DMFC 5-60-30 제정: 2011. 7. 11 국방 군사시설기준 탄약고 설계지침 국 방 부
DMFC 5-60-30 제정: 2011. 7. 11 목 차 제1부 강재(파형강판) 탄약고 제1장 일반사항 1-1 적용 범위 1 1-2 참조 기준 1 1-3 주요 용어 1 제2장 설계지침 2-1 설계하중 3 2-2 설계사항 3 2-3 최소 다짐층 토피고 6 2-4 파형강판 조합 6 2-5 바닥층 6 2-6 파형강판 구조물 기초 6 2-7 방수 6 2-8 환기 및 결로 방지 6 2-9 피뢰 및 접지 7 2-10 양거리 7 제3장 시공 고려사항 3-1 재료 8 3-2 시공 13 제2부 철근 콘크리트 탄약고 제1장 일반사항 1-1 목적 및 적용 범위 21 1-2 참조 기준 21 1-3 주요 용어 21 제2장 설계지침 2-1 재료 23 2-2 설계 25
DMFC 5-60-30 제정: 2011. 7. 11 2-3 바닥층 35 2-4 구조물 기초 35 2-5 방수 35 2-6 환기 및 결로 방지 35 2-7 피뢰 및 접지 35 2-8 양거리 35 제3장 시공 고려사항 3-1 일반사항 36 3-2 재료 38 3-3 시공 42
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 제1부 강재(파형강판) 탄약고 제1장 일반 사항 1-1 적용 범위 이 지침은 파형강판을 사용해서 건설되는 탄약고 시설물의 설계 및 시공에 적용한다. 이 지침에서 다루어지지 않는 일반 사항에 대해서는 다음 1.2의 참조기준 순으로 준용한다. 1-2 참조 기준 국방 군사시설기준(DMFC), 국방부, 2009 방호구조물 설계기준, 국방부, 1998 화생방 방호시설 설계 시공지침, 국방부, 2008 도로공사표준시방서, 국토해양부, 2009 고속도로공사 전문시방서, 한국도로공사, 2009 파형강판 지중구조물 설계기준안, 대한토목학회, 2007 KS D 3590 파형강관 및 파형섹션, 기술표준원, 2011 구조물 기초 설계기준, 국토해양부, 2009 ASTM A761/A761M-04 [미국재료협회 표준재료 기준] ASTM A796/A796M-10 [미국재료협회 단면 및 이음부강도 기준] AASHTO LRFD bridge design specification [미 건설도로국 설계기준] AASHTO M167M [미 건설도로국 재료기준] CHBDC [캐나다 교량설계기준] UFC 4-420-01 [미국방부 파형강판 표준단면도] UFC 3-340-02 [미국방성 폭발에 저항할 수 있는 해석에 관한기준] 국지시 제10-5014호 탄약 및 폭발물 안전관리기준 지시, 국방부, 2010 1-3 주요 용어 파형강판(corrugated steel plates) : 일정크기의 구조용 강판재를 정해진 규격의 주름 모양으로 성형한 금속판 파형강판구조물(corrugated steel plate structures) : 파형강판을 볼트로 연결하여 - 1 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 단면을 형성한 후 주변과 상부를 구조적 뒤채움재로 다짐하여 흙-구조물 상호 작용으로부터 외부 하중을 지지하는 구조물 단면폭(span, S)과 높이(rise, R) : 파형강판 구조물 단면의 최대 폭과 높이 토피(soil cover) : 파형강판 구조물 정점에서부터 지표면까지의 흙 채움부 최소토피두께(minimum depth of soil cover) : 파형강판 구조물의 안정적 거동을 보장하기위한 최소높이의 토피고 구조적 뒤채움(engineered backfill) : 파형강판구조물의 연성거동을 보장하도록 구조물 주변의 일정 범위에 양질의 흙, 또는 기타 채움재를 주어진 기준에 따라 다짐 성토하는 것 아칭(arching) : 파형강판 구조물 주변 토체 간의 상대적 변위에 의해 구조물에 작용하는 압력이 상호 전이되는 현상 - 2 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 제2장 설계지침 파형강판 탄약고 구조물 설계법은 한계상태 설계법(Limit State Design)을 원칙으로 한다. 2-1 설계하중 2-1.1 하중 파형강판 탄약고 구조물 설계에 있어서는 다음 하중을 고려한다. 1. 폭발하중 국방부의 방호기준에서 제시하는 폭발조건에 대해서 방호성능이 만족되어야 한다. 특수 지역 또는 특수 탄약고의 경우에는 요구 방호도를 별도로 조사, 심의하여 이 에 대한 폭발 압력을 별도로 산정한다. 2. 고정하중 가. 뒤채움 토사에 의한 하중 나. 상부 식재 하중 다. 적설 하중 3. 활하중 가. 다짐장비에 의한 활하중 2-1.2 하중계수 파형강판 탄약고 구조물 설계에 있어서는 다음의 하중계수를 따른다. 표 2.1.1. 하중계수 구 분 폭발하중 고정하중 활하중 하중계수 1.2 1.95 1.75 2-2 설계 사항 2-2.1 일반사항 파형강판 탄약고 구조물의 설계에 필요한 각종 단면력(,)은 전산해석에 의하여 구 해야 하며, 이 경우 사용된 프로그램, 요소, 재료 모델, 하중 및 경계조건 등의 내용을 구조계산서에 표기하여야 한다. 파형강판 탄약고의 설계강도( )는 전산해석에 의해 구해진 단면력( ) 이상이 - 3 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 되어야 한다. 여기서, : 압축력 (kn/m) : 설계강도 (kn/m) : 공칭강도 (kn/m) : 강도감소계수 2-2.2 방호성능 방호 성능을 만족하기 위해서는 폭발에 의한 탄약고 구조물의 거동에 대한 한계를 만족해 야 한다. 파형강판 아치형 탄약고 구조물의 경우에 방호성능 만족여부 판단을 위해 폭발 후 구조물의 변위값을 비교하여 변위연성도를 검토해야 한다. 변위연성도 = / < 1.75 tension membrane action 이 없는 경우 < 6 tension membrane action 이 있는 경우 여기서, : 폭발에 의한 최대 변위 (mm) : 구조물의 탄성한계 변위 (mm) 2-2.3 압축 강도 검토 파형강판 탄약고 구조물의 압축 강도 검토는 다음 식에 따른다. max ; min 여기서, : 공칭강도 (kn/m) : 좌굴강도 (MPa) : 항복강도 (MPa) : 설계 단면적 (mm 2 /mm) : 압축력 (kn/m) : 좌굴 강도감소계수 (1.0) 좌굴강도( )는 다음 식에 따른다. - 4 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 [조건 1] 인 경우 ; [조건 2] 인 경우 ; 여기서, : 구조물의 회전반경( ), (mm) : 구조물과 흙의 상대강성계수(0.22) : 강판의 탄성계수 (MPa) : 강판의 인장강도 (MPa) : 구조물 지간 (mm) 2-2.4 이음부 강도 검토 파형강판 탄약고 구조물의 이음부 강도 검토는 다음 식에 따른다. max 여기서, : 이음부 강도감소계수 (0.67) : 이음부 공칭강도 (kn/m), 공인된 기준에서 제시된 값이나 실제 시공조건을 고려한 실험결과를 공인기관에서 인증한 값을 사용 2-2.5 소성힌지 발생 검토 파형강판의 소성힌지발생에 대한 안정성을 확보하기 위해서는 아래의 식을 만족해야 한다. - 5 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 여기서, : 완공 후 작용하는 축력 (kn/m) : 완공 후 작용하는 휨모멘트 (kn m/m) : 강판의 소성압축강도( ), (kn/m) : 강판의 소성모멘트강도( ), (kn m/m) : 소성힌지 강도감소계수 (0.85) 2-3 최소 다짐층 토피고 탄약고의 경우 최소 토피고는 100cm(다짐층) 이상으로 한다. 2-4 파형강판 조합 파형강판 탄약고 구조물의 구조용 강판 조립 및 조합은 조립되는 강판자재의 원주 방향 길이가 긴 것을 우선하여 조합한다. 2-5 바닥층 탄약고 바닥은 예상되는 최대 활하중을 기준으로 설계한다. 2-6 파형강판 구조물 기초 기초 콘크리트 구조물은 지표이하로 80cm 이상 근입시켜 폭발압에 의한 구조물 내 부에 발생할 수 있는 배면파쇄 영향을 최소화 하여야 한다. 배면파쇄현상을 방지 하기 위하여 강재 기초도 사용 할 수 있다. 2-7 방수 강판 이음부 또는 볼트구멍을 통해 물이 침투하는 것을 방지하기 위하여 강판 이 음부를 대상으로 적절한 표면 방수처리를 한다. 필요할 경우는 토피와 뒤채움부에 방수 막을 설치하여야 한다. 2-8 환기 및 결로 방지 탄약기능 저하 예방을 위하여 공조장치(환기팬 제외)가 설치된 탄약고는 상대습 도 60% 이하, 공조장치가 없는 탄약고는 상대습도 80% 이하로 유지하여야 한다. 결로 예방을 위하여 탄약고 전면에 흡기구를 설치하고 후면 마감 마감벽에 환기팬(기 계식, 무동력)을 설치하여야 하며 구조물 내부에 필요시 우레탄과 질석뿜칠 마감 - 6 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 을 시공할 수 있다. 또한 구조적 및 시공성 검토를 통하여 파형강판 외부벽체 측면 (배면)부 및 바닥층에 공기층을 두어 결로를 예방하는 등의 추가적인 방법을 적용 할 수 있다. 또한 온습도 제어를 위한 센서시스템의 설치도 충분한 검토를 통하여 설치, 운영 할 수 있다. 2-9 피뢰 및 접지 적절한 낙뢰 방지 시스템을 적용하고, 접지를 설치한다. 2-10 양거리 탄약고 설계 및 위치 선정 시 국방부 탄약 및 폭발물 안전관리기준 지시 에 따른 양거리, 안전심의 등의 규정을 준수하여야 한다. - 7 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 제3장 시공 고려사항 이 지침은 구조용 파형강판을 이용한 탄약고 구조물 시공 시 적용한다. 3-1 재 료 3-1.1 파형강판 1. 강종 파형강판 소재는 표 3.1.1.의 기준에 부합하는 구조용 강재를 사용하여야 하며, 용융 아연도금을 실시하여야 한다. 표 3.1.1. 파형강판 원소재의 요구조건 화학적 성분 구분 아연부착량 P(%) S (%) (g/m2)* 기계적 특성 항복강도 인장강도 연신율 (MPa)** (MPa) (%)** 표준형 0.050 0.050 900 245 400 25 대골형 0.050 0.050 900 285 490 25 * 강판 양면 기준 * ASTM A761/A761M-04 2. 파형 규격 및 제원 가. 파형의 규격은 표 3.1.2와 같이 표준형, 대골형 으로 구분하며, 각각 의 두께별 단면 특성값은 표 3.1.3, 3.1.4와 같다. 표 3.1.2. 파형의 규격 (corrugation) 종 류 두께(t) 골의 골의 굽힘 기초 정착 피치(p) 깊이(d) 반지름(r) 이음부 간격 표준형 3.56~7.11mm 150mm 50mm 28mm 최대 600mm 대골형 3.56~7.11mm 380mm 140mm 76mm 최대 381mm 주 1) 강판의 두께는 도금 후 기준으로 함 2) ASTM A796M - 8 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 표 3.1.3. 표준형 강판의 두께별 단면제원 (ASTM A796M) 강판두께 t (mm) 단면적 A(mm²/mm) 단면2차모멘트 I (mm⁴/mm) 이음부강도 (kn/m) 볼트직경 (mm) 3.56 4.240 1280.93 905 19 4.32 5.184 1575.89 1182 19 4.79 5.798 1769.80 1357 19 5.54 6.771 2079.80 1634 19 6.32 7.743 2395.25 1926 19 7.11 8.719 2717.53 2101 19 볼트강도 8.8T 표 3.1.4. 대골형 강판과 두께별 단면제원 (ASTM A796M) 강판두께 t (mm) 단면적 A(mm²/mm) 단면2차모멘트 I (mm⁴/mm) 이음부강도 (kn/m) 볼트직경 (mm) 3.56 4.784 11710.7 963 19 4.32 5.846 14332.5 1270 19 4.79 6.536 16037.0 1489 19 5.54 7.628 18740.1 1853 19 6.32 8.716 21441.2 2101 19 7.11 9.807 24124.5 2101 19 6.32 8.716 21441.2 2320 22 7.11 9.807 24124.5 2583 22 볼트강도 8.8T - 9 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 나. 파형의 규격 및 제원은 DMFC 4-10-70(국방 군사시설기준, 국방부, 2009.10.1), UFC 4-420-01 및 ASTM A 796 M 내용에 부합하여야 한다. 다. 표준형 및 대골형 강판의 상호 겹침값과 볼트구멍 사이 간격은 표 3.1.5, 3.1.6과 같다. 표 3.1.5. 강판의 볼트구멍 사이 간격(표준형) 축방향 겹침값 원둘레 방향 겹침값 l g1 g2 50mm 35mm 50mm 기본 볼트구멍 위치 추가 볼트구멍 위치(두꺼운 판의 경우) 숫자의 의미 1 2볼트/피치 2 3볼트/피치 3 4볼트/피치 196m m 표 3.1.6. 강판의 볼트구멍 사이 간격(대골형) 축방향 겹침값 원둘레 방향 겹침값 l g1 g2 38mm 38mm 76mm 기본 볼트구멍 위치 (6볼트/피치) 406mm 라. 강판은 특별히 지정되지 않는 한 반드시 최종 형태로 성형하고, 볼트구멍을 천공한 후에 용융 아연 도금하여야 하며, 도금 후에는 임의 절단하거나 형상을 변화시켜서는 안 된다. 3-1.2 콘크리트 1. 콘크리트 재료 콘크리트 재료는 다음 각 항에 나타낸 재료를 사용하는 것을 표준으로 한다. 가. 시멘트는 원칙적으로 KS L 5201에 규정한 보통포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트 및 KS L 5210에 규정한 고로슬래그 시멘트로 한다. 나. 물은 기름, 산, 염류, 유기물 등의 유해물을 포함하지 않은 것으로 한다. 다. 세골재는 깨끗하고 강하며 내구적이고, 적당한 입도를 가지며 먼지, 흙, - 10 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 유기불순물, 염화물 등의 유해량을 함유하여서는 안 된다. 라. 조골재는 깨끗하고 강하며 내구적이고, 적당한 입도를 가지며 얇은 석면, 길다란 석면, 유기불순물, 염화물 등의 유해량을 함유하여서는 안 된다. 마. 혼화제로 사용할 AE제, 감수제, AE감수제 및 고성능 AE감수제는 KS F 2560에 적합한 것이라야 한다. 2. 설계기준강도 파형강판 구조물에 사용하는 콘크리트는 설계기준강도가 원칙적으로 표 3.1.7에 나타낸 값 이상이어야 한다. 표 3.1.7. 콘크리트의 최저 설계기준강도(MPa) 부재의 종류 최저설계기준강도 무근콘크리트 부재 18 철근콘크리트 부재 21 3-1.3 철근 보강용 철근은 이형철근을 사용하여야 한다. 다만, 나선철근이나 강선으로 원형철근을 사용할 수 있다. 그리고 구조용 강재, 강관에 의한 보강재는 이 기준에 따라 사용될 수 있다. 철근을 용접하는 경우 그 위치와 용접방법을 명기하여야 한다. 필요한 용접 기호와 용접시험방법은 KS B 0052, KS B 0816 ~ KS B 0892에 따라야 한다. 철근, 철선 및 용접철망의 품질, 형상, 치수는 KS D 3504, KS D 3552와 KS D 7017의 각 규격에 적합하여야 한다. 철근, 철선 및 용접철망의 설계기준항복강도 가 400MPa를 초과하여 항복 마루가 없는 경우, 값은 변형률 0.0035에 상응하는 응력의 값으로 사용하여 야 한다. 철근은 아연도금 또는 에폭시수지 피복을 하는 것이 가능하며, 이들 철근은 KS D 3629의 규정을 따라야 한다. - 11 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 3-1.4 뒤채움 1. 뒤채움 재료 가. 구조적 뒤채움 재료는 도로 노상재료급 이상의 품질을 보유하여야 한다. 나. 토사 외의 재료 사용 시 충분한 검토 후 적용하여야 한다. 2. 뒤채움 범위 가. 파형강판 지중구조물의 뒤채움 부위는 강판 구조물의 거동에 직접적인 영향을 주는 구조적 뒤채움부와 그 외곽의 일반 뒤채움부로 구분한다. 나. 구조물은 성토부에 설치한다. 다. 실제 다짐 영역은 현장 조건 등을 감안하여 전문가의 검토를 거쳐 다양한 형태로 조정이 가능하다. 3-1.5 가스켓 파형강판 조립 시 가스켓을 사용하여 강판 이음 겹침부의 스크래치 발생을 최소화하여야 한다. 가스켓은 에틸렌과 비닐 아세테이트를 공중합체 시킨 소재로 화학적 특성은 표 3.1.8과 같다. 표 3.1.8. 가스켓의 화학적 특성 성분 비율(%) 특성 EVA 70 유연하며, 접착성능이 우수하고 충격강도가 큼 폴리에틸렌 15 잘 늘어나며 내충격성이 크고 가공성이 우수함 발포제 13.7 발포를 통한 고탄력성 방음 및 충격효과 부여 가교제 0.5 발포제의 분해 시 발열반응 촉진 안료 0.8 가스켓의 색 조정 가스켓의 두께는 9mm를 기준으로 하며, 구조물의 원주 방향과 길이 방향에 따른 제원은 표 3.1.9와 같다. 표 3.1.9. 가스켓 제원 구분 표준형 대골형 원주 방향 길이 방향 원주 방향 길이 방향 폭(mm) 100 120 90 230 길이(mm) 2,000 2,000 2,000 1,080 3-1.6 기초 기초설계는 구조물 기초 설계기준(국토해양부, 2009)을 준용하여 설계한다. - 12 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 3-1.7 연결재 및 기타 이음부 볼트와 너트는 KS B 1002, KS B 1012, KS B 0233, KS B 0234를 만족 시키는 아연 도금된 제품을 사용하여야 한다. 와셔는 사용하지 않는 것을 원칙으로 한다. 강판 조립에 사용하는 볼트, 너트는 표준 규격에서 정하는 제품을 사용해야 하며, 콘크리트와 연결시키기 위한 앵커볼트, 베이스채널은 각각 볼트 및 강관의 재료기준에 부합하여야 한다. 상기 금속 부속 자재는 반드시 아연도금 되거나, 녹슬지 않는 재료를 사용 하여야 한다. 3-2 시공 3-2.1 파형강판 1. 시공 가. 기초 및 뒤채움 파형강판 구조물은 강판과 주변 지반의 상호작용을 통해서 구조적 성능을 발휘 한다. 따라서 구조물 기초부 및 뒤채움부의 재료 선정과 시공에는 많은 주의가 필요하다. 1) 기초지반 강판 구조물이 놓일 기초지반은 구조물 및 뒤채움 하중을 포함한 전체 상부 하중에 대하여 충분한 지지력을 가져야 하며, 과도한 침하를 유발해서는 안 된다. 따라서 원지반이 이러한 조건을 만족하지 못 할 경우에는 필요한 범위만큼 양질의 채움재로 치환하거나 개량 또는 보강하여야 한다. 2) 뒤채움 가) 성토부에 설치할 경우(성토 후 터파기 경우를 포함) 그림 3.2.1과 같이 강판 벽체에서 벽체까지 범위(s) 이상 설계 토피 두께 이상으로 유지하고, 구조물 단면폭(span, s) 이상의 상부 뒤채움 범위와 설계에서 요구하는 토피두께를 확보하여야 하고 아래로는 토공기울기(1 : 1.5이상)를 유지하는 뒤채움 범위로 한다. 나) 폭발압이 구조물까지 전달되는 것을 최소화할 목적으로 뒤채움 구간 내에 강판 이나 콘크리트 슬래브 등의 재료를 사용하여 방호성능을 향상 시킬 수 있다. - 13 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 그림 3.2.1. 성토부에 설치하는 경우 뒤채움영역 다) 뒤채움재료는 다진 후 압축성이 작고 내구성이 우수한 부순돌, 자갈, 입 도분포가 양호한 모래 등 감독자가 확인한 재료 또는 혼합물로서 표 3.2.1 과 같이 노상재료 이상의 품질을 보유하여야 하며, 최대 입경은 강판골 깊이 의 1/2(표준형기준 : 직경 75mm, 대골형기준 : 직경 190~200mm)을 초과 해서는 안 된다. 또한 강판 구조물에 직접 닿는 부분의 채움 재료는 15mm 이내의 뒤채움재를 사용한다. 표 3.2.1의 노상재료급을 사용하는 경 우에는 동절기의 동상가능성에 대비하여야 한다. 표 3.2.1. 지중강판구조물의 뒤채움부 재료의 품질기준 등 급 구 분 보조기충재급(SB-1, SB-2) 노상재료급 200번체 통과량 10% 이하 25% 이하 소성지수(PI) NP 10% 이하 통일분류 기호 GW, SW, GP, SP SM, SP 라) 뒤채움 범위에 일반토사재료 대신 입상토, 물, 플라이애쉬, 시멘트 등으로 구성된 유동성 모르타르 혼합물과 안정처리된 저강도재료(CLSM) 및 기타 특수재료를 사용할 수 있다. 마) 뒤채움부의 시공 시 1층 다짐완료 후 두께가 200mm 이하 이어야 하며, 그 밀도는 KS F 2312의 C', D', 또는 E' 방법으로 구한 최대건조밀도의 90% 이상이 되어야 한다. 바) 시험다짐을 통해 기준다짐도 관리가 가능하다고 판단될 경우에는 감독자와 지반공학분야 특급기술자의 확인을 거쳐 한층 다짐두께를 조정할 수 있다. 사) 뒤채움부 다짐작업 중에는 강판벽체로부터 0.6m 이내에 다짐장비를 제외한 중장비의 주행을 엄격히 통제하여야 한다. 측면 다짐시 다짐장비는 구조물 - 14 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 길이방향과 나란하게 주행시켜야 하며, 상부 다짐 시에는 구조물 길이방향 과 직각으로 주행 시키도록 한다. 아) 구조물 양측의 다짐높이 차이는 한층 다짐두께(200mm) 이하 이어야 하며, 편토압으로 인한 구조물 변형 시에는 편토압 하중을 제거하여 단면형상을 바로 잡은 후 다시 다짐을 실시하도록 한다. 자) 구조물의 뒤채움은 뒤채움재료를 포설하기 전 파형강판 구조물의 측면부에 200mm마다 층두께를 표시하여 층다짐 상태를 확인할 수 있도록 하며, 매 3층 마다 다짐도 시험을 실시한다. 차) 측면부의 뒤채움다짐은 대형롤러에 의한 것을 기본으로 하며, 부분적으로 대형 다짐장비의 작업이 곤란한 강판벽체로부터 0.6m 이내에는 소형 다짐장비를 사용 하여 다짐하여야 한다. 카) 상부 다짐 시 토피고가 1.5m 확보되기 전에는 진동다짐을 하지 않으며, 다짐장비 를 제외한 중장비의 통행을 금지하고 중량물의 야적을 해서는 안 된다. 3) 토피부 가) 강판구조물 천단부(crown)에서 설계토피 두께까지의 영역은 구조적 뒤채움부에 준하여 시공한다. 토피부 다짐시 장비는 구조물의 축과 직각방향 으로 주행시키고, 설계토피 두께가 확보되기 전에는 진동다짐을 하지 않는다. 나) 설계토피 두께가 확보되지 않은 상태에서는 다짐장비를 제외한 중장비의 구조물 상부통행을 금지하여야 하며, 중량물을 야적해서는 안 된다. 4) 다짐시 장비운용 가) 측면 다짐시 다짐장비는 구조물 길이방향과 나란하게 주행시켜야 하며, 상부 다짐시에는 구조물 길이방향과 직각으로 주행하여 다짐작업을 하여야 한다. 나) 뒤채움 작업시 파형강판 구조물의 측면에 뒤채움재료를 부설할 경우 구조물에서 2m 이상 떨어져서 작업하여 구조물에 미치는 영향을 최소화 하여야 한다. 나. 개단면 구조물의 기초부 1) 콘크리트 기초 개단면(아치형단면) 구조물의 경우 강판벽체를 지지할 수 있는 기초콘크리트 구조물을 정확한 위치에 설치하여야 하며, 베이스 채널(base channel) 간격은 측량을 통해 확인하여야 한다. 2) 기초 콘크리트 구조물은 지표이하로 80 Cm 이상 근입시켜 폭발압에 의한 구 조물 내부에 발생할 수 있는 배면파쇄 영향을 최소화 하여야 한다. 또는 강재 기초를 적용 시 배면파쇄 영향을 줄일 수 있다. - 15 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 3) 강판과 기초의 연결 가) 강판과 기초콘크리트는 베이스채널(base channel)을 이용하여 연결한다. 나) 베이스채널은 콘크리트 타설 전에 매설앵커와 함께 설치하며, 콘크리트를 먼저 타설한 경우에는 매입된 앵커로 고정시킨 앵글(anchored connection angle)을 사용하여야 한다. 다) 채널은 강판과 직각으로 연결되도록 한다. 그림 3.2.2. 베이스채널을 이용한 기초연결부 다. 강판조립 및 기타 1) 자재의 검수 및 현장준비 가) 계약상대자는 감독자의 입회 아래 다음 사항들을 확인하여 적합한 자재에 한하여 현장에 반입한다. 이때, 아연 도금된 강판재와 부속자재에 대해서는 KS D 0210의 중량법(직접법), 또는 염화안티몬법(간접법)에 따른 아연도금 부착량 시험성적서(품질검사전문기관 발급)를 첨부하여야 하며, 현장 반입시 에는 도막게이지를 이용하여 도금 두께를 확인하여야 한다. (1) 강판의 규격, 두께 및 수량 (2) 강판단부 및 볼트구멍 마감상태 (3) 강판도금상태 및 도금량 (4) 볼트, 너트 등 부속품의 규격부합 여부 나) 구조물을 설치할 현장에서는 반입자재의 보관위치, 크레인 등 소요장비의 작업위치, 뒤채움 작업 중 공사비의 진출로 등을 사전에 정하여야 한다. 다) 강판은 변형ㆍ표면손상이 발생하지 않도록 주의하여 운반ㆍ취급하여야 하며, 강판을 설치하는 중에도 무거운 물체나 단단한 물건으로 타격하지 않도록 하여야 한다. 라) 손상된 강판과 아연도금이 벗겨진 강판은 교체하도록 한다. 자재의 검수 기준은 표 3.2.2, 3.2.3와 같다. - 16 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 표 3.2.2. 자재 검수 기준(대골형) 구분 분류 소분류 허용값 기준서 비고 항복강도 285MPa 이상 국방 군사시설기준 시험항목 기계적 성질 인장강도 490MPa 이상 국방 군사시설기준 시험항목 연신율 0.05 19 국방 군사시설기준 시험항목 5<t 16 15 피치(PITCH) 380mm(±3mm) 국토해양부 도로공사 표준시방서 검수항목 파형 깊이(DEPTH) 140mm(±3mm) 국토해양부 도로공사 표준시방서 검수항목 강판 강재 두께 굽힘반지름 도금 후 강재두께 오차 76mm [3.56-0.31]mm [4.32-0.31]mm [4.78-0.31]mm [5.54-0.31]mm [6.32-0.30]mm [7.11-0.30]mm 국토해양부 도로공사 표준시방서 ASTM A761 AASHOTO M167 검수항목 검수항목 도금량 양면 두께 평균 900g/m 2 국방 군사시설기준 검수 및 시험항목 볼트 홀크기 일반 장홀 볼트직경 + 6mm 볼트직경 + 12mm ASTM A761 AASHOTO M167 ASTM A761 AASHOTO M167 검수항목 검수항목 볼트 크기 호칭 M20, D19(3/4 ) KS B 1002 검수항목 항복강도 640Mpa 이상 KS B 1002 시험항목 볼트 볼트 기계적 성질 앵커 볼트 기계적 성질 인장강도 800MPa 이상 KS B 1002 시험항목 경도 23~34HRC KS B 1002 시험항목 항복강도 240Mpa 이상 KS B 1016 시험항목 인장강도 400MPa 이상 KS B 1016 시험항목 경도 114~238(HB) KS B 1016 시험항목 - 17 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 표 3.2.3. 자재 검수 기준(표준형) 구분 분류 소분류 허용값 기준서 비고 항복강도 245MPa 이상 국방 군사시설기준 시험항목 기계적 성질 인장강도 400MPa 이상 국방 군사시설기준 시험항목 연신율 0.05 21 국방 군사시설기준 시험항목 5<t 16 17 피치(PITCH) 150mm(±3mm) 국토해양부 도로공사 표준시방서 검수항목 파형 깊이(DEPTH) 50mm(±3mm) 국토해양부 도로공사 표준시방서 검수항목 강판 강재 두께 굽힘반지름 도금 후 강재두께 오차 28mm [3.56-0.31]mm [4.32-0.31]mm [4.78-0.31]mm [5.54-0.31]mm [6.32-0.30]mm [7.11-0.30]mm 국토해양부 도로공사 표준시방서 ASTM A761 AASHOTO M167 검수항목 검수항목 도금량 양면 두께 평균 900g/m 2 국방 군사시설기준 검수 및 시험항목 볼트 홀크기 일반 장홀 볼트직경 + 3mm 볼트직경 + 10mm ASTM A761 AASHOTO M167 ASTM A761 AASHOTO M167 검수항목 검수항목 볼트 크기 호칭 M20, D19(3/4 ) KS B 1002 검수항목 항복강도 640Mpa 이상 KS B 1002 시험항목 볼트 볼트 기계적 성질 앵커 볼트 기계적 성질 인장강도 800MPa 이상 KS B 1002 시험항목 경도 23~34HRC KS B 1002 시험항목 항복강도 240Mpa 이상 KS B 1016 시험항목 인장강도 400MPa 이상 KS B 1016 시험항목 경도 114~238(HB) KS B 1016 시험항목 - 18 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 2) 강판조립 가) 강판조립은 설치도면 또는 시공계획서에 따라 실시되어야 하며, 필요할 경우에는 지지대, 또는 강선을 이용하여 설계단면 형상이 유지되도록 한다. 강제적인 방법으로 강판의 형상을 유지시켜서는 안 된다. 나) 현장에 반입되는 강판은 일반적으로 규격과 곡률이 모두 다르므로 조립 시에는 반드시 설치도면에 따라 순서와 위치가 바뀌지 않도록 주의하여야 한다. 다) 강판의 겹침부 빈틈을 최소화 하여야 하며, 한 지점에서 4장 이상의 강판이 동시에 포개져서는 안 된다. 강판 연결부에는 개스킷이나 패킹을 사용하여야 한다. 라) 곡률반경이 변하는 위치 외에는 구조물 길이방향으로 이음부의 위치가 연속되지 않도록 조립하여야 한다. 마) 강판 조립 시 기초부 베이스채널(base channel)과 연결되는 강판은 자재의 길이가 원주방향으로 긴제품을 우선으로 조립하여 지표 폭발로 전해지는 폭발압에 대하여 이음부 위치를 최대한 피할 수 있도록 하여야 한다. 바) 볼트의 공칭 조임 토크는 200 400N m로서 전체에 걸쳐 균등한 토크로 조립하여야 한다. 강판 조립이 완료된 후에는 감독자 입회 아래 길이 방향이음부와 원주방향 이음부에 대해 각각 볼트전체 수량의 3%에 해당하는 수량을 무작위로 선정하여 토크게이지로 검사하여야 하며, 공칭토크 범위 밖의 볼트수량이 검사대상 수량의 10% 이상일 경우는 전체볼트를 대상으로 다시 조임을 실시하여야 한다. 라. 단면 변화 측정 1) 파형강판구조물은 a. 조립직후, b. 뒤채움(토피부 포함) 도중, c. 시공완료 직후에 단면의 형상 크기변화를 측정하여야 한다. 2) 조립이 끝나면 뒤채움을 시작하기 전에 단면크기를 측정하여 설계형상에서 5% 이상 벗어난 경우에는 볼트를 느슨히 풀어 형상을 맞춘 후 다시 조립 하여야 한다. 3) 뒤채움이 시작되면 토피부 시공을 마칠 때 까지 각층 다짐 직후에 구조물내의 단면 크기를 측정(상이한 위치의 3개소 이상 측정)하여 변형량을 파악하여야 한다. 시공 도중 및 완료 후 허용되는 변형량의 기준은 표 3.2.4과 같다. 단면 변형량이 표 3.2.4의 기준을 초과할 경우에는 즉시 시공을 중지하고 원인을 규명하며, 보강대책을 강구하여 변형량을 기준 이내로 줄여야 한다. - 19 -
제1부 강재(파형강판) 탄약고 DMFC 5-60-30 표 3.2.4. 시공도중, 직후의 구조물 변형량 허용범위 분 류 표준형 강판 적용시 대골형 강판 적용시 허용하는 단면 변형량 구조물 높이의 5% 이내 구조물 높이의 2% 이내 마. 기타사항 1) 강판의 겹침부는 가스켓을 부착하여 볼트 체결시 빈틈을 최소화 하도록 하고 내부로 밀려 나오지 않도록 해야 하며, 내측으로 5mm 이상 밀려나온 가스켓은 선형에 맞도록 자르고 청결하게 정리해야 한다. 2) 강판 이음부 또는 볼트구멍을 통해 물이 침투하는 것을 방지하기 위하여 강판 이음부를 대상으로 적절한 표면 방수처리를 한다. 필요할 경우는 토피부와 뒤 채움부에 방수막을 매설하여야 한다. 3) 강판부재의 부식이나 손상이 염려되는 환경에서 구조물을 시공하여야 할 경우는 강판 두께를 늘리거나 보호막을 피복하는 등의 조치를 취하여야 한다. 4) 강판구조물을 기존의 콘크리트 구조물 등 강성거동체에 연결하여 시공하고자 할 때에는 구조물 접합부에 대한 응력검토를 통해 적절한 방식의 조인트를 설치 하거나 보강하여야 한다. 5) 결로 예방을 위하여 탄약고 전면에 흡기구를 설치하고 후면 마감벽에 환기팬 (기계식, 무동력)을 설치하여야 하며 구조물 내부에 우레탄과 질석 뿜칠 마감을 시공할 수 있다. 이때 흡기구 전면에 흡기구 크기 이상의 방호벽을 설치하여야 한다. 또한 상세검토를 바탕으로 파형강판 외부벽체 측면(배면)부 및 바닥층에 공기층을 두어 결로를 예방하는 등의 추가적인 방법을 적용할 수 있다. 6) 5)항에 대하여 센서 및 제어시스템을 설치하여 탄약고 내부에 결로 발생시에 자동 또는 수동으로 환기팬 및 제어시스템을 제어할 수 있는 방법을 적용할 수 있다. 7) 낙뢰 방지를 위해 낙뢰 방지 시스템을 적용하고, 접지를 설치할 수 있다. - 20 -
제 2 부 철근 콘크리트 탄약고 제1장 일반 사항 1-1 목적 및 적용범위 이 기준은 콘크리트 탄약고 구조물을 설계할 때 필요한 기본적인 요구사항을 규정한 것으로 구조물의 안전성, 사용성 및 내구성을 확보하는 것을 목적으로 한다. 이 설계기준에서 다루어지지 않는 일반 사항에 대해서는 다음 1.2의 참조기준 순으로 준용한다. 1-2 참조기준 국방 군사시설기준(DMFC), 국방부, 2009 방호구조물 설계기준, 국방부, 1998 화생방 방호시설 설계 시공지침, 국방부, 2008 콘크리트구조설계기준, 국토해양부, 2007 구조물 기초 설계기준, 국토해양부, 2009 콘크리트표준시방서, 국토해양부, 2009 도로공사표준시방서, 국토해양부, 2009 고속도로공사 전문시방서, 한국도로공사, 2009 UFC 4-420-01 [미국방부 탄약고 표준단면도] UFC 3-340-02 [미국방성 내폭 구조 설계에 관한기준] 국지시 제10-5014호 탄약 및 폭발물 안전관리기준 지시, 국방부, 2010 1-3 주요용어 강도감소계수(strength reduction factor) : 재료의 공칭강도와 실제 강도와의 차이, 부재를 제작 또는 시공할 때 설계도와의 차이, 그리고 부재 강도의 추정과 해석에 관련된 불확실성을 고려하기 위한 안전계수 건조수축(drying shrinkage) : 콘크리트는 습기를 흡수하면 팽창하고 건조하면 수축하게 되는데, 이와 같이 습기가 증발함에 따라 콘크리트가 수축하는 현상 계수하중(factored load) : 강도설계법으로 부재를 설계할 때 사용하중에 하중 계수를 곱한 하중 - 21 -
고정하중(dead load) : 구조물의 수명기간중 상시 작용하는 하중으로서 자중은 물론 벽, 바닥, 지붕, 천장, 계단 및 고정된 사용장비 등을 포함한 하중 공칭강도(nominal strength) : 강도설계법의 규정과 가정에 따라 계산된 부재 또는 단면의 강도를 말하며, 강도감소계수를 적용하기 이전의 강도 띠철근(tie reinforcement, tie bar) : 기둥에서 종방향 철근의 위치를 확보하고 전단력에 저항하도록 정해진 간격으로 배치된 횡방향의 보강철근 또는 철선 사용하중(service load) : 고정하중 및 활하중과 같이 이 기준에서 규정하는 각종 하중으로서 하중계수를 곱하지 않은 하중 설계하중(design load) : 부재를 설계할 때 적용되는 계수하중 소요강도(required strength) : 철근콘크리트 부재가 사용성과 안전성을 만족할 수 있도록 요구되는 단면의 단면력 수축 온도철근(shrinkage and temperature reinforcement) : 건조수축 또는 온도 변화에 의하여 콘크리트에 발생하는 균열을 방지하기 위한 목적으로 배치되는 철근 슬래브판(slab plate) : 모든 변에서 기둥, 보, 또는 벽체 중심선에 의해 구획되는 판으로서 설계시에 축력의 영향을 무시할 수 있는 부재 철근콘크리트(reinforced concrete) : 외력에 대해 철근과 콘크리트가 일체로 거동하게 하고, 규정된 최소 철근량 이상으로 철근을 배치한 콘크리트 하중계수(load factor) : 하중의 공칭값과 실제 하중사이의 불가피한 차이 및 하중을 작용 외력으로 변환시키는 해석상의 불확실성, 환경작용 등의 변동을 고려하기 위한 안전계수 하중조합(load combination) : 구조물 또는 부재에 동시에 작용할 수 있는 각종 하중의 조합 활하중(live load) : 풍하중, 지진하중과 같은 환경하중이나 고정하중을 포함하지 않고, 건물이나 다른 구조물의 사용 및 점용에 의해 발생되는 하중으로서 사람, 가구, 이동칸막이, 창고의 저장물, 설비기계 등의 하중과 적설하중, 또는 교량 등에서 차량에 의한 하중 - 22 -
제2장 설계지침 2-1 재 료 2-1.1 적용범위 이 기준에 따라 콘크리트 탄약고의 구조 부재를 설계할 때 사용하는 재료의 품질과 시험은 콘크리트구조설계기준 및 콘크리트표준시방서에 따라야 한다. 2-1.2 콘크리트 구성재료 1. 시멘트는 한국산업규격(KS L 5201, 5205, 5210, 5211, 5217, 5401)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다. 2. 골재의 품질과 크기는 다음의 규정에 따라야 한다. 가. 골재는 한국산업규격(KS)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다. 나. 골재는 적당한 경도나 입도를 깨끗하고 내구성이 있는 것으로, 점토 덩어리, 유기물, 세장석편 등의 해로운 물질을 포함하지 않아야 하며, KS F 2526, KS F 2527, KS F 2534, KS F 2543, KS F 2544, KS F 2573에 규정된 품질로 하여야 한다. 다. 굵은골재의 공칭 최대 치수는 다음 값을 초과하지 않아야 한다. 그러나 이러한 제한은 콘크리트를 공극 없이 칠 수 있는 다짐 방법을 사용할 경우 에는 책임기술자의 판단에 따라 적용하지 않을 수 있다. 1) 거푸집 양 측면 사이의 최소 거리의 1/5 2) 슬래브 두께의 1/3 3) 개별 철근, 다발 철근, 긴장재 또는 덕트 사이 최소 순간격의 3/4 3. 화학혼화제의 품질과 사용은 다음 규정에 따라야 한다. 가. 화학혼화제는 한국산업규격 KS F 2560에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다. 나. 화학혼화제를 사용할 경우에는 충분한 품질조사와 시험을 거친 후 책임기술자의 승인을 얻어야 한다. 다. 화학혼화제는 콘크리트 배합을 결정할 때에 사용했던 제품과 동일한 성분 및 성능을 공사 중 일관되게 유지하여야 한다. - 23 -
4. 콘크리트를 제조할 때 사용되는 물은 다음 규정에 따라야 한다. 가. 콘크리트 배합에 사용되는 물은 청정한 것으로서 일반적으로 산, 기름, 알칼리, 염분, 유기물 그리고 콘크리트 및 철근에 유해한 물질을 포함하지 않아야 한다. 나. 콘크리트의 배합에 사용되는 물은 KS F 4009 부속서 2에 적합한 것으로 한다. 2-1.3 콘크리트 콘크리트 공시체의 제작 및 양생방법은 KS F 2403에 따라 제작하고 양생하는 방법에 따라야 한다. 콘크리트의 공시체를 제작할 때 압축강도용 공시체는 φ150 300 mm를 기준으로 하되, φ100 200 mm의 공시체를 사용할 경우 강도보정계수 0.97을 사용하며, 이외의 경우 적절한 강도보정계수를 고려하여야 한다. 레디믹스트 콘크리트를 사용하는 경우에는 KS F 4009에 따라야 한다. 경량콘크리트 제조용 경량콘크리트 골재는 KS F 2534에 규정하는 구조용 경량골재를 사용하여야 한다. 콘크리트 친 후 28일 이내에 부재의 원래 설계하중이나 응력을 받지 않은 경우, 부재의 압축강도는 책임기술자의 승인 하에 재령에 따른 증가계수를 곱할 수 있다. 2-1.4 강 재 보강용 철근은 이형철근을 사용하여야 한다. 다만 나선철근이나 강선으로 원형철근을 사용할 수 있다. 그리고 구조용 강재, 강관에 의한 보강재는 이 기준에 따라 사용될 수 있다. 철근을 용접하는 경우 그 위치와 용접방법을 명기하여야 한다. 필요한 용접기호와 용접시험방법은 KS B 0052, KS B 0816~KS B 0892에 따라야 한다. 철근, 철선 및 용접철망의 품질, 형상, 치수는 KS D 3504, KS D 3552와 KS D 7017의 각 규격에 적합하여야 한다. 철근, 철선 및 용접철망의 설계기준항복강도 가 400 MPa를 초과하여 항복마루가 - 24 -
없는 경우, 값은 변형률 0.0035에 상응하는 응력의 값으로 사용하여야 한다. 철근은 아연도금 또는 에폭시수지 피복을 하는 것이 가능하며, 이들 철근은 KS D 3629의 규정을 따라야 한다. 2-2 설 계 콘크리트 탄약고 구조물 설계법은 강도설계법을 적용하는 것을 원칙으로 한다. 2-2.1 적용범위 철근콘크리트 구조물의 부재는 콘크리트구조설계기준(국토해양부, 2007)에서 규정한 하중계수와 강도감소계수를 사용하여 규정에 따른 충분한 강도를 갖도록 설계 하여야 한다. 모든 하중조합에 구조물이 저항할 수 있게 설계되어야 한다는 원칙에 근거를 두고 있다. 2-2.2 하 중 콘크리트 탄약고 구조물 설계에 있어서는 다음 하중을 고려한다. 폭발하중 국방부의 방호기준에서 제시하는 폭발조건에 대해서 방호성능이 만족되어야 한다. 특수 지역 또는 특수 탄약고의 경우에는 방호구조물 설계기준에서 정의된 방호도 결정을 위한 고려요소를 바탕으로 요구방호도를 별도로 조사, 심의하여 이에 대한 폭발 압력을 별도로 산정한다. 구조물의 설계에 있어서 시공 중 또는 완성 후 구조물에 작용하는 활하중, 고정하중, 적설하중, 토압, 유체압, 작업 하중, 진동, 충격, 건조수축, 크리프와 온도변화 및 탄성수축, 부등침하 등 각종 하중 및 외적 작용의 영향을 고려 하여야 한다. 2-2.3 설계하중 및 하중조합 1. 철근콘크리트 구조물의 부재는 원칙적으로 하중계수와 강도감소계수를 사용 해서 규정에 따른 충분한 강도를 갖도록 설계하여야 한다. 2. 예상되는 모든 하중조합에 구조물이 저항할 수 있게 설계되어야 한다는 원칙에 근거를 두고 있다. - 25 -
3. 철근콘크리트 구조물을 설계할 때는 하중계수와 하중조합을 모두 고려하여 해당 구조물에 작용하는 최대 소요강도에 대하여 만족하도록 설계하여야 한다. 4. 부등침하, 크리프, 건조수축, 팽창콘크리트의 팽창량 및 온도변화는 사용구조물의 실제적 상황을 고려하여 계산하여야 한다. 5. 구조물의 부재, 부재간의 연결부 및 각 부재 단면의 휨모멘트, 축력, 전단력, 비틀림모멘트에 대한 설계강도는 규정과 가정에 따라 정해지는 공칭강도에 강도감소계수를 곱한 값으로 하여야 한다. 6. 철근의 설계기준항복강도 는 550MPa을 초과하지 않아야 한다. 7. 골조 또는 연속구조물의 모든 부재는 계수하중으로 탄성이론에 의해 결정된 최대 단면력에 대하여 설계하여야 한다. 8. 일반적인 구조 형태, 경간 및 층고를 갖는 건물 등은 근사해법을 사용하여 해석할 수 있다. 9. 탄성계수 가. 콘크리트의 할선탄성계수는 콘크리트의 단위질량 의 값이 1,450~2,500 kg/m 3 인 콘크리트의 경우 다음식에 따라 계산할 수 있다. (MPa) 다만 보통골재를 사용한 콘크리트( =2,300 kg/m 3 )의 경우는 다음식을 이용할 수 있다. (MPa) 여기서, (MPa) 크리프 계산에 사용되는 콘크리트의 초기접선탄성계수와 할선탄성계수와의 관계식은 다음과 같다. 나. 철근의 탄성계수는 다음 값을 표준으로 하여야 한다. (MPa) 다. 형강의 탄성계수는 다음 값을 표준으로 하여야 한다. - 26 -
(MPa) 10. 강성 가. 기둥, 벽체 바닥판 및 지붕 시스템의 상대적인 휨강성과 비틀림강성을 구할 때 어떠한 합리적 가정도 사용할 수 있다. 다만, 채택한 가정은 해당 해석과정을 통하여 일관성이 있어야 한다. 나. 휨모멘트를 결정하거나 부재를 설계할 때 헌치의 영향을 고려하여야 한다. 11. 기둥 가. 기둥을 설계할 때 축력은 모든 바닥판 또는 지붕에 작용하는 계수하중으로 부터 기둥에 전달된 힘으로 취하여야 하고, 최대 휨모멘트는 그 기둥에 인접한 바닥판 또는 지중의 한쪽 경간에 작용하는 계수하중에 의한 휨모멘트로 취하여야 한다. 또한 축력에 대한 휨모멘트의 비가 최대가 되는 재하조건도 고려하여야 한다. 나. 골조 또는 연속구조물을 설계할 때 내 외부 기둥의 불균형 바닥판 하중과 기타 편심하중에 의한 영향을 고려하여야 한다. 다. 연직하중으로 인한 기둥의 휨모멘트를 계산할 때 구조물과 일체로 된 기둥의 먼 단부는 고정되어있다고 가정할 수 있다. 라. 바닥판으로부터 기둥으로 전달되는 모든 휨모멘트는 그 바닥판 상하측 각 기둥의 상대 강성과 구속조건에 따라 상하측 각 기둥에 분배시켜야 한다. 2-2.4 방호성능 방호 성능을 만족하기 위해서는 폭발에 의한 RC 탄약고 구조물의 거동한계를 충족 되어야 한다. RC 탄약고 구조물의 경우에 방호성능 만족여부 판단을 위해 폭발 후 구조물의 최대변위값을 비교하여 변위연성도를 검토해야 하며 또한 각 부재의 지점에서의 회전각(Support rotation)에 의한 회전연성도를 동시에 검토하여야 하고, 두 조건이 동시에 만족 하여야 한다. 1. 변위연성도 = / 여기서, : 폭발에 의한 최대 변위 : 구조물의 탄성한계 변위 - 27 -
2. 회전 연성도 θ tan 이때 허용되는 연성도 기준은 다음과 같이 3 종으로 구분하여 적용하며, 이의 선정은 탄약고 시설의 중요도에 따라 선정한다. 구 분 설계 개념 피해 양상 변위연성도 지점에서의 부재회전각 1등급 탄성설계 미세균열 발생 0< <1 0<θ<2 2등급 탄소성설계 균열 또는 파쇄발생 1< <3 2 <θ<5 3등급 소성설계 철근으로부터 콘크리트 분리 3< <10 5 <θ<12 주) 방호구조물 설계기준 (국방부, 1998) 2-2.5 사용성 및 내구성 1. 구조물 또는 부재가 사용기간 중 충분한 기능과 성능을 유지하기 위하여 사용 하중을 받을 때의 사용성과 내구성을 검토하여야 한다. 2. 사용성 검토는 균열, 처짐, 피로의 영향 등을 고려하여 이루어져야 한다. 3. 균열 가. 모든 규정을 만족하는 경우 균열에 대한 검토가 이루어진 것으로 간주할 수 있다. 나. 특별히 수밀성이 요구되는 구조는 적절한 방법으로 균열에 대한 검토를 하여야 한다. 이 경우 소요 수밀성을 갖도록 하기 위한 허용균열폭을 설정하여 검토할 수 있다. 다. 미관이 중요한 구조는 미관상의 허용균열폭을 설정하여 균열을 검토할 수 있다. - 28 -
라. 부재는 하중에 의한 균열을 제어하기 위해 필요한 철근 외에도 필요에 따라 온도변화, 건조수축 등에 의한 균열을 제어하기 위한 추가적인 보강철근을 배치하여야 한다. 그리고 균열 제어를 위한 철근은 필요로 하는 부재 단면의 주변에 분산시켜 배치하여야 하고, 이 경우 철근의 지름과 간격을 가능한 한 작게 하여야 한다. 4. 처짐 가. 1방향 구조의 처짐을 계산할 때 하중의 작용에 의한 순간처짐은 부재강성에 대한 균열과 철근의 영향을 고려하여 탄성 처짐 공식을 사용하여 계산하여야 한다. 나. 단변경간에 대한 장변경간의 비가 2를 초과하지 않는 슬래브 또는 기타 2방향 구조의 최소 두께는 콘크리트구조설계기준(국토해양부, 2007) 4.3.2의 규정에 따라야 한다. 5. 피로 가. 하중 중에서 변동하중이 차지하는 비율이 크거나 작용빈도가 크기 때문에 피로에 대한 안전성 검토를 필요로 하는 경우에 적용하여야 한다. 나. 보 및 슬래브의 피로는 휨 및 전단에 대하여 검토하여야 한다. 다. 기둥의 피로는 검토하지 않아도 좋다. 다만, 휨모멘트나 축인장력의 영향이 특히 큰 경우 보에 준하여 검토하여야 한다. 6. 내구성 설계 가. 콘크리트 구조는 주어진 주변환경 조건에서 설계 공용기간 동안에 안전성, 사용성, 내구성, 미관을 갖도록 설계, 시공, 유지관리하여야 한다. 나. 설계 착수 전에 구조물 발주자와 설계자는 구조물의 중요도, 환경조건, 구조거동, 유지관리방법 등을 고려하여야 한다. 다. 설계자는 구조물의 내구성을 확보할 수 있는 적절한 설계기법을 결정하여야 한다. 라. 구조물이나 부재의 외측 표면에 있는 콘크리트의 품질이 보장될 수 있도록 하여야 한다. 다지기와 양생이 적절하여 밀도가 크고, 강도가 높고, 투수성이 낮은 콘크리트를 시공하고, 피복두께가 확보되어야 한다. 마. 구조물의 모서리나 부재 연결부 등의 건전성 확보를 위한 철근콘크리트 및 - 29 -
프리스트레스트 콘크리트 구조요소의 구조 상세가 적절하여야 한다. 바. 고부식성 환경 조건에 있는 구조는 표면을 보호하여 내구성을 증진시켜야 한다. 사. 설계자는 내구성에 관련된 콘크리트 재료, 피복두께, 철근과 긴장재, 처짐, 균열, 피로 및 기타 사항에 대한 제반 규정을 검토하여야 한다. 7. 보수 보강 및 유지관리 가. 콘크리트 구조물은 주어진 주변 환경조건에서 목표수명기간 동안에 안전성, 사용성, 내구성, 미관을 갖도록 유지관리하여야 한다. 완공된 콘크리트 구조물은 정기적인 점검과 필요할 때 보수 보강을 통하여 본래의 기능을 유지하고 사용자의 편의와 안전을 도모할 수 있도록 관리하여야 한다. 나. 구조물의 안전을 점검하기 위한 안전진단과 보수 보강 설계는 책임기술자에 의해 수행되어야 한다. 다. 보수 보강 설계를 할 때는 구조체를 조사하여 손상 원인, 손상 정도, 저항내력 정도를 파악하고 구조물이 처한 환경조건, 하중조건, 필요한 내력, 보수 보강의 범위와 규모를 정하며, 보수 보강재료를 선정하여 단면 및 부재를 설계하고, 적절한 보수 보강시공법을 검토하여야 한다. 라. 보강설계를 할 때는 보강 후의 구조내하력 증가 외에 사용성과 내구성 등의 성능향상을 고려하여야 한다. 마. 책임기술자는 보수 보강 공사에서 품질을 확보하기 위하여 공정별로 품질관리 검사를 시행하여야 한다. 2-2.6 철근 상세 1. 철근콘크리트와 프리스트레스트 콘크리트 부재의 철근과 용접철망의 가공 및 배치 상세에 적용하여야 한다. 2. 철근의 피복두께, 건조수축 및 온도 변화에 대한 보강에 적용하여야 한다. 3. 철근 가공 가. 표준갈고리 및 구부림의 최소 내면 반지름은 콘크리트구조설계기준(국토 해양부, 2007) 5.2의 규정에 따라야 한다. 나. 책임기술자가 승인한 경우를 제외하고 모든 철근은 상온에서 구부려야 한다. - 30 -
다. 야 한다. 다만, 설계도면에 도시되어 있거나 책임기술자가 승인한 경우에는 콘크리트 속에 묻혀 있는 철근을 구부릴 수 있다. 라. 콘크리트를 칠 때 철근의 표면에는 부착을 저해하는 흙, 기름 또는 비금속 도막이 없어야 한다. 4. 철근 배치 가. 철근은 콘크리트를 치기 전에 정확하게 배치되고 움직이지 않도록 적절하게 지지되어야 하며, 시공이 편리하도록 배치되어야 한다. 이때 변위 오차는 허용오차 범위 내에 들어야 한다. 나. 철근조립을 위해 교차되는 철근은 용접되지 않아야 한다. 다만, 책임기술자가 승인한 경우에는 용접할 수 있다. 2-2.7 휨 및 압축 철근과 콘크리트의 변형률은 중립축으로부터 거리에 비례하는 것으로 가정할 수 있다. 휨 또는 휨과 축력을 동시에 받는 부재의 콘크리트 압축연단의 극한 변형률은 0.003으로 가정하여야 한다. 철근의 응력이 설계기준항복강도 이하일 때, 철근의 응력은 그 변형률에 를 곱한 값으로 하여야 한다. 철근의 변형률이 에 대응하는 변형률보다 큰 경우 철근의 응력은 변형률에 관계없이 로 하여야 한다. 휨모멘트나 축력 또는 휨모멘트와 축력을 동시에 받는 설계는 힘의 평형조건과 변형률의 적합조건에 기초하여야 한다. 압축 콘크리트가 가정된 극한변형률인 0.003에 도달할 때 최 외단 인장철근의 순인장변형률 가 0.005의 인장지배 변형률 한계 이상인 단면을 인장지배 단면이라고 한다. 다만 철근의 항복강도가 400MPa를 초과하는 경우에는 인장지배 변형률 한계를 철근 항복변형률의 2.5배로 한다. 휨모멘트와 축력을 받는 부재의 강도설계는 콘크리트구조설계기준(국토 해양부, 2007)을 따른다. - 31 -
2-2.8 전단과 비틀림 전단력을 받는 단면은 다음식을 기본으로 설계하여야 한다. 여기서, 는 해당 단면의 계수전단력이며, 은 다음 식에 의해 계산하는 공칭전단강도이다. 여기서, 는 콘크리트에 의한 공칭전단강도이며, 는 전단철근에 의한 공칭전단강도이다. 전단강도 을 결정할 때, 부재에 개구부가 있는 경우에는 그 영향을 고려 하여야 한다. 전단강도 를 결정할 때, 구속된 부재에서 크리프와 건조수축으로 인한 축방향 인장력의 영향을 고려하여야 하며, 깊이가 일정하지 않은 부재의 경사진 휨 압축력의 영향도 고려하여야 한다. 철근콘크리트 부재의 경우 받침부 내면에서 거리 이내에 위치한 단면을 거리 에서 구한 계수전단력 의 값으로 설계할 수 있다. 철근콘크리트 부재의 전단과 비틀림 설계는 콘크리트구조설계기준(국토 해양부, 2007)을 따른다. 2-2.9 정착 및 이음 1. 철근의 정착 가. 철근콘크리트 부재 각 단면의 철근에 작용하는 인장력 또는 압축력이 단면의 양측에서 발휘될 수 있도록 묻힘길이, 갈고리, 기계적 정착, 또는 이들의 조합에 의하여 철근을 정착하여야 한다. 이 때 갈고리는 압축철근의 정착에 유효하지 않은 것으로 본다. 나. 값은 8.4MPa를 초과하지 않아야 한다. 다. 휨부재에서 최대 응력점과 경간 내에서 인장철근이 끝나거나 굽혀진 위험단면에서 철근의 정착에 대한 안전을 검토하여야 한다. 라. 휨철근은 휨모멘트를 저항하는데 더 이상 철근을 요구하지 않는 점에서 부재의 - 32 -
유효깊이 또는 중 큰 값 이상으로 더 연장하여야 한다. 마. 연속철근은 구부리거나 절단된 인장철근이 휨을 저항하는데 더 이상 필요하지 않은 점에서 정착길이 이상의 묻힘길이를 확보하여야 한다. 바. 인장철근은 구부려서 복부를 지나 정착하거나 부재의 반대 측에 있는 철근쪽으로 연속하여 정착시켜야 한다. 2. 철근의 이음 가. 철근은 설계도, 또는 시방서에서 요구하거나 허용한 경우 또는 책임기술자의 승인하에서만 이음을 할 수 있다. 나. D35를 초과하는 철근은 겹침이음을 하지 않아야 한다. 다. 휨부재에서 서로 직접 접촉되지 않게 겹침이음된 철근은 횡방향으로 소요 겹침이음길이의 1/5 또는 150mm 중 작은 값 이상 떨어지지 않아야 한다. 라. 용접이음은 철근의 설계기준항복강도 의 125퍼센트 이상을 발휘할 수 있는 완전용접이어야 한다. 마. 있는 완전 기계적이음이어야 한다. 2-2.10 슬래브 1. 1방향 슬래브 가. 1방향 슬래브의 두께는 최소 100mm 이상으로 하여야 한다. 나. 슬래브의 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근의 중심간격은 위험단면에서는 슬래브 두께의 2배 이하이어야 하고, 또한 300mm 이하로 하여야 한다. 기타의 단면에서는 슬래브 두께의 3배 이하이어야 하고, 또한 450mm 이하로 하여야 한다. 다. 1방향 슬래브에서는 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근에 직각방향으로 수축 온도철근을 배치하여야 한다. 라. 슬래브 끝의 단순받침부에서도 내민슬래브에 의하여 부모멘트가 일어나는 경우에는 이에 상응하는 철근을 배치하여야 한다. 마. 슬래브의 장변방향과 직교하는 보의 상부에 부모멘트로 인해 발생하는 균열을 방지하기 위하여 슬래브의 장변방향 상부에 철근을 배치하여야 한다. - 33 -
2. 2방향 슬래브 가. 슬래브 시스템은 평형조건과 기하학적 적합조건을 만족시킬 수 있다면 어떠한 방법으로도 설계할 수 있다. 다만 모든 단면의 설계강도가 3.3을 적용한 소요강도 이상이어야 하고 처짐의 제한 등 사용하중하에서 사용성을 만족시켜야 한다. 나. 슬래브와 이를 지지하는 보(보가 있을 경우) 및 이들과 직교 골조를 이루는 기둥 또는 벽체를 포함하는 슬래브 시스템은 연직하중에 때하여 직접설계법이나 등가골조법으로 설계할 수 있다. 다. 횡방향 변위가 발생하는 골조의 횡방향력 해석을 위해 골조 부재의 강성을 계산할 때 철근과 균열의 영향을 고려하여야 한다. 라. 슬래브 시스템이 횡하중을 받는 경우 그 해석 결과는 연직하중의 결과와 조합하여야 한다. 마. 받침부 사이의 슬래브와 보(보가 있을 경우)는 모든 단면에서 발생하는 계수휨모멘트에 저항할 수 있도록 설계하여야 한다. 2-2.11 벽 체 벽체는 계수연직축력이 0.4 이하이어야 하며, 공칭강도에 도달할 때 인장 철근의 변형률이 0.004 이상이어야 한다. 이외의 부재는 압축부재의 설계 및 배근원칙을 따라야 한다. 벽체는 이에 작용하는 편심축하중, 수평하중 및 기타 하중에 대하여 안전하게 저항할 수 있도록 설계하여야 한다. 정밀한 구조해석에 의하지 않는 한, 각 집중하중에 대한 벽체의 유효 수평 길이는 하중 간의 중심거리, 또한 하중 지지폭에 벽체 두께의 4배를 더한 길이를 초과하지 않는 값으로 하여야 한다. 벽체의 철근은 이와 교차하는 구조 부재인 바닥, 지붕, 기둥, 벽기둥, 부벽, 교차 벽체 및 기초 등에 충분히 정착되도록 하여야 한다. - 34 -
2-3 바닥층 탄약고 바닥은 예상되는 최대 활하중을 기준으로 설계한다. 2-4 구조물 기초 기초 콘크리트 구조물은 지표이하로 80cm 이상 근입시켜 폭발압에 의한 구조물 내부에 발생할 수 있는 배면파쇄 영향을 최소화 하여야 한다. 2-5 방수 구조물 본체의 방수를 위하여 설계도서에 명시한 재료를 사용하되 감독자의 사전 승인을 받아 적절한 방수처리를 하여야 한다. 구조물 본체의 콘크리트 표면상태에 대하여 감독자의 검측을 득한 후에 방수 작업을 하여야 한다. 방수처리 후 장기간 일광의 노출로 인하여 방수재료가 방수기능을 발휘할 수 없을 때에는 재시공하여야 한다. 특별한 경우에는 시트방수를 할 수 있다. 2-6 환기 및 결로 방지 탄약기능 저하 예방을 위하여 공조장치(환기팬 제외)가 설치된 탄약고는 상대습도 60% 이하, 공조장치가 없는 탄약고는 상대습도 80% 이하로 유지하여야 한다. 결 로 예방을 위하여 탄약고 전면에 흡기구를 설치하고 후면 마감 마감벽에 환기팬(기계 식, 무동력)을 설치하여야 하며 구조물 내부에 필요시 우레탄과 질석뿜칠 마감을 시공할 수 있다. 또한 구조적 및 시공성 검토를 통하여 파형강판 외부벽체 측면(배면) 부 및 바닥층에 공기층을 두어 결로를 예방하는 등의 추가적인 방법을 적용할 수 있다. 또한 온습도 제어를 위한 센서시스템의 설치도 충분한 검토를 통하여 설치, 운영 할 수 있다. 2-7 피뢰 및 접지 적절한 낙뢰 방지 시스템을 적용하고, 접지를 설치한다. 2-8 양거리 탄약고 설계 및 위치 선정 시 국방부 탄약 및 폭발물 안전관리기준 지시 에 따른 양거리, 안전심의 등의 규정을 준수하여야 한다. - 35 -
제3장 시공 고려사항 3-1 일반 사항 이 지침은 콘크리트 탄약고 구조물 시공시 적용한다. 3-1.1 주요용어 굵은 골재(coarse aggregate) : 1 5mm 체에 거의 다 남는 골재, 2 5mm 체에 다 남는 골재 배합강도(required average concrete strength) : 콘크리트의 배합을 정하는 경우에 목표로 하는 강도 레이턴스(laitance) : 블리딩으로 인하여 콘크리트나 모르타르의 표면에 떠올라서 가라않은 물질 모르타르(mortar) : 시멘트, 잔골재, 물 및 필요에 따라 첨가하는 혼화 재료를 구성재료로 하여, 이들을 비벼서 만든 것, 또는 경화된 것 블리딩(bleeding) : 굳지 않은 콘크리트, 굳지 않은 모르타르, 굳지 않은 시멘트 풀에서 고체 재료의 침강 또는 분리에 의해 혼합수의 일부가 유리되어 상승하는 현상 알칼리 골재반응(alkali aggregate reaction) : 알칼리와의 반응성을 가지는 골재가 시멘트, 그 밖의 알칼리와 장기간에 걸쳐 반응하여 콘크리트에 팽창 균열, 박리 등을 일으키는 현상 잔골재(fine aggregate) : 1 10mm 체를 전부 통과하고, 5mm 체를 거의 다 통과하며, 0.08mm 체에 거의 다 남는 골재, 2 5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 골재 표준양생(standard curing) : 20±3 로 유지하면서 수중 또는 습도 100퍼센트에 가까운 습윤상태에서 실시하는 양생 품질관리(quality control) : 사용목적에 합치한 콘크리트 구조물을 경제적으로 만들기 위해 공사의 모든 단계에서 실시하는 콘크리트의 품질 확보를 위한 효과적이고 조직적인 기술 활동 혼화재(mineral admixture) : 혼화 재료 중 사용량이 비교적 많아서 그 자체의 부피가 콘크리트 등의 비비기 용적에 계산되는 것 혼화제(chemical admixture, chemical agent) : 혼화 재료 중 사용량이 비교적 - 36 -
적어서 그 자체의 부피가 콘크리트 등의 비비기 용적에 계산되지 않은 것 3-1.2 제출문 제출문은 공사계획에 맞추어 작성하여 제출하여야 한다. - 37 -
3-2 재료 3-2.1 적용범위 이 지침에 따라 콘크리트 탄약고 구조를 시공할 때 사용하는 재료의 품질과 시험은 콘크리트구조설계기준 및 콘크리트표준시방서에 따라야 한다. 3-2.2 콘크리트 구성재료 1. 시멘트는 한국산업규격(KS L 5201, 5205, 5210, 5211, 5217, 5401)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다. 2. 골재의 품질과 크기는 다음의 규정에 따라야 한다. 가. 골재는 한국산업규격(KS)에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다. 나. 골재는 적당한 경도나 입도를 깨끗하고 내구성이 있는 것으로, 점토 덩어리, 유기물, 세장석편 등의 해로운 물질을 포함하지 않아야 하며, KS F 2526, KS F 2527, KS F 2534, KS F 2543, KS F 2544, KS F 2573에 규정된 품질로 하여야 한다. 다. 굵은골재의 공칭 최대 치수는 다음 값을 초과하지 않아야 한다. 그러나 이러한 제한은 콘크리트를 공극 없이 칠 수 있는 다짐 방법을 사용할 경우에는 책임기술자의 판단에 따라 적용하지 않을 수 있다. 1) 거푸집 양 측면 사이의 최소 거리의 1/5 2) 슬래브 두께의 1/3 3) 개별 철근, 다발 철근, 긴장재 또는 덕트 사이 최소 순간격의 3/4 3. 화학혼화제의 품질과 사용은 다음 규정에 따라야 한다. 가. 화학혼화제는 한국산업규격 KS F 2560에 규정한 것과 같거나, 또는 이와 동등 이상의 것을 사용하여야 한다. 나. 화학혼화제를 사용할 경우에는 충분한 품질조사와 시험을 거친 후 책임기술자의 승인을 얻어야 한다. 다. 화학혼화제는 콘크리트 배합을 결정할 때에 사용했던 제품과 동일한 성분 및 성능을 공사 중 일관되게 유지하여야 한다. 4. 콘크리트를 제조할 때 사용되는 물은 다음 규정에 따라야 한다. - 38 -
가. 콘크리트 배합에 사용되는 물은 청정한 것으로서 일반적으로 산, 기름, 알칼리, 염분, 유기물 그리고 콘크리트 및 철근에 유해한 물질을 포함하지 않아야 한다. 나. 콘크리트의 배합에 사용되는 물은 KS F 4009 부속서 2에 적합한 것으로 한다. 3-2.3 콘크리트 콘크리트 공시체의 제작 및 양생방법은 KS F 2403에 따라 제작하고 양생하는 방법에 따라야 한다. 콘크리트의 공시체를 제작할 때 압축강도용 공시체는 φ150 300 mm를 기준으로 하되, φ100 200 mm의 공시체를 사용할 경우 강도보정계수 0.97을 사용하며, 이외의 경우 적절한 강도보정계수를 고려하여야 한다. 레디믹스트 콘크리트를 사용하는 경우에는 KS F 4009에 따라야 한다. 경량콘크리트 제조용 경량콘크리트 골재는 KS F 2534에 규정하는 구조용 경량골재를 사용하여야 한다. 콘크리트 친 후 28일 이내에 부재의 원래 설계하중이나 응력을 받지 않은 경우, 부재의 압축강도는 책임기술자의 승인하에 재령에 따른 증가계수를 곱할 수 있다. 3-2.4 강 재 보강용 철근은 이형철근을 사용하여야 한다. 다만 나선철근이나 강선으로 원형철근을 사용할 수 있다. 그리고 구조용 강재, 강관에 의한 보강재는 이 기준에 따라 사용될 수 있다. 철근을 용접하는 경우 그 위치와 용접방법을 명기하여야 한다. 필요한 용접 기호와 용접시험방법은 KS B 0052, KS B 0816~KS B 0892에 따라야 한다. 철근, 철선 및 용접철망의 품질, 형상, 치수는 KS D 3504, KS D 3552와 KS D 7017의 각 규격에 적합하여야 한다. 철근, 철선 및 용접철망의 설계기준항복강도 가 400 MPa를 초과하여 항복 마루가 없는 경우, 값은 변형률 0.0035에 상응하는 응력의 값으로 사용하여야 한다. - 39 -
철근은 아연도금 또는 에폭시수지 피복을 하는 것이 가능하며, 이들 철근은 KS D 3629의 규정을 따라야 한다. 3-2.5 토 공 1. 성토용 재료 성토에 사용될 재료는 일반 흙깍기 또는 승인된 토취장에서 얻은 승인된 재료 이어야 하며 모든 나무 뿌리, 식물 또는 기타 유해물질이 함유되어 있지 않은 것이어야 한다. 성토에 적합지 못한 재료는 다음과 같다. 가. 소지, 침리지 또는 썩은 이토, 이끼식물의 밑줄기, 부패성 물질 또는 이토의 불순 혼합물질 및 기타 진개물 나. 많은 유기물질이 함유된 점토 또는 이토로 조성된 재료 다. KS F 2312 다짐시험을 하였을시 액성한계치가 50% 이상이거나 소성지수가 25% 이상이거나 또는 건조밀도가 1.5t/m 3 이하인 재료 라. 재료가 동결 되었을때와 성토된 시공면이 동결되었거나 눈으로 덮혀 있을때는 다 녹거나 동결된 부분을 제거하기 전에 성토작업을 시행하여서는 안 된다. 2. 복토 복토의 높이는 방호구조물 설계기준에 따르며, 재료는 떼붙이기에 적합한 양질의 재료를 사용해야하며 사전에 승인을 받은 것이어야 한다. 3. 비탈층 성토재 떼붙이기를 하는 비탈면 부근에 사용하는 흙은 떼붙이기에 적합한 양질의 재료를 사용해야하며 사전에 승인을 받은 것이어야 한다. 3-2.6 재료의 저장 1. 시멘트 가. 시멘트는 지상에서 30cm 이상 되는 마루를 가진 창고에 저장하여 감독관의 검사에 편리하게 배치하고 그 사용은 먼저 저장된 순서대로 사용하여야 한다. 나. 포대시멘트는 13포대 이상 쌓아 올려서는 안 된다. 다. 저장중에 약간이라도 굳은 시멘트는 공사에 사용하여서는 안 된다. 3개월 - 40 -
이상 창고에 저장한 포대시멘트나 습기를 받았을 우려가 있다고 생각되는 시멘트는 사용하기 전에 다시 시험을 하여 그 품질을 확인하여야 한다. 2. 골재 가. 잔골재와 굵은골재는 종류와 입도가 다른 골재를 각각 구분하여 따로 저장하고 먼지, 잡물 등의 혼입을 방지하여야 한다. 나. 중요한 공사에 사용되는 골재는 재료의 분리가 일어나지 않도록 치수에 따라 나누어 저장하여야 한다. 다. 골재의 표면수가 일정하도록 저장하여야 한다. 라. 굵은골재를 취급할 때는 크고 작은 것이 분리되지 않도록 하여야 한다. 마. 골재는 빙설의 혼입 또는 동결을 받지 않도록 하여야 한다. 바. 골재는 여름에는 일광의 직사를 받지 않도록 하여야 한다. 3. 철근 철근의 저장은 직접 땅에 닿지 않도록 적절한 보관시설을 하고 창고안이나 적당한 덮개를 하여 녹이 슬지 않도록 저장하여야 한다. - 41 -
3-3 시 공 3-3.1 콘크리트 1. 치기준비 가. 콘크리트 치기 전에 철근, 거푸집, 기타에 관해서 설계도에 정해진 대로 비치되었는가를 확인해야 한다. 나. 콘크리트 치기 전에 운반장치의 내부에 붙어있는 콘크리트 및 잡물을 깨끗이 제거하여야 한다. 다. 콘크리트 치기 전에 치는 장소를 청소하고, 모든 잡물을 제거하고, 거푸집 널판을 충분히 적셔서 감독관의 검사를 받아야 한다. 라. 콘크리트를 칠 때에는 먼저 콘크리트 속의 모르터와 동일한 정도로 배합되는 모르터를 바닥면에 깔아야 한다. 마. 터파기 속의 물은 콘크리트를 치기 전에 제거하고 터파기 속에 유입되는 물은 새로 친 콘크리트가 유실되지 않도록 적당한 방법으로 제거하여야 한다. 2. 운 반 가. 비빈 콘크리트는 재료분리 및 손실이 적게 되는 방법으로 빨리 운반해야 한다. 나. 콘크리트의 운반은 콘크리트 운반용 자동차, 콘크리트 펌프 및 슈트 중에서 운반거리 및 현장조건에 따라 감독관의 승인을 받은 것을 사용해야 한다. 3. 콘크리트 치기 가. 콘크리트의 작업구획 및 작업구획 내에서 콘크리트를 치는 순서는 사전에 타설 순서도를 작성하여 감독관의 승인을 얻은 후 감독관의 지시에 따라야 한다. 나. 콘크리트는 재료분리 및 손실을 방지할 수 있는 방법으로 빨리 운반해서 쳐야 한다. 이때에는 조금이라도 굳은 콘크리트를 사용하여서는 안 된다. 다. 치기를 끝낸 콘크리트는 어떠한 운반방법에 의한 경우라도 소정의 품질이 유지되어야 하며, 콘크리트의 운반 또는 치기 도중에 재료분리가 일어났을 때에는 거듭 비비기로서 균등질의 콘크리트가 되도록 하여야 한다. 라. 콘크리트는 거푸집 안에 넣은 후 다시 이동할 필요가 없도록 치기를 하여야 하며, 콘크리트는 그 표면이 한 작업 구획 안에서 거의 수평이 되도록 치기를 - 42 -
하여야 한다. 마. 버킷, 호퍼 등의 출구로 부터 콘크리트 치기면까지 높이는 1.5m 이내로 해야 하며, 거푸집 높이가 높을 경우에는 재료분리를 방지하고 또 쳐 놓고 있는 층의 상부에 있는 철근 및 거푸집에 콘크리트가 부착하여 경화하는 것을 막기 위하여 거푸집의 중간높이에 투입구를 설치하거나, 연직슈트 등을 사용해서 콘크리트를 쳐야 한다. 바. 치기 및 다지기를 할 때 콘크리트의 표면에 상승하는 물이 적게 되도록 재료의 배합 및 치기속도를 조절하여야 하며, 기둥의 경우에는 관을 사용하거나 또는 다른 적당한 방법으로 기둥단면의 중앙부로 콘크리트를 치며, 치는 속도는 30분에 1 1.5m 정도로 하는 것이 적당하다. 사. 콘크리트를 치는 도중에 표면에 떠오르는 물은 적당한 방법으로 제거하여야 한다. 아. 한 작업구획내의 콘크리트는 치기를 완료할 때까지 연속하여 치기를 하여야 한다. 자. 콘크리트가 얼마간 굳기 시작하고 있을 때에 그 위에 콘크리트를 덧치기 할 때에는 윗층, 아랫층의 콘크리트가 일체가 되도록 감독관의 지시에 따라 시행하여야 한다. 차. 슬래브 또는 보의 콘크리트가 벽 또는 기둥의 콘크리트와 연속해 있는 경우에는 벽 또는 기둥의 콘크리트의 수축 및 침하에 대비하기 위하여 벽 또는 기둥의 콘크리트를 친후 2시간 이상 기다려서 슬래브 또는 보의 콘크리트를 치는 것으로 한다. 내민 부분을 가진 구조물의 경우에도 같다. 4. 다지기 가. 콘크리트의 치기 도중 및 치기 직후 내부진동기로 충분히 다져서 콘크리트가 철근의 주위 또는 거푸집의 구석구석에 흘러 들어가도록 하여야 한다. 이 경우에 콘크리트가 충분히 흘러 들어가기 힘든 곳에는 치기 전에 콘크리트 속의 모르터와 같은 정도의 배합으로 된 모르터를 먼저 치거나 또는 적당한 방법으로 콘크리트가 확실히 흘러 들어가도록 하여야 한다. 나. 엷은벽 또는 거푸집의 구조상 내부진동기의 사용이 곤란한 경우 거푸집 진동기를 사용하든가 또는 치기 직후에 거푸집의 바깥부분을 가볍게 두들겨 콘크리트가 잘 가라앉도록 하여야 한다. 다. 진동다짐에 있어서는 진동기를 아래층의 콘크리트 중에 10cm정도 찔러 - 43 -
넣어야 한다. 진동기를 사용하여 콘크리트를 치는 경우에는 연직으로 60cm 이하의 일정한 간격으로 찔러 넣는다. 진동다지기는 충분히 하여야 하며, 진동기를 뺄 때 콘크리트로 부터 천천히 뽑아서 구멍이 남지 않도록 하여야 한다. 라. 진동기의 형식, 크기 및 수는 한 번에 다질 수 있는 콘크리트량을 충분히 진동다짐하기에 적당한 것이라야 한다. 마. 슬래브, 보, 벽, 기둥 등이 일체로 작용하도록 설계되어 있는 경우에는 벽이나 기둥의 콘크리트를 친 후 4시간 이상 지난 후에 슬래브 또는 보의 콘크리트를 쳐야 한다. 그러나 그들이 일체로 작용하게 설계되어 있지 않은 경우에는 2시간으로 줄일 수 있다. 내민 부분을 갖는 구조물에 대해서도 위와 같이 시공하여야 한다. 바. 하부 콘크리트가 얼마간 굳기 시작하였을때 상부 콘크리트를 이어서 치는 경우에는 다질 때 진동기를 하부 콘크리트 속에 찔러 넣어서 하부 콘크리트가 다시 진동다지기를 받을 수 있게 하여야 한다. 5. 양 생 가. 콘크리트를 친 후에 고온도 또는 저온도, 급격한 온도변화, 건조, 하중, 충격 등의 유해한 영향을 받지 않도록 충분히 양생하여야 한다. 나. 양생의 방법 및 기간에 관해서는 콘크리트 시방서 및 감독관의 지시를 받아야 한다. 다. 콘크리트의 노출면은 보통 포틀랜드 시멘트를 사용할 경우 콘크리트를 친 후 적어도 5일간, 조강포틀랜드 시멘트를 사용하는 경우에는 적어도 3일간 항상 습윤상태를 유지하여야 한다. 라. 거푸집 널판이 건조할 우려가 있을 때에는 거푸집 널판에 살수하여야 한다. 마. 막양생을 할 경우에는 감독관의 지시를 받아야 한다. 6. 표면의 처리 가. 노출면에서 균일한 외관을 얻고자 할 경우에는 재료, 배합, 콘크리트 치기의 방법 등이 변동하지 않도록 하고, 시공이음과 신축이음 사이의 콘크리트는 연속해서 치도록 특히 주의하여야 한다. 나. 거푸집의 널판에 접하는 면 1) 노출면이 되는 콘크리트 표면은 완전히 모르터로 덮히도록 하여야 한다. - 44 -
2) 콘크리트 표면에 혹이나 줄이 생긴 경우에는 이들을 매끈하게 따내야 하고, 곰보와 흠이 생긴 경우에는 그 주변의 불완전한 부분을 쪼아내고 물로 적신 후 적당한 배합의 콘크리트 또는 몰탈로 땜질을 하여 매끈하게 마무리 하 여야 한다. 3) 거푸집을 떼어낸 후 온도응력, 건조수축 등에 의해 표면에 발생한 균열은 감독관의 지시에 따라 보수하여야 한다. 다. 거푸집 널판에 접하지 않는 면 1) 다지기를 끝내고 거의 소정의 높이와 모양으로 된 콘크리트의 표면은 스며올라온 물이 없어진 후나 또는 표면의 물을 처리한 후 마무리하여야 한다. 2) 마무리 작업 후 콘크리트가 굳기 시작할 때까지의 사이에 일어나는 균열은 탬핑 또는 재마무리를 하여 제거하여야 한다. 3) 매끄럽고 치밀한 표면이 필요할 때에는 작업이 가능한 범위내에서 되도록 늦은 시기에 쇠흙손으로 강하게 콘크리트 표면을 눌러 가면서 손질하여야 한다. 라. 마모를 받는 면 1) 마모를 받는 면의 마무리에는 물-시멘트비와 슬럼프가 작은 콘크리트를 잘다져서 매끈하게 마무리한 후 감독관의 지시에 따라 양생기간을 연장하여야 한다. 2) 마모에 대한 저항을 특히 크게 할 목적으로 특수한 마무리를 할 경우에는 지시를 받아야 한다. 마. 모르터 바르기의 마무리 1) 모르터 바르기의 마무리를 하는 경우에는 콘크리트를 친 후 1시간 내에 콘크리트 표면에 고르게 바르고 마무리 하여야 한다. 2) 상당히 굳은 콘크리트 표면에 모르터 바르기의 마무리를 하는 경우에는 표면을 정 또는 적당한 공구로 거칠게 하고 물로 충분히 적신 다음에 시멘트 풀을 얇게 바르고, 즉시 모르터를 발라서 마무리 하여야 한다. 7. 이 음 가. 콘크리트의 이음은 설계도서에 정해져 있는 위치 및 구조를 엄수하여야 한다. 나. 설계도서에 나타내지 않은 이음을 필요로 하는 경우에는 감독관의 지시에 - 45 -
따라 구조물의 강도 및 외관을 해치지 않도록 그 위치, 방향 및 시공방법을 정하고 필요에 따라 장부 또는 흠을 만들든지 또는 적당한 보강재를 접속면에 매설해 두어야 한다. 다. 굳은 콘크리트에 새로운 콘크리트를 쳐서 이을 때에는 치기 전에 거푸집을 다시 조여서 굳은 콘크리트의 표면을 감독관의 지시에 따라 처리하여야 하며, 느슨한 골재알맹이, 품질이 나쁜 콘크리트, 레이턴스 및 잡물 등을 완전히 제거하고 충분히 흡수되도록 하여야 한다. 라. 다.항의 작업이 끝나면 즉시 콘크리트를 치고, 이어서 먼저 친 콘크리트와 밀착되도록 다지기를 하여야 한다. 마. 바닥슬래브와 일체로 된 기둥 또는 벽의 시공이음은 바닥슬래브와의 경계 부근에 두는 것이 좋다. 헌치 및 기둥머리는 바닥슬래브와 연속해서 콘크리트를 쳐야 한다. 내민 부분을 가지는 구조물의 경우도 같다. 바. 아치의 시공이음은 아치 축에 직각이 되도록 두어야 한다. 아치의 폭이 넓 을 때에는 감독관의 지시에 따라 지간 방향에 연직으로 시공이음을 두어도 좋다. 사. 신축이음에서는 구조물이 접하는 부분을 서로 절연시켜야 하며 설계도서 및 감독관의 승인을 얻어 신축이음재 또는 물막이판을 넣어야 한다. 3-3.2 철 근 1. 철근의 가공 가. 철근은 설계도서에 표시된 모양과 치수에 일치하도록 재질을 해치지 않는 방법으로 가공하여야 하며, 용접한 철근은 구부려서는 안 되며 용접부분으로 철근지름의 10배 이상 떨어진 곳에서 구부리는 것이 좋다. 나. 철근은 상온에서 가공하는 것을 원칙으로 한다. 할 수 없이 철근을 가열하여 가공하는 경우, 그 작업방법에 관하여 감독관의 승인을 받아야 한다. 다. 가공에 의해 곧게 할 수 있는 철근은 사용하여서는 안 된다. 2. 철근의 조립 가. 철근은 조립하기 전에 청소하고 들떠 있는 녹과 기타철근과 콘크리트와의 부착을 해칠 우려가 있는 이물질은 제거하여야 한다. - 46 -
나. 철근은 정확한 위치에 고정하고, 콘크리트를 치기 전에 감독관의 검사를 받아야 한다. 다. 철근의 조립에는 필요에 따라 적당한 조립용 철근을 사용하고 충분히 견고하게 연결하여야 한다. 라. 철근의 교점( 交 點 )은 0.9mm(20번선) 굵기 이상의 연철선 또는 적당한 클리프 (clip)로 매어야 한다. 마. 철근과 거푸집 널판과의 간격은 모르터 블록, 매달기 철물, 철좌, 플라스틱재 등의 스페이서(spacer)를 사용하여 정확하게 유지시켜야 한다. 바. 철근을 조립한지 장시일이 경과한 경우에는, 콘크리트를 치기 전에 다시 감독관의 검사를 받고 청소하여야 한다. 3. 철근의 이음 가. 인장철근의 이음은 될 수 있는대로 피해야 한다. 나. 설계도서에 표시하지 않은 철근의 이음을 하는 경우에는 이음의 위치 및 방법을 정하여 감독관의 승인을 받아야 한다. 다. 인장철근의 이음은 한 단면에 모이지 않도록 서로 어긋난 위치에 있게 하여야 한다. 라. 철근의 겹이음은 소정의 길이로 겹쳐서 0.9mm(20번선) 굵기 이상의 연철선으로 몇군데를 매어야 한다. 마. 철근이음에 용접이음을 쓸 경우에는 철근의 종류, 지름 및 시공위치에 따라 가장 적당한 시공방법을 선택하여야 한다. 이음용접에 종사하는 용접공의 기술검정은 KS B 0885에 따라야 한다. 바. 장래 이음을 위하여 구조물로 부터 노출해 놓은 철근은 손상, 부식 등을 받지 않도록 보호하여야 한다. 3-3.3 거푸집 및 동바리 1. 거푸집 및 동바리 조립 가. 거푸집 및 동바리는 소정의 강도와 강성을 가지는 동시에 완성된 구조물의 위치, 모양 및 치수가 정확하게 확보되며, 만족스러운 콘크리트가 되도록 - 47 -
시공되어야 한다. 나. 재료는 강도, 강성, 내구성, 작업성 등 쳐 넣는 콘크리트에 대한 영향 및 경제성을 고려하여 선정하여야 한다. 다. 거푸집은 쉽게 조립할 수 있고 안전하게 떼어낼 수 있게 하며, 거푸집 널판 및 패널(panel)의 이음은 가능한대로 부재축에 직각 또는 평행하며 모르터가 새어나오지 않는 구조로 하고, 필요한 경우에는 거푸집 청소 검사 및 콘크리트 치기에 편리하도록 임시 개구( 開 口 )를 만들어야 한다. 라. 거푸집을 단단하게 하기위해서 볼트 또는 강봉을 쓰며 거푸집 널판의 내면에는 박리제를 발라야 한다. 마. 동바리는 하중을 완전하게 기초에 전달하도록 해야하며, 조립 및 떼어내기가 편리한 구조로서 이음이나 접속부에서 하중을 안전하게 전달할 수 있어야 한다. 동바리 밑등은 과도한 침하나 부등침하가 일어나지 않도록 해야 한다. 바. 동바리는 콘크리트를 친후 그 무게에 의하여 생기는 거푸집의 처짐을 추정하여 동바리의 필요에 따라 그만한 솟음을 두어야 한다. 사. 특수 거푸집과 동바리를 사용하는 경우에는 감독관의 승인을 받아야 한다. 2. 거푸집 및 동바리 검사 가. 거푸집 및 동바리는 콘크리트를 치기 전에 감독관의 검사를 받아야 한다. 나. 거푸집 및 동바리는 콘크리트를 치는 동안 그 상태를 확인하여야 하며 이상이 있을 때에는 감독관의 지시를 받아 조치하여야 한다. 3. 거푸집 및 동바리 떼어내기 가. 거푸집 및 동바리는 콘크리트가 그 자중 및 시공 도중에 가해지는 하중을 받는데 필요한 강도에 도달할 때까지 거푸집이나 동바리의 떼어내기는 구조물에 충격 및 진동을 주지 않도록 주의하여 실시하여야 한다. 나. 거푸집이나 동바리의 떼어내기의 시기 및 순서에 관해서는 감독관의 승인을 받아야 한다. 3-3.4 시공이음 시공이음은 설계도에 표시된 지점에 정확히 위치해야 하며, 시공이음이 추가될 시에는 반드시 감독관의 승인을 받아야한다. - 48 -
시공이음은 주응력선에 직각으로 설치하고 전단력이 최소가 되는 지점에 위치 해야 한다. 시공이음의 위치에는 미리 거푸집속에 쫄대를 설치하여 이음선이 직선이 되도록 한다. 새로 콘크리트를 칠 때 이어지는 면은 모래뿜기나 철솔질로 레이턴스나 잘 붙지않은 골재알을 제거하고 깨끗한 물로 씻은 후에 모르터를 발라 콘크리트 결합을 좋게 한다. 날개벽이나 미적 감각을 살려야 하는 구조물의 표면에는 시공이음이 생기지 않도록 한다. 연속적으로 콘크리트를 쳐야하는 부재에 콘크리트가 경화를 시작 할 때 작업이 중단되었을 시는 앞서 친 콘크리트를 제거한 후 시공해야 한다. 3-3.5 토 공 1. 일반사항 가. 우기시는 함수량이 과다하게 되므로 토공은 시공을 연기하여야 한다. 나. 감독관의 요구가 있을때에는 토공의 시공에 앞서 빙설을 완전히 제거하며 원칙적으로 동결시에는 성토작업을 중단하여야 하나 암석 및 옥석작업은 제한을 받지 않는다. 다. 모든 비탈면의 마무리를 올바르게 하기 우하여 규준틀 등은 정확히 단단하게 설치하고 감독관의 검사를 받아야 한다. 라. 시공측량 또는 사전조사 등에 의한 현장조건에 따른 시공계획에 의거, 감독관의 지시에 따라 시공하여야 한다. 마. 작업현장에는 잡목, 잡속, 쓰레기더미 등 기타 유해한 잡물들은 작업에 앞서 모두 제거하여야 한다. 2. 뒤채움 가. 구조물의 시공 완료 후 구조물의 기초 저면부터 노상 저면까지의 뒤채움 작업을 하여야 한다. 나. 뒤채움 재료는 시공 전에 사용재료의 품질시험성과를 감독자에게 제출하여 승인을 받은 후 사용하여야 한다. 또한 재료를 포설하기 전 구조물의 벽면에 - 49 -
200mm마다 층두께를 표시하여 층다짐 완성 후 1층의 두께가 200mm 이내가 되도록 층다짐을 실시한다. 다. 진동로울러를 사용하는 뒤채움부는 구조물에서 1m 정도 떨어져서 중량 10t 이상의 대형 진동 다짐로울러를 강진(2,400 r.p.m 정도)으로 하여 다짐에너지를 크게 작용시키도록 한다. 진동로울러로 다짐을 할 수 없는 날개벽 등 구조물이 접하는 부위는 마이티 팩(mighty pac) 및 소형 램머(rammer)등을 사용하여 다짐을 실시한다. 라. 뒤채움과 접하는 후면 비탈면의 느슨한 부분은 뒤채움부 다짐 시 동시에 진동로울러로 강하게 다져 다짐밀도를 뒤채움부와 맞추어야 한다. 마. 구조물의 양면이 동시에 같은 높이가 되도록 뒤채움을 실시하고, 현장여건상 동시 시공이 어려운 경우 감독자의 승인을 받아 양측 최고 단차가 1.0m 이하가 되도록 시공한다. 바. 암버럭 쌓기 다짐 시 구조물 뒤채움부 진동 다짐 시에는 구조물의 진동에 의한 피해를 주의하여야 한다. 사. 콘크리트가 충분히 양생되지 않은 상태에서 부득이하게 뒤채움을 실시하는 경우에는 진동이나 충격에 의한 구조물 균열 또는 손상이 발생하지 않도록 콘크리트 설계기준강도의 80% 이상이 확보된 후 또는 14일 이상 양생 후 감독자의 승인을 받고 뒤채움작업을 실시하여야 한다. 또한 한쪽부위가 반대쪽보다 높게 뒤채움 하는 경우에도 동일하게 적용한다. 아. 함수비는 최적함수비의 허용범위 이내이어야 하고, 함수비가 높아 소요 다짐률 및 지지력을 확보하기 어려운 경우에는 재료를 건조시켜 재 다짐하거나, 감독자의 승인을 얻어 다른 노상토급의 재료를 사용하여 시공하여야 한다. 자. 뒤채움의 1층 다짐 완료후 두께는 200mm 이하이어야 하며, 3층마다 KS F 2312 D, E방법에 의해 구한 최대건조밀도의 95% 이상의 밀도로 균일하게 다짐을 하여야 한다. - 50 -
3-3.6 기타사항 1. 구조물 본체에 물이 침투하는 것을 방지하기 위하여 설계도서에 명시된 재료를 사용하여 적절한 방수처리를 한다. 필요할 경우는 시트방수를 할 수 있다. 2. 결로 예방을 위하여 탄약고 전면에 흡기구를 설치하고 후면 마감 마감벽에 환기팬(기계식, 무동력)을 설치하여야 하며 구조물 내부에 필요시 우레탄과 질석뿜칠 마감을 시공할 수 있다. 또한 온습도 제어를 위한 센서시스템의 설치도 충분한 검토를 통하여 설치, 운영 할 수 있다. 3. 2.항에 대하여 센서 및 제어시스템을 설치하여 탄약고 내부에 결로 발생시에 자동 또는 수동으로 환기팬 및 제어시스템을 제어할 수 있는 방법을 적용할 수 있다. 4. 낙뢰 방지를 위해 낙뢰 방지 시스템을 적용하고, 접지를 설치할 수 있다. - 51 -