(mm) F10T M16 18 2 2 4 60 40 50 35 5 웨브제 1 볼트 - 플랜지내측덧판거리 (d-2*tf-2*tp2-(wly-dy*2))/2 = (200-2*12-2*6)-(110-35*2))/2 = 62.0 mm 60 mm...ok φ = 1.00 μ = 0.50 ( 블라스트후페인트하지않은경우 ) hf = 1.00 Fu = 1000 MPa Ab = 201.1 mm 2 /EA 전단면의수 Ns = 2 설계볼트장력 To = 0.70*Fu*0.75*Ab = 0.70*1000*0.75*201.1 *1/10^3 = 105.6 kn/ea φrn = φ*μ*hf*to*ns = 1*0.5*1*105.6*2 = 105.6 kn/ea Bolt 도심 -Bolt y 거리도심 -Bolt x 거리 diy diy 2 Dbh*diy dix dix 2 (mm) (mm 2 ) (mm 2 ) (mm) (mm 2 ) 1 20 400 360 30 900 2-20 400 360-30 900 3 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0 9 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 13 0 0 0 0 0 14 0 0 0 0 0 15 0 0 0 0 0 합계 800 720 0 1800 Ip = Ix+iy = Nx* (diy²) + Ny* (dix²) = 2*800 + 2*1800 = 5200.0 mm 2 3/8
RMx = Muw*diy/Ip = 0*10^6*20/5200 *1/10^3 = 0.00 kn/ea RMy = Muw*dix/Ip = 0*10^6*30/5200 *1/10^3 = 0.00 kn/ea RH = Puw/N = 222.2/4 = 55.55 kn/ea RV = Vuw/N = 0/4 = 0.00 kn/ea R = ((RMx+RH)²+(RMy+RV)²) = ((0+55.55)²+(0+0)²) = 55.55 kn/ea R/φRn = 55.55 / 105.6 = 0.53 1.00...OK (2) 웨브이음판 * 한쪽웨브기준 Fyp = 235 MPa 매수폭길이두께면적구멍개수구멍직경공제면적 Fup = 400 MPa wlx(mm)wly(mm) tp(mm) Ag(mm 2 ) (mm) (mm 2 ) 2 162.5 110 6 1320 2 18-432.0 12 1320-432.0 * 인장항복강도 φpn = φt*fyp*ag = 0.9*235*1320 *1/10^3 = 279.2 kn Puw / φpn = 222.2 / 279.2 = 0.80 1.00...OK * 인장파단강도 An = MIN(1320+(-432), 0.85*Ag) = MIN(888,0.85*1320) = 888.0 mm 2 φpn = φt*fup*an= 0.75*400*888 *1/10^3 = 266.4 kn Puw / φpn = 222.2 / 266.4 = 0.83 1.00...OK (3) 블록전단강도 1 이음판 - 인장저항순단면적 Ant = Agt - Dbh*(Ny-1.0)*tp = 480-18*(2-1.0)*12 = 264.0 mm 2 - 인장저항총단면적 Agt = ((Ny-1)*Py)*tp = ((2-1)*40)*12 = 480.0 mm 2 - 전단저항순단면적 Anv = Agv - Dbh*(Nx-0.5)*tp*2 = 2640-18*(2-0.5)*12*2 = 1992.0 mm 2 - 전단저항총단면적 Agv = (Px*(Nx-1)+dx)*tp*2 = (60*(2-1)+50)*12*2 = 2640.0 mm 2 Fup*Ant = 400*264 *1/10^3 = 105.6 kn 0.6*Fup*Anv = 0.6*400*1992 *1/10^3 = 478.1 kn Fyp*Agt = 235*480 *1/10^3 = 112.8 kn 0.6*Fyp*Agv = 0.6*235*2640 *1/10^3 = 372.2 kn 이음판두께 φrn = φt*(ubs*fup*ant + MIN(0.6*Fup*Anv, 0.6*Fyp*Agv)) = 0.75*(1*105.6 + MIN(478.1,372.2)) = 358.4 kn Puw / φrn = 222.2 / 358.4 = 0.62 1.00...OK 2 인장재웨브 - 인장저항순단면적 Ant = Agt - Dbh*(Ny-1.0)*tw = 320-18*(2-1.0)*8 = 176.0 mm 2 - 인장저항총단면적 Agt = ((Ny-1)*Py)*tw = ((2-1)*40)*8 = 320.0 mm 2 - 전단저항순단면적 Anv = Agv - Dbh*(Nx-0.5)*tw*2 = 1760-18*(2-0.5)*8*2 = 1328.0 mm 2 - 전단저항총단면적 Agv = (Px*(Nx-1)+dx)*tw*2 = (60*(2-1)+50)*8*2 = 1760.0 mm 2 4/8
Fu*Ant = 400*176*1/10^3 = 70.4 kn 0.6*Fu*Anv = 0.6*400*1328*1/10^3 = 318.7 kn Fy*Agt = 235*320*1/10^3 = 75.2 kn 0.6*Fy*Agv = 0.6*235*1760*1/10^3 = 248.2 kn 웨브두께 φrn = φt*(ubs*fu*ant + MIN(0.6*Fu*Anv, 0.6*Fy*Agv)) = 0.75*(1*70.4 + MIN(318.7,248.2)) = 239.0 kn Puw / φrn = 222.2 / 239 = 0.93 1.00...OK 3. 인장부재와콘크리트매입강판접합부 1) 인장부재플랜지접합부 - 용접치수 Fuw1 = 420 MPa Sw1 = 12.00 mm nw1 = 1 개소 필릿용접 (1)/ 완전용입용접 (2) : 2 앤드탭유뮤 : 없음. Lw1 = bf - 2*Sw1 = 200-2*12 = 176.0 mm Aw1 = nw1*sw1*lw1 = 1*12*176 = 2112.0 mm 2 φrn = φ*fy*tf*lw1 = 0.9*235*12*176 *1/10^3 = 446.69 kn Puf / φrn = 343.4 / 446.69 = 0.77 1.00...OK φrn = φ*fu*tf*lw1 = 0.75*400*12*176 *1/10^3 = 633.60 kn Puf / φrn = 343.4 / 633.6 = 0.54 1.00...OK 2) 인장부재웨브접합부 부재 구멍종류 구멍치수 (mm) φ (1) 소요볼트 Gusset Plate : 장슬롯구멍 18 40 0.70 H형강 : 하중방향에수직인단슬롯구멍 18 22 1.00 고력볼트 직경 구멍직경 Dbh(mm) 열수 행수 전체개수볼트간격볼트간격연단거리 연단거리 사이간격 Db(mm) G.Plate/H형강 Nx( 열 ) Ny( 행 ) N(EA) Px(mm) Py(mm) dx(mm) dy(mm) ew(mm) F10T M16 40 18 3 2 6 80 50 55 30 0 18 22 φ = 0.70 μ = 0.50 ( 블라스트후페인트하지않은경우 ) hf = 1.00 Fu = 1000 MPa Ab = 201.1 mm 2 /EA 전단면의수 Ns = 1 설계볼트장력 To = 0.70*Fu*0.75*Ab = 0.70*1000*0.75*201.1 *1/10^3 = 105.6 kn/ea φrn = φ*μ*hf*to*ns = 0.7*0.5*1*105.6*1 = 37.0 kn/ea N,req = Puw / φrn = 222.2 / 37 = 6.01 EA > 6 EA...N.G (2) 연결판 (Gusset Plate) Fyp = 235 MPa 매수폭길이두께면적구멍개수구멍직경공제면적 Fup = 400 MPa wlx(mm)wly(mm) tp(mm) Ag(mm 2 ) (mm) (mm 2 ) 1 270 110 12 1320 2 18-432.0 12 1320-432.0 40 (1.0) 5/8
* 인장항복강도 φpn = φt*fyp*ag = 0.9*235*1320 *1/10^3 = 279.2 kn Puw / φpn = 222.2 / 279.2 = 0.80 1.00...OK * 인장파단강도 An = MIN(1320+(-432), 0.85*Ag) = MIN(888, 0.85*1320) = 888.0 mm 2 φpn = φt*fup*an= 0.75*400*888 *1/10^3 = 266.4 kn Puw / φpn = 222.2 / 266.4 = 0.83 1.00...OK (3) 블록전단강도 1 연결판 - 인장저항순단면적 Ant = Agt - Dbh*(Ny-1.0)*tp = 600-18*(2-1.0)*12 = 384.0 mm 2 - 인장저항총단면적 Agt = ((Ny-1)*Py)*tp = ((2-1)*50)* = 600.0 mm 2 - 전단저항순단면적 Anv = Agv - Dbh*(Nx-0.5)*tp*2 = 5160-40*(3-0.5)*12*2 = 2760.0 mm 2 - 전단저항총단면적 Agv = (Px*(Nx-1)+dx)*tp*2 = (80*(3-1)+55)*12*2 = 5160.0 mm 2 Fup*Ant = 400*384 *1/10^3 = 153.6 kn 0.6*Fup*Anv = 0.6*400*2760 *1/10^3 = 662.4 kn Fyp*Agt = 235*600 *1/10^3 = 141.0 kn 0.6*Fyp*Agv = 0.6*235*5160 *1/10^3 = 727.6 kn 연결판두께 φrn = φt*(ubs*fup*ant + MIN(0.6*Fup*Anv, 0.6*Fyp*Agv)) = 0.75*(1*153.6 + MIN(662.4,727.6)) = 612.0 kn Puw / φrn = 222.2 / 612 = 0.36 1.00...OK 2 인장재웨브 - 인장저항순단면적 Ant = Agt - Dbh*(Ny-1.0)*tp = 400-22*(2-1.0)*8 = 224.0 mm 2 - 인장저항총단면적 Agt = ((Ny-1)*Py)*tp = ((2-1)*50)*8 = 400.0 mm 2 - 전단저항순단면적 Anv = Agv - Dbh*(Nx-0.5)*tw*2 = 3440-18*(3-0.5)*8*2 = 2720.0 mm 2 - 전단저항총단면적 Agv = (Px*(Nx-1)+dx)*tw*2 = (80*(3-1)+55)*8*2 = 3440.0 mm 2 Fu*Ant = 400*224 *1/10^3 = 89.6 kn 0.6*Fu*Anv = 0.6*400*2720 *1/10^3 = 652.8 kn Fy*Agt = 235*400 *1/10^3 = 94.0 kn 0.6*Fy*Agv = 0.6*235*3440 *1/10^3 = 485.0 kn 웨브두께 φrn = φt*(ubs*fu*ant + MIN(0.6*Fu*Anv, 0.6*Fy*Agv)) = 0.75*(1*89.6 + MIN(652.8,485)) = 431.0 kn Puw / φrn = 222.2 / 431 = 0.52 1.00...OK (4) 연결판의용접부 - 용접치수 Fuw2 = 420 MPa Sw2 = 12.00 mm nw2 = 1 개소 필릿용접 (1)/ 완전용입용접 (2) : 2 앤드탭유뮤 : 없음. 6/8
Lw2 = wly - 2*Sw2 = 110-2*12 = 86.0 mm Aw2 = nw2*sw2*lw2 = 1*12*86 = 1032.0 mm 2 φrn = φ*fyp*tp*lw2 = 0.9*235*12*86 *1/10^3 = 218.27 kn Puw / φrn = 222.2 / 218.27 = 1.02 > 1.00...NG φrn = φ*fup*tp*lw2 = 0.75*400*12*86*1/10^3 = 309.60 kn Puw / φrn = 222.2 / 309.6 = 0.72 1.00...OK 4. 콘크리트매입강판과앵커철근 1) 소요앵커철근 * Base Plate Fyp = 235 MPa Fup = 400 MPa Lx = 280 mm Ly = 400 mm tp = 16 mm Ly dyr Pyr (Lw) dyr dxr 매입강판 Lx @Pxr dxr 앵커철근 플레어용접 직경단면적열수행수전체개수철근간격철근간격연단거리연단거리 db(mm) (mm 2 ) Nxr( 열 ) Nyr( 행 ) Nr(EA) Pxr(mm) Pyr(mm) dxr(mm) dyr(mm) D25 507 3 2 6 100 200 40 100 dyr 4*db = 100.0 mm Ast = 3042.0 mm 2 φ*ast*fyr = Put,req로부터 Ast,req = Put,req / (φ*fyr) = 909*10^3 / (0.85*400) = 2673.53 mm 2 Ast,req/ Ast = 2673.53 / 3042 0.88 1.00...OK 2) 90 표준갈고리를가지는인장이형철근정착길이 Lhd = 0.24*β*db*fyf/(λ* fck)* 보정계수 = 0.24*1*25*400/(1* 28)*0.7 = 317.5 mm USE : 320 mm β = 1.0 λ = 1.0 보정계수 = 0.70 ( 갈고리를넘어선콘크리트피복두께가 50mm이상이고, 갈고리에수직방향의콘크리트피복두께가 70mm이며, 철근은 D35이하임.) 표준갈고리길이 La = 12*db + 4*db = 12*25 + 4*25 = 400.0 mm 3) 인장철근용접부 Fuw3 = 400 MPa Sw3 = db/2 = 25/2 = 12.5 mm ( 플레어용접 ) nw3 = 2 개소 / 철근1개당 aw3 = 0.2*db = 0.2*25 = 5.0 mm Lw3 = Pyr - 2*Sw3 = 200-2*12.5 = 175.0 mm Aw3 = nw3*aw3*lw3 = 2*5*175 = 1750.0 mm 2 φrnw = φ*fw*aw5 = φ*0.6*fuw3*aw3 = 0.75*0.6*400*1750 *1/10^3 = 315.00 kn (Put,req/3) / φrnw = (909/3) / 315 = 0.96 1.00...OK φrn = φ*0.6*fyp*tp*lw3 = 1*0.6*235*16*175 *1/10^3 = 394.80 kn (Put,req/3) / φrn = (909/3) / 394.8 = 0.77 1.00...OK φrn = φ*0.6*fup*tp*lw3 = 0.75*0.6*400*16*175 *1/10^3 = 504.00 kn (Put,req/3) / φrn = (909/3) / 504 = 0.60 1.00...OK 7/8
4) 콘크리트매입강판두께 Lc = Pyr/2 * (1/2) = 200/2 * (1/2) = 50.00 mm wu = (Put,req/3) / Pyr = (909/3) / 200 = 1.515 kn/mm 하중분담폭 b = Pxr = 100.0 mm Mu = wu*(pyr/2)*lc = 1.515*(200/2)*50 = 7575.00 kn-mm φmn = φ*fyp*zx = 0.9*235*100*tp²/4 = 5287.50 *tp² N-mm tp,req = (7575*10^3 / 5287.5) = 37.85 mm > tp = 16 mm...ng 8/8