9급 공무원 토목설계/확대기초

• 캔틸레버 확대기초 : 2개의 독립기초를 하나의 보로 연결한 기초
• 독립기초의 휨모멘트는 기초판을 자른 수직면에서 그 수직면의 한쪽 전체 면적에 작용하는 힘에 대해 계산한다.
• 콘크리트 기둥, 받침대 또는 벽체를 지지하는 기초판의 휨에 대한 위험단면은 기둥, 받침대, 또는 벽체의 외면으로 한다.
• 말뚝에 반력은 중심에 집중된다고 가정하여 휨모멘트와 전단력을 계산한다.
• 2방향 직사각형 기초판에서 철근은 장변에는 폭 전체에 균등배치, 단변에는 다음 식에서 산출한 철근량을 유효폭 내에 균등배치, 나머지 철근량을 유효폭 이외 부분에 균등배치한다.
  • ${\frac {\text{유 효 폭 내 에 배 치 되 는 철 근 량 }}{\text{단 변 방 향 전 체 철 근 량 }}}={\frac {2}{\beta +1}},\quad \beta ={\frac {L}{S}}$
  • 유효폭은 기둥이나 받침대의 중심선이 유효폭의 중심이 되도록 함. 기초판의 단변 길이로 취함.
• 위험단면 판단 시 원형, 정다각형인 기둥은 동일 면적 정사각형 부재로 취급한다.
• 흙에 놓이는 직접기초는 d ≥ 150mm, 말뚝기초는 d ≥ 300mm
• 1방향 기초판 또는 2방향 정사각형 기초판 철근은 균등배치한다.
• 두께가 균일한 구조용 슬래브와 기초판의 최소 인장철근 단면적은 수축, 온도 철근량으로 한다.(15)
• 독립기초 휨모멘트는 위험단면을 고정단으로 하는 캔틸레버보로 설계
• 벽의 확대기초는 휨이 1방향으로만 일어나므로 폭이 1m인 1방향 슬래브로 보고 설계
• 휨설계에서 연속확대기초의 캔틸레버로써 작용하는 부분은 독립기초와 같이 설계해야 함.
• 확대기초는 캔틸레버보, 단순보, 고정보 등 보 부재로써 설계한다.

기초판의 최소 두께

철근 콘크리트 기초판	직접기초	기초면 윗면부터 하부철근까지의 깊이	d ≥ 150mm
	말뚝기초		d ≥ 300mm
무근 콘크리트 기초판		기초판의 두께	h ≥ 200mm

편심하중을 받는 기초의 극한 지지력

기초의 중심에서 편심 $e\left(={\frac {M}{P}}\right)$만큼 떨어진 곳에 P의 하중이 작용하는 경우 또는 기초의 중심에 P의 하중이 작용하고 M의 휨 모멘트까지 작용하는 경우 극한 지지력이 달라진다.

접지압 변화

접지압 분포는 등분포가 아니라 사다리꼴로 변화하게 된다. 이때의 최대 접지압은 다음과 같다.

$q_{max}={\frac {P}{BL}}+{\frac {6M}{B^{2}L}}={\frac {P}{BL}}\left(1+{\frac {6e}{B}}\right)$

원형 단면인 경우

$q_{max}={\frac {1}{A}}\left(P+{\frac {8M}{D}}\right)$

• 인장응력이 작용하지 않을 때 편심은 코어에 위치 $e={\frac {M}{P}}={\frac {L}{6}},\quad P={\frac {6M}{L}}$

독립기초 위험단면 설계휨모멘트

$q_{u}={\frac {P_{u}}{A}}$

$M_{u}={\frac {q_{u}\cdot S(L-t)^{2}}{8}}$

2방향 직사각형 기초판에서 집중구간 유효폭에 배근되어야 할 철근량

$\beta ={\frac {L}{S}}$

$A_{sc}={\frac {2}{\beta +1}}A_{ss}$

A_ss : 단변방향 전체 철근량

1방향 전단에 대한 위험단면

위험단면은 기둥 전면에서 유효깊이 d만큼 떨어진 곳

2방향 전단

• 슬래브-기둥 접합부에서 계수전단력 V_u를 계산할 때에는 각 기둥면에서 0.5d 내에 재하되는 등분포 하중의 영향을 무시할 수 있다.
• 기초판-기둥 접합부의 경우에는 기둥면에서 0.75d 이내에 재하되는 등분포 지반력의 영향을 무시할 수 있다.

말뚝 기초

• 말뚝 중심이 임의 단면에서 ${\frac {d_{pile}}{2}}$ 이상 외측에 있는 경우, 말뚝 전체 반력이 그 단면에 전단력으로 작용하는 것으로 한다.(08 국가직)
• 허용압축하중을 산정하기 위한 강말뚝 본체의 유효단면적은 구조물 사용기간 중의 부식을 공제한 값으로 함.
• 현장타설 콘크리트말뚝 본체의 허용압축하중은 콘크리트와 보강재로 구분하여 허용압축하중을 각각 산정한 다음 두 값을 더해서 결정.
• RC 말뚝 본체의 허용압축하중은 콘크리트 허용압축응력에 콘크리트 단면적을 곱한값에 장경비 및 말뚝이음에 의한 지지하중 감소를 고려하여 결정
• 현장타설 콘크리트 말뚝 보강재의 허용압축하중은 보강재 허용압축응력에 보강재 단면적을 곱한 값으로 함.