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<INPUT DATA & RESULT / 전단벽 > NUM NAME tw Lw Hw 철근 위치 Pu Mu Vu RESULT (mm) (mm) (mm) 방향 개수 직경 간격 (kn) (kn-m)

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타설 고강도 콘크리트가 가능하게 되어 상황은 많 이 바뀌었다. 또, 실리카 퓸과 같은 반응성 미분말 이 사용 가능하게 되어, 일반화와 고강도화가 진행 되게 되었다. 이에 따라 1995년에는 일본 토목학회 에서 실리카 퓸을 이용한 콘크리트의 설계, 시공지 침(안) 이 발

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하중평형개념은포물선으로배치된 PC 강선에만성립되는것이아니라 절곡된 PC 강선의배치에도적용된다. 프리스트레싱방법과공법 (1) 프리스트레싱방법 기계적방법, 화학적방법, 전기적방법 (2) 프리텐션공법 (Pre - tension) 콘크리트를타설하기전에 PC강재를미리긴장시키고,


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제출문 ( 주 ) 제일테크노스대표이사귀하 본제일트러스데크설계편람을 제일 TRUSS DECK SLAB SYSTEM 개발에관한연구 의최종보고서로제출합니다 연구기관 : 대한건축학회회장정재철 편집위원 : 김상대교수김성수교수이원호교수홍갑표교수홍성걸교수이문곤사장

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STATICS Page: 7-1 Tel: (02) Fax: (02) Instructor: Nam-Hoi, Park Date: / / Ch.7 트러스 (Truss) * 트러스의분류 트러스 ( 차원 ): 1. 평면트러스 (planar tru

진성능을 평가하여, 로프형 및 밴드형 FRP가 심부구속 철근 의 대체 재료로서의 가능성을 확인하였으며, 홍원기(2004)등 은 탄소섬유튜브의 횡구속효과로 인한 강도증가 및 휨 성능 의 향상을 입증하였다. 이전의 연구중 대부분은 섬유시트 및 튜브의 형태로 콘크 리트의 표

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등록특허 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) E04B 5/32 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2012 년 04 월 26 일 심사청

저작자표시 - 비영리 - 변경금지 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 비영리. 귀하는이저작물을영리목적으로이용할


[붙임 1] 학교시설 내진성능평가 및 보강 매뉴얼 개정안_최종본( ).hwp

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MATLAB and Numerical Analysis

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저123 장 국민소득의 측정 593 률필훌톱훨r 핫도그 l 개의 가격이 2달러고 햄버거 l 개의 가격이 4달 러라면 핫도그 30 개는 햄버거 --개만큼 GDP에 기여 한다. a. 5 b. 15 c. 30 d 양을 기르는 농부인 앵거스는 스웨터 제조업자인 바나

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Extended Calculations

SegBeam Box 거더일반도 (1) 설계법 : 허용응력설계법 콘크리트설계기준강도 : f ck=70mpa 철근항복강도 : f y=400mpa 설계하중 : DB-24, DL-24 정면도 39,900 S=1:50 LC 1,000 3,000 8, ,200

Transcription:

Step1) ρmin 과 ρmax 사이에서 ρ 를가정한다. ρmin = 3( f c/fy) = 3( 3ksi/60ksi) = 0.002739 < 200/fy = 200/60ksi = 0.003333 ρmin = 0.003333 β1 = 0.85 ρmax = 0.75(0.85β1)(f c/fy){87/(87+fy)} = 0.75(0.85ⅹ0.85)(3ksi/60ksi){87/(87+60ksi)} = 0.01604 ρmin=0.003333 < ρ=0.3ρb=0.3ⅹ0.01604/0.75=0.0064 < ρmax =0.01604 으로선택한다. Step2) 그림 3.8.1 이나수식으로부터 Rn 을구한다. m = fy/(0.85f c) = 60ksi/(0.85ⅹ3ksi) = 23.53 Rn = Mn/(bd2) = ρfy(1-1/2ρm) = 0.0064ⅹ60ksiⅹ(1-1/2ⅹ0.0064ⅹ23.53) = 0.355 ksi Step3) 필요한 bd2 = Mn/Rn 보의자중을 0.18125kips/ft 로가정하고설계휨모멘트를구한다. Mu = (1.4ⅹ0.18125kips/ft+1.7ⅹ0.350kips/ft)ⅹ(23ft)2/8 = 56.12ft-kips Mn = Mu/φ = 56.12ft-kips/0.9 = 62.26 ft-kips 필요한 bd2 = Mn/Rn = 62.36ft-kips/0.355ksi = 2127 in 3 Step4) 필요한 bd2 으로부터 b,d 를결정한다. 단위폭 b=12 에대하여계산을수행하였으므로 d = (2127in 3 /12 ) = 13.3 보의최소전체높이 h 는주철근을 #7 철근으로가정하여다음과같이구한다. h = (d=13.3 )+( 피복 =0.75 )+(1/2ⅹ 철근직경 =1/2ⅹ0.875 로가정 ) = 14.4 b=12, h=14.5 로가정한다. 보의자줌을검토하면 0.150kcfⅹ12 ⅹ14.5 =0.18125kips/ft 로서 Step3) 에서가정한값과일치한다.( 일치하지않는경우 Step3)~Step4) 의과정을반복한다.) 실제 d 를구한다. d = (h=14.5 )- ( 피복 =0.75 )+(1/2ⅹ 철근직경 =1/2ⅹ0.875 로가정 ) = 13.31 bd2 = 12 ⅹ(13.31 )2 = 2127 in 3 Step5) 결정한 b,d 로부터실제 Rn = Mn/(bd2) 을계산한다. Rn = 62.36 ft-kips/2127 in 3 = 0.352 ksi Step6) 그림 3.8.1 이나수식으로부터 ρ 를구한다. ρ = (1/m){1- (1-2mRn/fy)} = (1/23.53){1- (1-2ⅹ23.53ⅹ0.352ksi/60ksi)} = 0.006337 Step7) 필요한철근량 As=ρ(bd) 를계산한다. As = 0.006337ⅹ12 ⅹ13.31 = 1.01 in 2 1

Step8) 실제철근을선택하고단면의강도 φmn 을계산한다. 이상으로부터 #7@7 를선택한다. 따라서 As=0.875in 2 /7 ⅹ12 =1.03in 2 Step4) 에서가정한철근직경과일치하지않는경우 Step4)~Step8) 의계산을반복한다. ρ = 1.03in 2 /(12 ⅹ13.31 ) = 0.006439 < ρmax =0.01603 으로부터설계강도도달시철근이항복하는것을알고있으므로 φmn = φasfy{d-(1/1.7)(asfy)/(f cb)} = 0.9ⅹ1.03in 2 ⅹ60ksiⅹ{13.31 -(1/1.7)ⅹ1.03in 2 ⅹ60ksi/(3ksiⅹ12 )} = 56.95 ft-kips (=Mu=56.12 ft-kips, O.K.) 표 3.9.6 은단위폭 (1ft) 당평균단면적이며주철근의간격은보통 6 ~9 의범위이다. 표3.9.6 단위폭 (1ft) 당평균단면적 Bar Spacing of Bars in inches # 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 8 9 10 11 12 3 0.66 0.53 0.44 0.38 0.33 0.29 0.26 0.24 0.22 0.19 0.17 0.15 0.13 0.12 0.11 4 1.20 0.96 0.80 0.69 0.60 0.53 0.48 0.44 0.40 0.34 0.30 0.27 0.24 0.22 0.20 5 1.86 1.49 1.24 1.06 0.93 0.83 0.74 0.68 0.62 0.53 0.47 0.41 0.37 0.34 0.31 6 2.64 2.11 1.76 1.51 1.32 1.17 1.06 0.96 0.88 0.75 0.66 0.59 0.53 0.48 0.44 7 3.60 2.88 2.40 2.06 1.80 1.60 1.44 1.31 1.20 1.03 0.90 0.80 0.72 0.65 0.60 8 4.74 3.79 3.16 2.71 2.37 2.11 1.90 1.72 1.58 1.35 1.19 1.05 0.95 0.86 0.79 9 6.00 4.80 4.00 3.43 3.00 2.67 2.40 2.18 2.00 1.71 1.50 1.33 1.20 1.09 1.00 10 7.62 6.10 5.08 4.35 3.81 3.39 3.05 2.77 2.54 2.18 1.91 1.69 1.52 1.39 1.27 11 9.36 7.49 6.24 5.35 4.68 4.16 3.74 3.40 3.12 2.67 2.34 2.08 1.87 1.70 1.56 14 13.5 10.8 9.00 7.71 6.75 6.00 5.40 4.91 4.50 3.86 3.38 3.00 2.70 2.45 2.25 18 24.0 19.2 16.0 13.7 12.0 10.7 9.60 8.73 8.00 6.86 6.00 5.33 4.80 4.36 4.00 10) 복철근구형보의공칭휨강도콘크리트는압축강도가높기때문에압축철근으로인한휨강도의증가효과는그리높지않다. 실제로압축철근을적용하는주이유는강도설계법에서크리프나건조수축으로인한처짐을감소시키기위해서이다. 그리고앞서설명한바와같이단철근보의경우에서현실적인최대철근비는이론적인최대철근비의절반이하로제한되고있으므로구조물의강도를확보한다는차원에서는복철근보의존재의미가거의없다. 따라서이후에서설명하는복철근보에대한논의는이론적으로만의미가있고실제설계에서는별의미가없다. 실제설계에서는압축철근의영향을무시하고인장철근의영향만을고려하는것이실제적이며만약강도확보의목적으로압축철근이꼭필요하다면대부분의경우단면자체를변화시키는것이더합리적이다. 2

Step1) As = 2EA 0.785in 2 /EA = 1.58 in 2 As = 8EA 1.265in 2 /EA = 10.16 in 2 Step2) 중립축의깊이를 x=10.96 로가정한다. Step3) 콘크리트의압축변형률이극한변형률 εcu=0.003 에도달한경우에대응하는철근의응력을구한다. 항복변형률 εy = fy/es = 60ksi/29000ksi = 0.002069 압축철근 εs = (εcu/x)(x-d ) = 0.003/10.96 (10.96-3 ) = 0.002179 > εy = 0.002069 따라서압축철근은항복하며 fs = fy = 60 ksi Fs = As (fs -0.85f c) = 1.58in 2 (60ksi-0.85 5ksi) = 88.09kips 인장철근 εs = (εcu/x)(d-x) = 0.003/10.96 (26-10.96 ) = 0.004120 > εy = 0.002069 따라서인장철근은항복하며 fs = fy = 60 ksi Fs = Asfs = 10.16in 2 60ksi = 609.6kips Step4) 수평방향힘의평형으로부터가정한 x 의적정성을확인한다. 0.85f cab + As fs Asfs = 0 β1 = 0.85-0.05(f c=5ksi-4ksi) = 0.80 > 0.65 a = β1x = 0.80 10.96 =8.765 0.85f cab = 0.85 5ksi 8.765 14 = 521.5 kips 521.5kips+88.09kips-609.6kips = 0 힘의평형이성립할때까지 x 를다시가정하여 step2)~step4) 를반복계산한다. Step5) 균형변형조건에서의중립축깊이 xb 를구한다. 0.75xb = (0.75)(εcu)(d)/(εcu+εy) = 0.75 0.003 26 /(0.003+0.002069) = 11.54 x = 10.96 < 0.75xb = 11.54 따라서강도감소계수는휨에대한값을적용한다. Step6) 공칭휨강도를계산한다. Mn = 0.85f cab(d-a/2)+(as fs -0.85f c)(d-d ) = 521.5kips (26-8.765 /2)+88.09klips (26-3 ) = 1108 ft-kips 3

Step1) As = 1.58 in 2 As = 4EA 1.56in 2 /EA = 6.24 in 2 Step2) 중립축의깊이를 x=6.460 로가정한다. Step3) 콘크리트의압축변형률이극한변형률 εcu=0.003 에도달한경우에대응하는철근의응력을구한다. 항복변형률 εy = fy/es = 60ksi/29000ksi = 0.002069 압축철근 εs = (εcu/x)(x-d ) = 0.003/6.460 (6.460-3 ) = 0.001607 < εy = 0.002069 따라서압축철근은항복하지않으며 fs = Esεs = 29000ksi 0.001607 = 46.60 ksi Fs = As (fs -0.85f c) = 1.58in 2 (46.60ksi-0.85 5ksi) = 66.91kips 인장철근 εs = (εcu/x)(d-x) = 0.003/6.460 (26-6.460 ) = 0.009070 > εy = 0.002069 따라서인장철근은항복하며 fs = fy = 60 ksi Fs = Asfs = 6.24in 2 60ksi = 374.4kips Step4) 수평방향힘의평형으로부터가정한 x 의적정성을확인한다. 0.85f cab + As fs Asfs = 0 β1 = 0.85-0.05(f c=5ksi-4ksi) = 0.80 > 0.65 a = β1x = 0.80 6.460 = 5.168 0.85f cab = 0.85 5ksi 5.168 14 = 307.4 kips 307.4kips+66.91kips-374.4kips = 0 힘의평형이성립할때까지 x 를다시가정하여 step2)~step4) 를반복계산한다. Step5) 균형변형조건에서의중립축깊이 xb 를구한다. 0.75xb = (0.75)(εcu)(d)/(εcu+εy) = 0.75 0.003 26 /(0.003+0.002069) = 11.54 x = 6.460 < 0.75xb = 11.54 따라서강도감소계수는휨에대한값을적용한다. Step6) 공칭휨강도를계산한다. Mn = 0.85f cab(d-a/2)+(as fs -0.85f c)(d-d ) = 307.4kips (26-5.168 /2)+66.91klips (26-3 ) = 728.3 ft-kips Step7) 압축철근이없는경우에대하여검토한다. 4

중립축의깊이를 x=7.866 로가정한다. 콘크리트의압축변형률이극한변형률 εcu=0.003 에도달한경우에대응하는철근의응력을구한다. εs = (εcu/x)(d-x) = 0.003/7.866 (26-7.866 ) = 0.006920 > εy = 0.002069 따라서압축철근은항복하며 fs = fy =60 ksi a = β1x = 0.80 7.866 = 6.292 수평방향힘의평형으로부터 0.85f cab - Asfs = 0.85 5ksi 6.292 14-6.24in 2 60ksi = 0 수평방향힘의평형이만족될때까지 x 의가정치를변화시키면서반복계산한다. x=7.866 < 0.75xb=11.54 따라서강도감소계수는휨에대한값을적용한다. 공칭휨강도를계산한다. Mn = Asfy(d-a/2) = 6.24in 2 60ksi (26-6.292 /2) = 713.0 ft-kips 압축철근으로인한휨강도의증가분은 2%(728.3/713.0=102%) 에불과하며설명한바와같이압축철근은강도의증가를목적으로설치하는것이아니고처짐을제어하기위하여설치하는것이다. 11) 복철근보의설계 Step1) 문제의조건으로부터중립축의깊이는 x=0.75xb 이다. 0.75xb = (0.75)(d)(εcu)/(εcu+εy) = 0.75 26 0.003/(0.003+0.002069) = 0.75 15.39 = 11.54 Step2) 콘크리트가부담하는압축력을구한다. β1 = 0.85-0.05(f c=5ksi-4ksi) = 0.80 > 0.65 a = β1x = 0.80 11.54 = 9.233 Cc = 0.85f cab = 0.850 5ksi 9.233 14 = 549.3 kips Step3) 압축철근이부담하는압축력을구한다. 콘크리트의압축변형률이극한변형률 εcu=0.003 에도달한경우에대응하는압축철근의응력을구한다. εs = (εcu/x)(x-d ) = 0.003/11.54 (11.54-3 ) = 0.002220 > εs = 0.002069 따라서압축철근은항복하며 Cs = As (fs -0.85f c) = 1.58in 2 (60ksi-0.85 5ksi=55.75ksi) = 88.09kips Step4) 인장철근이부담할수있는최대인장력을구한다. T = Cc + Cs = 549.3kips + 88.09kips = 639.4kips Step5) 최대인장철근단면적 As 를구한다. 5

인장철근은항복하므로 As = T/fy = 639.4kips/60ksi = 10.62 in 2 ρmax = 10.62in 2 /(14 26 ) = 0.02919 Step6) 결과검토를위하여중립축의깊이가 x=xb 인균형조건의경우에대하여동일한계산을반복하여균형조건에서의철근량 Asb 를구한다. 각계산과정에대한설명은위의계산과정과완전히동일하므로생략한다. x = xb = 15.39 a = β1x = 0.80 15.39 = 12.31 Cc = 0.85f cab = 0.850 5ksi 12.31 14 = 732.5 kips εs = (εcu/x)(x-d ) = 0.003/12.31 (12.31-3 ) = 0.002415 > εs = 0.002069 Cs = As (fs -0.85f c) = 1.58in 2 (60ksi-0.85 5ksi=55.75ksi) = 88.09kips T = Cc + Cs = 732.5kips + 88.09kips = 820.5kips As = T/fy = 732.5kips/60ksi+88.09kips/60ksi = 12.21in 2 +1.468in 2 = 13.68 in 2 ρb = 12.21in 2 /(14 26 )+1.468in 2 /(14 26 ) = 0.03354+0.004033 = 0.03758 0.75ρb = 0.75 0.03758 = 0.02818 따라서 ρmax = 0.02919 > 0.75ρb = 0.02818(2919/3758=78%) 으로단철근보의경우와는다소모순된결과를나타낸다. 인장철근이부담하는인장력가운데 88.09kips 는압축철근과상쇄되는부분으로서콘크리트의취성파괴와무관하며따라서이부분에는 0.75 를적용할필요가없다. 따라서인장철근의최대철근비는다음식으로구하는것이합리적이며 x=0.75xb 로구한결과와완전히일치한다. 0.75 0.03354+0.004033 = 0.02919 이러한의미에서시방서는복철근보의경우철근비 ρ 를 0.75ρb 이하로제한하되압축철근으로균형되는부분에대해서는계수 0.75 를고려할필요가없다고규정하고있다. 그러나이규정은압축철근이항복하는경우에는예제에서와같이 x=0.75xb 로제한하는경우와동일한결과를주지만압축철근이항복하지않는경우에대해서는과대한최대철근비를허용하게한다. 그러나복철근보에서최대철근비에가깝게철근이배근되는경우는현실적으로존재하기어렵고존재한다고해도압축철근은대부분의경우항복하게되므로실제적인구조물의경우두방법으로구한결과사이에차이는없다고할수있다. 필자는최대철근비의개념은단철근구형보의경우에만적절하다고생각하며이단이상의배근이나복철근보, 뒤에서설명할 T 형보, 특수단면의보등으로확장하기에는무리가있고따라서단철근구형보이외의경우에는 x=0.75xb 의개념을적용하는것이합리적이라고생각한다. 6

Step1) Mu = 1.4MD+1.7ML = 1.4(200ft-kips)+1.7(390ft-kips) = 943 ft-kips 중립축깊이를균형조건에대응하는중립축깊이의 75% 이하로제한하도록설계한다. 필요한 Mn = Mu/φ = 943ft-kips/0.9 = 1048 ft-kips Step2) 단철근보로저항할수있는최대휨모멘트를구한다. x = 0.75xb = 0.75(d)(87)/(87+fy) = 0.75 26 87/(87+60ksi) = 11.54 β1 = 0.85-0.05(f c=5ksi-4ksi) = 0.80 > 0.65 a = β1x = 0.80 11.54 = 9.233 Cc = 0.85f cab = 0.850 5ksi 9.233 14 = 549.3 kips Mn = (T=Cc)(d-a/2) = 549.3kips (26-9.233 /2) = 978.9 ft-kips < Mu/φ = 1048 ft-kips 따라서단면을변화시키는것이합리적이지만복철근보설계의예를보이기위하여압축철근을추가한다고가정한다. Step3) 필요한최소압축철근을계산한다. εs = (εcu/x)(x-d ) = 0.003/11.54 (11.54-3 ) = 0.002220 > εy = 0.002069 Cs = As (fs -0.85f c) = As (60ksi-0.85 5ksi=55.75ksi) Mn = 0.85f cab(d-a/2)+(as fs -0.85f c)(d-d ) = 1048ft-kips+As 55.75ksi (26-3 ) As = 0.6445 in 2 Step4) 필요한인장철근량을계산한다. Cs = As 55.75ksi = 0.6445 in 2 55.75ksi =35.93kips T = Cc + Cs = 529.3kips + 35.93kips = 585.3kips x = 0.75xb 로가정하였으므로인장철근은항복하며따라서 As = T/fy = 585.3kips/60ksi = 9.755 in 2 7

Step1) 필요한 Mn = Mu/φ = 943ft-kips/0.9 = 1048 ft-kips Step2) 단철근보로저항할수있는최대휨모멘트를구한다. x = 0.375xb = 0.375(d)(87)/(87+fy) = 0.375 26 87/(87+60ksi) = 5.770 a = β1x = 0.80 5.770 = 4.616 Cc = 0.85f cab = 0.850 5ksi 4.616 14 = 274.7 kips Mn = (T=Cc)(d-a/2) = 274.7kips (26-4.616 /2) = 542.3 ft-kips < Mu/φ = 1048 ft-kips 따라서단면을변화시키는것이합리적이지만복철근보설계의예를보이기위하여압축철근을추가한다고가정한다. Step3) 필요한최소압축철근을계산한다. εs = (εcu/x)(x-d ) = 0.003/5.770 (5.770-3 ) = 0.001440 < εy = 0.002069 fs = Esεs = 29000ksi 0.001440 = 41.77 ksi Cs = As (fs -0.85f c) = As (41.77ksi-0.85 5ksi=37.52ksi) Mn = 0.85f cab(d-a/2)+(as fs -0.85f c)(d-d ) = 542.3ft-kips+As 37.52ksi (26-3 ) As = 7.03 in 2 Step4) 필요한인장철근량을계산한다. Cs = As 37.52ksi = 7.03in 2 37.52ksi =263.7kips T = Cc + Cs = 274.7kips + 263.7kips = 538.4kips x = 0.375xb 로가정하였으므로인장철근은항복하며따라서 As = T/fy = 538.4kips/60ksi = 8.97 in 2 Step5) 철근배근검토 표3.9.1 철근전체단면적 Bar Number of Bars Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 0.11 0.22 0.33 0.44 0.55 0.66 0.77 0.88 0.99 1.10 4 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 5 0.31 0.62 0.93 1.24 1.55 1.86 2.17 2.48 2.79 3.10 6 0.44 0.88 1.32 1.76 2.20 2.64 3.08 3.52 3.96 4.40 7 0.60 1.20 1.80 2.40 3.00 3.60 4.20 4.80 5.40 6.00 8 0.79 1.58 2.37 3.16 3.95 4.74 5.53 6.32 7.11 7.90 9 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 10 1.27 2.54 3.81 5.08 6.35 7.62 8.89 10.16 11.43 12.70 11 1.56 3.12 4.68 6.24 7.80 9.36 10.92 12.48 14.04 15.60 14 2.25 4.50 6.75 9.00 11.25 13.50 15.75 18.00 20.25 22.50 18 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 8

표3.9.2 보의최소폭 (in) Bar Number of Bars in Single Layer of Reinforcement Added Number 2 3 4 5 6 7 8 Bar 3 6.6 8.0 9.4 10.8 12.1 13.5 14.9 1.38 4 6.8 8.3 9.8 11.3 12.8 14.3 15.8 1.50 5 6.9 8.5 10.1 11.8 13.4 15.0 16.6 1.63 6 7.0 8.8 10.5 12.3 14.0 15.8 17.5 1.75 7 7.1 9.0 10.9 12.8 14.6 16.5 18.4 1.88 8 7.3 9.3 11.3 13.3 15.3 17.3 19.3 2.00 9 7.5 9.8 12.0 14.3 16.5 18.8 21.0 2.26 10 7.8 10.3 12.9 15.4 18.0 20.5 23.0 2.54 11 8.1 10.9 13.7 16.5 19.4 22.2 25.0 2.82 14 8.8 12.2 15.6 19.0 22.4 25.8 29.1 3.39 18 10.5 15.0 19.5 24.1 28.6 33.1 37.6 4.51 필요한인장철근단면적은 8.97 in2 로서표 3.9.1 에서 9-#9, 8-#10, 6-#11 등으로배근할수있는것을알수있다. 그러나표 3.9.2 에서 #9, #10, #11 모두 b=14 에배근할수있는최대개수는 4 개이며따라서이단이상으로배근하여야한다는것을알수있다. 배근가능한철근가운데경제성을고려하여철근단면적이최소인 9-#9(As=9.00in 2 ) 를선택하고이단배근을하기로한다. 필요한압축철근단면적은 7.03 in 2 로서표 3.9.1 에서 9-#8, 8-#9, 6-#10, 5-#11 등으로배근할수있는것을알수있다. 그러나표 3.9.2 에서 #8, #9, #10, #11 모두 b=14 에배근할수있는최대개수는 4 개이며따라서이단이상으로배근하여야한다는것을알수있다. 철근배근의편의상압축철근을일단배근이가능하도록 4-#11 로가정하고단면의휨강도를검토한다. 인장철근의변화가거의없는상태에서 (8.97 in 2 vs 9.00 in 2 ) 압축철근을감소시키면 (7.03 in 2 vs 6.24 in 2 ) 압축철근감소에따른압축력의감소부분을콘크리트가부담하여야하므로중립축깊이가증가하게된다. 문제에서가정한중립축깊이 x=0.375xb 는상당히여유있는값으로서어느정도의중립축깊이증가는허용된다. 따라서철근배근을 As =(4-#11, 4 1.56in 2 )=6.24in 2, As=(9-#9, 9 1.0in 2 )=9.0in 2 으로가정하고단면의휨강도를검토한다. x = 0.397xb = 6.103 로가정한다. a = β1x = 0.80 6.103 = 4.882 Cc = 0.85f cab = 0.850 5ksi 4.882 14 = 290.5 kips εs = (εcu/x)(x-d ) = 0.003/6.103 (6.103-3 ) = 0.001525 < εy = 0.002069 fs = Esεs = 29000ksi 0.001525 = 44.23 ksi Cs = As (fs -0.85f c) = 6.24 in 2 (44.23ksi-0.85 5ksi=39.98ksi) = 249.5 kips x = 0.397xb 로가정하였으므로인장철근은항복하며따라서 T = Asfs = 9.0in 2 60ksi = 540kips Cc + Cs T = 290.5kips+249.5kips-540kips = 0 평형조건이만족될때까지 x 의가정치를변경하여반복계산한다. Mn = Cc(d-a/2)+Cs(d-d ) = 290.5kips(26-4.882 /2)+249.5kips(26-3 ) = 1049 ft-kips > Mu/φ = 1048 ft-kips O.K. 예제3.11.2와예제3.11.3의결과를정리하면다음과같다. Example x/xb x As' As Cc fs' Cs T Mn (in) (in^2) (in^2) (kips) (ksi) (kips) (kips) (ft-kips) 3.11.2 0.750 11.5 0.64 9.75 549 60.00 36 585 1048 3.11.3 0.375 5.8 7.03 8.97 275 41.77 264 538 1048 0.397 6.1 6.24 9.00 291 44.23 249 540 1049 표를보면항복하지않는상당량의압축철근이배근되어있는경우중립축깊이의변화에따라서콘크리트와압축철근이부담하는압축력의분담비율만이변화하는것을알수있으며어느경우에도휨강도자체에는큰변화가없다는사실을알수있다.: 9

12) 휨이작용하는단면의설계 -Unified Procedure Unified Procedure 에서는인장철근의최대치를제한하지않는다. 대신에철근량이많아서보의연성파괴를확보할수없는경우에는강도감소계수 φ 를연성파괴에대한값인 0.8~1.0 에서압축파괴, 즉취성파괴에대한값인 0.65~0.75 쪽으로감소시킨다. 이방법은철근콘크리트단면, 프리스트레스트콘크리트단면또는양자의조합단면에대하여모두적용할수있다. 이방법에서는최외단인장강재의변형률 εt 가 0.005 이상이면연성파괴, 0.005 이하이면비연성파괴로고려한다. 그리고 fy=60ksi 인철근과프리스트레스트강재에서 εt=0.002 인경우에서첫번째항복이발생한다고고려한다. 따라서강도감소계수 φ 는 εt 의함수로서다음그래프에서구한다. 공식으로표현하면 10

Example 3.4.1(3.6.1) 에서 εt=0.00909>0.005 따라서 φ=0.9 φmn = 0.9 409.9ft-kips = 368.9 ft-kips 11