[철근콘크리트와 강구조] 제 8장. 확대기초와 옹벽(확대기초/옹벽)#1

[철근콘크리트와 강구조] 제 8장. 확대기초와 옹벽(확대기초/옹벽)#1

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1. 확대기초

(1)확대기초의 정의: 상부 구조물의 하중을 넓은 면적에 분포시켜 지반의 허용지지력 이내가 되도록 함으로써 상부구조물의 하중을 지반에 안전하게 전달하기 위하여 설치되는 구조물을 확대기초라고 한다.

(2)확대기초의 종류

1) 독립 확대기초 : 1개의 기둥을 지지하도록 한 기초

2)연결 확대기초: 2개 이상의 기둥을 하나의 확대기초가 지지하도록 한 것

3)벽의 확대기초: 벽을 지지하기 위한 확대기초

4)전면기초: 지반이 비교적 약할 때 전면적으로 하나의 판으로 만들어 모든 기둥을 지지하도록 한 기초

5) 캔틸레버 확대기초 : 2개의 독립 확대기초를 하나의 보로 연결한 기초

(3)설계 일반

1)기초판은 계수하중과 그에 의해 발생되는 반력에 견디도록 설계하여야 한다.

2)기초판의 밑면적, 말뚝의 개수와 배열은 기초판에 의해 흙 또는 말뚝에 전달되는 힘과 모멘트, 그리고 지반 또는 말뚝의 허용지지력을 사용하여 산정하여야 한다. 이때 힘과 모멘트는 하중계수를 곱하지 않은 사용하중을 적용하여야 한다 .

(4)기초판의 저면적(Af)

(5)휨모멘트에 대한 위험단면

1) 콘크리트 기둥, 주각(받침대) 또는 벽체를 지지하는 확대기초는 기둥, 주각 또는 벽체의 외면을 휨모멘트에 대한 위험단면으로 본다 . 직사각형을 제외한 원형 또는 정다각형의 기둥이나 주각은 같은 면적을 가진 정사각형으로 고쳐 그 전면으로 한다.

2)조적조 벽체를 지지하는 확대기초는 벽의 중심과 전면과 단부의 중간을 위험단면으로 본다.

※조적조: 돌, 벽돌, 콘크리트 블록 등으로 쌓아 올려서 벽을 만드는 건축 구조로 오래전부터 사용되었던 구조이다.

3)강재 밑판을 갖는 기둥을 지지하는 확대기초는 기둥 외면과 강재 밑판 연단과의 중간을 위험단면으로 본다.

(6)휨모멘트 계산

:그림의 a-a단면에 대한 계수휨모멘트는 a-a단면 외측에 있는 확대기초 외측면의 면적에 작용하는 힘으로 계산한다.

(7)휨철근의 배치

1)2방향 직사각형 확대기초

① 장변방향의 철근 은 확대기초의 전체폭에 균등하게 배치되어야 한다 .

② 단변방향의 철근 의 전체철근량에서 산정한 비율만큼 유효폭(단변의 폭)내에 균등하게 배치한 후 , 나머지 철근량은 이외의 부분에 균등하게 배치한다 . 이때 기둥 또는 주각의 중심이 유효폭의 중심이 된다.

(8)전단에 대한 위험단면

1) 1방향 작용의 경우: 전단에 대한 위험단면은 기둥 전면에서 d만큼 떨어진 단면 이며, 전단에 대한 계산은 보의 경우와 같다.

2) 2방향 작용의 경우: 펀칭전단 이 일어난다고 볼 경우에는 집중 하중을 받는 슬래브의 경우와 같으며, 위험단면은 기둥 전면에서 d/2 만큼 떨어진 곳으로 본다.

(9)구조 상세

1)철근의 정착에 대한 위험단면은 휨모멘트에 대한 위험단면과 같으며 단면이나 철근량이 변하는 수직면도 위험단면으로 본다.

2 )확대기초의 상연에서부터 하부 철근까지의 높이는 직접기초의 경우는 150mm 이상, 말뚝기초의 경우에는 300mm 이상이라야 한다.

2. 옹벽

(1)정의: 토압에 저항 하여 토사의 붕괴를 방지 하기 위해 설치되는 구조물을 옹벽이라 한다.

(2)옹벽의 안정: 옹벽의 안정 (전도, 활동, 지반 지지력에 대한 안정) 은 사용하중에 의하여 검토한다.

1)전도에 대한 안정

※ 모든 외력의 합력(R)의 작용점이 옹벽 저면 중앙 1/3 이내에 있어야 한다 .

2)활동에 대한 안정: 옹벽 저판의 밑면에 활동방지벽(Shear key) 또는 횡방향 앵커를 설치함으로써 활동에 대한 저항성을 크게 할 수 있다.

※활동에 부족한 경우의 조치

①활동방지벽을 저판과 일체로 만든다.

②횡방향 앵커를 설치한다.

3)지반 지지력에 대한 안정

:지반에 작용하는 최대하중(qmax)이 지반의 허용지지력(qa)이하가 되면 안전하다. 즉, 안전율이 1.0이라고 할 수 있다 .

※옹벽은 단위길이 에 대하여 설계한다.

(3)옹벽의 설계

1)저판

① 저판의 뒷굽판 은 좀 더 정확한 방법이 사용되지 않는 한 뒷굽판 상부에 재하되는 모든 하중을 지지하도록 설계 하여야 한다.

② 캔틸래버식 옹벽의 저판 은 전면벽과의 접합부를 고정단으로 간주한 캔틸레버로 가정하여 단면을 설계한다.

③부벽식 옹벽의 저판은 부벽간의 거리를 경간으로 가정한 고정보 또는 연속보로 설계한다.

2)전면벽

①켄틸레버식 옹벽의 전면벽은 저판에 지지된 캔틸레버로 설계한다.

②부벽식 옹벽의 전면벽은 3변 지지된 2방향 슬래브로 설계한다.

③전면벽의 하부는 벽체로서 또는 캔틸레버로서도 작용하므로 연직방향으로 최소의 보강철근을 배치하여야 한다.

3)앞부벽 및 뒷부벽

· 압부벽은 직사각형보로 설계 하며, 뒷부벽은 T형 보로 보고 설계 한다.

4)옹벽의 배면: 뒤채움 흙에 침입된 물은 실질적인 방법에 의하여 조속히 배수되도록 시공 해야 한다.

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