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건설공사설계기준 KDS

KDS 설계기준 142020 콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준

KDS_콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준
KDS_콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준

1. 일반사항

1.1 목적

  • 콘크리트 구조의 휨 및 압축에 대한 설계 방법과 최소 요구 조건을 규정한다.

1.2 적용 범위

  • 휨 모멘트나 축력을 받는 부재, 또는 휨 모멘트와 축력을 동시에 받는 부재의 설계에 적용한다.
  • 부재 단면에 작용하는 휨 모멘트와 축력의 계산 및 강도 계산에 적용한다.
  • 부재 단면의 전단력과 비틀림 모멘트의 계산 및 강도 계산은 KDS 14 20 22의 규정에 따른다.

1.3 참고 기준

  • KDS 14 20 01 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항
  • KDS 14 20 10 콘크리트구조 해석과 설계 원칙
  • KDS 14 20 22 콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준
  • KDS 14 20 24 콘크리트구조 스트럿-타이모델 기준
  • KDS 14 20 26 콘크리트구조 피로 설계기준
  • KDS 14 20 30 콘크리트구조 사용성 설계기준
  • KDS 14 20 40 콘크리트구조 내구성 설계기준
  • KDS 14 20 50 콘크리트구조 철근상세 설계기준
  • KDS 14 20 52 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준
  • KDS 14 20 54 콘크리트용 앵커 설계기준
  • KDS 14 20 60 프리스트레스트 콘크리트구조 설계기준
  • KDS 14 20 62 프리캐스트 콘크리트구조 설계기준
  • KDS 14 20 64 구조용 무근콘크리트 설계기준
  • KDS 14 20 66 합성콘크리트 설계기준
  • KDS 14 20 70 콘크리트 슬래브와 기초판 설계기준
  • KDS 14 20 72 콘크리트 벽체 설계기준
  • KDS 14 20 74 기타 콘크리트구조 설계기준
  • KDS 14 20 80 콘크리트 내진설계기준
  • KDS 14 20 90 기존 콘크리트구조물의 안전성 평가기준

1.4 용어의 정의

  • KDS 14 20 01(1.4)에 따른다.

1.5 기호의 정의

  • a: 4.1.1(8)①에서 정의된 등가직사각형 응력블록의 깊이
  • Ag: 나선철근의 바깥선을 지름으로 하여 측정된 나선철근 기둥의 심부 단면적, mm2
  • A: 전체 단면적, mm2
  • As: 휨부재의 인장철근량, mm2
  • Ast: 최소 휨철근량, mm2, 4.2.2 참조
  • Asv: 긴 변 방향으로 배치된 사각형 횡구속 띠철근의 총 단면적, mm2
  • Ash: 짧은 변 방향으로 배치된 사각형 횡구속 띠철근의 총 단면적, mm2
  • Ahs: 원형단면의 횡구속 철근 한 개의 단면적, mm2
  • Ast: 종방향 철근(철근 또는 구조용 형강)의 전체 단면적, mm2
  • Aw: 재하면적
  • A’w: 상부의 재하면적으로부터 수직 1, 수평 2의 비율로 측면 경사를 취하여, 받침부 내부에 완전히 포함된 가장 큰 피라미드, 원뿔 또는 경사진 쐐기모양의 하부 면적, 4.7(1) 참조
  • b: 부재의 압축면의 유효폭, mm
  • bh: 사각형 횡구속 띠철근 외측표면을 기준으로 한 콘크리트 심부의 단면 치수 중에서 큰 값, mm
  • bw: 사각형 횡구속 띠철근 외측표면을 기준으로 한 콘크리트 심부의 단면 치수 중에서 작은 값, mm
  • c: 사각형 단면의 긴 변 길이, mm
  • d: 사각형 단면의 짧은 변 길이, mm
  • s: 후프띠철근의 모서리나 보강띠철근의 갈고리로 구속된 축방향 철근 사이의 중심 간격, mm
  • bw: 부재의 복부 폭, mm
  • c: 압축연단에서 중립축까지 거리, mm
  • c’: 피복 두께, mm
  • β: 실제 휨모멘트도를 등가 균일 분포 휨모멘트도로 치환하는데 관련된 계수
  • d: 유효깊이, mm
  • e: 최소 편심, mm. 식 (4.4-11) 참조
  • Ec: 콘크리트의 탄성계수, MPa
  • Es: 철근의 탄성계수, MPa
  • EI: 압축부재의 휨강성, 식 (4.4-7)과 식 (4.4-8) 참조
  • fc: 콘크리트의 압축응력, MPa
  • fck: 콘크리트의 설계기준압축강도, MPa
  • fck’: 횡구속에 의하여 증가된 콘크리트의 압축강도, MPa
  • f’c: 횡구속에 의한 횡방향 유효 압축응력, MPa
  • fs: 철근의 응력, MPa
  • fy: 철근의 설계기준항복강도, MPa
  • fys: 나선철근의 설계기준항복강도, MPa
  • fyv: 횡구속 철근의 설계기준항복강도, MPa
  • h: 부재의 전체 두께 또는 깊이, mm
  • I: 부재 단면의 단면2차모멘트
  • Ic: 철근을 무시한 콘크리트 전체 단면의 중심축에 대한 단면2차모멘트
  • Is: 부재 단면의 중심축에 대한 철근의 단면2차모멘트
  • k: 압축부재의 유효좌굴길이 계수
  • L: 골조에서 절점 중심을 기준으로 측정된 부재의 길이
  • Lc: 골조에서 절점 중심을 기준으로 측정된 압축부재의 길이
  • l: 순경간, 받침부 내면 사이의 거리
  • l0: 압축부재의 비지지 길이
  • λ: 횡구속 골조의 압축부재 설계용 확대계수휨모멘트
  • Mcr: 단면의 균열휨모멘트, 즉 외력에 의해 단면에서 휨균열을 일으키는 휨모멘트
  • Mn: 단면의 공칭휨모멘트
  • My: 횡변위를 일으키는 하중에 의한 휨모멘트
  • Md: 단면의 계수휨모멘트
  • Med: 압축부재의 단부 계수휨모멘트 중 작은 값:단일 곡률로 휜 경우에는 양(+), 이중 곡률로 휜 경우에는 음(-)의 부호를 가짐.
  • M0ed: 이 작용하는 단부에서 횡변위를 일으키지 않는 하중에 대하여 1차 탄성 골조해석으로 계산된 압축부재의 단부 계수휨모멘트
  • M1ed: 이 작용하는 단부에서 횡변위를 일으키는 하중에 대하여 1차 탄성 골조해석으로 계산된 압축부재의 단부 계수휨모멘트
  • M1ed: 압축부재의 단부 계수휨모멘트 중 큰 값:항상 양(+)의 부호를 가짐.
  • M0ed: 의 최솟값
  • M0ed: 가 작용하는 단부에서 횡변위를 일으키지 않는 하중에 대하여 1차 탄성 골조해석으로 계산된 압축부재의 단부 계수휨모멘트
  • M1ed: 가 작용하는 단부에서 횡변위를 일으키는 하중에 대하여 1차 탄성 골조해석으로 계산된 압축부재의 단부 계수휨모멘트
  • n: 콘크리트의 압축응력-변형률 관계에서 상승 곡선부의 형상을 나타내는 지수
  • Nud: 균형변형률 상태에서 공칭축강도, 4.1.2(2) 참조
  • Pcr: 임계하중 또는 좌굴하중, 식 (4.4-6) 참조
  • Nud: 주어진 편심에 대한 공칭축강도
  • Nu0: 편심이 없는 상태에 대한 공칭축강도
  • Nd: 계수축력
  • ψ: 1개 층의 안정성 지수, 식 (4.4-3) 참조
  • r: 압축부재의 단면회전반지름
  • a: 철근의 중심 간격, mm
  • Vud: 1개 층의 수평 계수전단력
  • α: 콘크리트 압축합력의 크기를 나타내는 계수
  • β: 콘크리트 압축합력의 작용 위치를 나타내는 계수
  • γ: 와 같은 값으로 콘크리트 등가 직사각형 압축응력블록의 깊이를 나타내는 계수
  • ρ: 횡구속 골조에서 각각의 하중조합으로 계산된 최대 계수축력에 대한 최대 계수지속축력의 비
  • ρs: 비횡구속 골조에서 1개 층 전체의 최대 계수전단력에 대한 최대 계수지속전단력의 비
  • λ: 압축부재 양단 사이의 부재 곡률의 영향을 반영하기 위한 계수로서, 횡구속골조에 대한 휨모멘트 확대계수
  • λ: 횡방향 하중과 연직하중에 의한 횡방향 이동을 반영하기 위한 계수로서, 비횡구속골조에 대한 휨모멘트 확대계수
  • Δ: 에 의하여 한 층의 상부와 하부 사이에 생기는 상대적인 횡변위로서, 1차 탄성 골조해석과 4.4.2(1)에서 규정된 강성으로 계산된 값
  • εc: 콘크리트의 압축변형률
  • εcu: 콘크리트의 압축응력-변형률 관계에서 최대 응력에 처음 도달할 때의 변형률
  • εcu’: 횡구속 효과를 고려한 콘크리트의 압축응력-변형률 관계에서 최대 응력에 처음 도달할 때의 변형률
  • εck: 콘크리트의 극한변형률
  • εck’: 횡구속 효과를 고려한 콘크리트의 극한변형률
  • εsu: 최외단 인장철근 또는 최외단 긴장재의 순인장변형률
  • ζ: 콘크리트 등가 직사각형 압축응력블록의 크기를 나타내는 계수
  • μ: 철근 간격을 통한 균열 검증에서 철근의 노출 조건을 고려한 계수
  • ρs: 나선철근의 바깥선으로 계산한 나선철근 압축부재 심부의 전체 체적에 대한 나선철근 체적의 비
  • ρsv: 긴 변 방향으로 계산한 사각형 횡구속 띠철근의 체적비
  • ρsh: 긴 변 방향과 짧은 변 방향으로 계산한 사각형 횡구속 띠철근의 체적비 중 작은 값
  • ρsh: 짧은 변 방향으로 계산한 사각형 횡구속 띠철근의 체적비
  • γm: 강도감소계수

2. 조사 및 계획

내용 없음

3. 재료

  • KDS 14 20 01(3)에 따른다.

4. 설계

4.1 설계 일반

4.1.1 설계 가정

  • 휨 모멘트와 축력을 받는 부재의 강도설계는 다음 가정에 따라야 하며, 힘의 평형조건과 변형률 적합조건을 만족시켜야 한다.

    • 철근과 콘크리트의 변형률은 중립축부터 거리에 비례하는 것으로 가정할 수 있다. 그러나 4.2.4에 규정된 깊은보는 비선형 변형률 분포를 고려하여야 한다. 깊은보의 설계에서 비선형 변형률 분포를 고려하는 대신 스트럿-타이 모델을 적용할 수도 있다.
    • 휨 모멘트 또는 휨 모멘트와 축력을 동시에 받는 부재의 콘크리트 압축연단의 극한변형률은 콘크리트의 설계기준압축강도가 40 MPa 이하인 경우에는 0.0033으로 가정하며, 40 MPa을 초과할 경우에는 매 10 MPa의 강도 증가에 대하여 0.0001씩 감소시킨다. 콘크리트의 설계기준압축강도가 90 MPa을 초과하는 경우에는 성능실험을 통한 조사연구에 의하여 콘크리트 압축연단의 극한변형률을 선정하고 근거를 명시하여야 한다.
    • 철근의 응력이 설계기준항복강도 이하일 때 철근의 응력은 그 변형률에 를 곱한 값으로 하고, 철근의 변형률이 에 대응하는 변형률보다 큰 경우 철근의 응력은 변형률에 관계없이 로 하여야 한다.
    • 콘크리트의 인장강도는 KDS 14 20 60(4.2.1) 의 규정에 해당하는 경우를 제외하고는 철근콘크리트 부재 단면의 축강도와 휨강도 계산에서 무시할 수 있다.
    • 콘크리트 압축응력의 분포와 콘크리트변형률 사이의 관계는 직사각형, 사다리꼴, 포물선형 또는 강도의 예측에서 광범위한 실험의 결과와 실질적으로 일치하는 어떤 형상으로도 가정할 수 있다.
    • 4.1.1(6)의 규정은 다음에 정의되는 포물선-직선 형상의 응력-변형률 관계로 나타낼 수 있다.

      • 원점에서 최대 응력에 처음 도달할 때까지의 상승 곡선부는 식 (4.1-1)에 의해 계산하고, 이후 극한변형률 까지는 식 (4.1-2)에 의해 계산한다.
      • 콘크리트 압축강도가 40MPa 이하인 경우 , , 는 각각 2.0, 0.002, 0.0033으로 한다. 콘크리트 압축강도가 40MPa을 초과하는 경우, 은 식 (4.1-3)에 따라 결정하며 매 10MPa의 강도 증가에 대하여 식 (4.1-4)와 같이 의 값을 0.0001씩 증가시키고 식 (4.1-5)와 같이 의 값을 0.0001씩 감소시킨다.
      • 콘크리트의 압축강도가 90MPa을 초과하는 경우에는 성능실험을 통한 조사연구에 의하여 이 값들을 선정하고 근거를 명시하여야 한다.
      • 포물선-직선 형상의 응력-변형률 관계에 의하여 콘크리트에 작용하는 압축응력의 평균값은 로, 압축연단으로부터 합력의 작용위치는 중립축 깊이 와 의 곱으로 나타내며, 응력분포의 각 변수 및 계수는 표 4.1-1의 값을 적용한다.
    • 상기 (6)의 규정은 상기 (7)에 규정된 포물선-직선 형상의 응력-변형률 관계 대신 다음에 정의되는 등가 직사각형 압축응력블록으로 나타낼 수 있다.

      • 단면의 가장자리와 최대 압축변형률이 일어나는 연단부터 거리에 있고 중립축과 평행한 직선에 의해 이루어지는 등가 압축영역에 인 콘크리트 응력이 등분포하는 것으로 가정한다.
      • 최대 변형률이 발생하는 압축연단에서 중립축까지 거리 는 중립축에 대해 직각방향으로 측정한 것으로 한다.
      • 계수 와 은 표 4.1-2의 값을 적용한다.
    • 횡방향 철근으로 구속된 휨부재와 압축부재는 다음과 같이 횡구속 효과를 고려한 응력-변형률 관계를 사용하여 단면의 강도와 변형 성능을 검증할 수 있다.

      • 횡구속 효과를 고려할 때의 횡구속 철근은 심부콘크리트를 구속할 수 있는 철근상세를 가진 횡방향철근이어야 한다.
      • 별도로 조사된 상세한 자료가 없는 경우 다음 식으로 콘크리트의 압축강도와 변형률이 증가된 포물선-직선 형상의 응력-변형률 관계를 사용할 수 있다. 원점에서 최대 응력에 처음 도달할 때까지의 상승 곡선부는 식 (4.1-6)에 의해 계산하고, 이후 극한변형률 까지는 식 (4.1-7)에 의해 계산한다.

4.1.2 일반 원칙

  • 휨 모멘트나 축력 또는 휨 모멘트와 축력을 동시에 받는 단면의 설계강도 산정은 4.1.1의 가정에서 사용된 힘의 평형조건과 변형률의 적합조건에 기초하여야 한다.
  • 인장철근이 설계기준항복강도 에 대응하는 변형률에 도달하고 동시에 압축 콘크리트가 가정된 극한변형률에 도달할 때, 그 단면이 균형변형률 상태에 있다고 본다.
  • 압축연단 콘크리트가 가정된 극한변형률에 도달할 때 최외단 인장철근의 순인장변형률 가 압축지배변형률 한계 이하인 단면을 압축지배단면이라고 한다. 압축지배변형률 한계는 균형변형률 상태에서 인장철근의 순인장변형률과 같다. 프리스트레스트콘크리트의 경우에는 최외단 긴장재의 순인장변형률을 기준으로 하며 압축지배변형률 한계는 0.002로 한다.
  • 압축연단 콘크리트가 가정된 극한변형률에 도달할 때 최외단 인장철근의 순인장변형률 가 0.005의 인장지배변형률 한계 이상인 단면을 인장지배단면이라고 한다. 다만, 철근의 항복강도가 400MPa을 초과하는 경우에는 인장지배변형률 한계를 철근 항복변형률의 2.5배로 한다. 순인장변형률 가 압축지배변형률 한계와 인장지배변형률 한계 사이인 단면은 변화구간 단면이라고 한다.
  • 프리스트레스를 가하지 않은 휨부재는 공칭강도 상태에서 순인장변형률 가 휨부재의 최소 허용변형률 이상이어야 한다. 휨부재의 최소 허용변형률은 철근의 항복강도가 400MPa 이하인 경우 0.004로 하며, 철근의 항복강도가 400MPa을 초과하는 경우 철근 항복변형률의 2배로 한다. 휨모멘트와 축력을 동시에 받는 철근콘크리트 부재로서 계수축력이 보다 작은 경우는 축력의 영향을 무시하고 휨부재로 취급하여 휨강도를 계산할 수 있다.
  • 휨부재의 강도를 증가시키기 위하여 추가 인장철근과 이에 대응하는 압축철근을 사용할 수 있다.
  • 압축부재의 설계축강도 은 다음 값을 초과하지 않도록 하여야 한다.
    • KDS 14 20 50(4.4.2(2)) 의 규정에 따른 나선철근을 갖고 있는 프리스트레스를 가하지 않은 부재의 경우 식 (4.1-16)에 따라야 한다.
    • KDS 14 20 50(4.4.2(3)) 의 규정에 따른 띠철근을 가진 프리스트레스를 가하지 않은 부재의 경우 식 (4.1-17)에 따라야 한다.
    • 프리스트레스트콘크리트 부재의 설계축강도 은 편심이 없는 경우의 설계축강도 에 대해서 나선철근 부재는 0.85배, 띠철근 부재는 0.80배를 초과하지 않아야 한다.
  • 압축력을 받는 부재는 그 축력에 의해 수반될 수 있는 최대 휨모멘트에 대해 설계되어야 한다. 주어진 편심에서 계수축력 는 상기 (7)의 값을 초과하지 않아야 한다. 그리고 최대 계수휨모멘트 는 4.4의 규정에 따른 장주효과를 고려하여 증대되어야 한다.

4.2 휨부재 설계의 제한 사항

4.2.1 휨부재의 횡지지 간격

  • 보의 횡지지 간격은 압축 플랜지 또는 압축면의 최소 폭의 50배를 초과하지 않도록 하여야 한다.
  • 하중의 횡방향 편심의 영향은 횡지지 간격을 결정할 때 고려되어야 한다.

4.2.2 휨부재의 최소 철근량

  • 해석에 의하여 인장철근 보강이 요구되는 휨부재의 모든 단면에 대하여 다음 경우를 제외하고는 설계휨강도가 식 (4.2-1)의 조건을 만족하도록 인장철근을 배치하여야 한다.
  • 부재의 모든 단면에서 해석에 의해 필요한 철근량보다 1/3 이상 인장철근이 더 배치되어 식 (4.2-2)의 조건을 만족하는 경우는 상기 (1)의 규정을 적용하지 않을 수 있다.
  • 두께가 균일한 구조용 슬래브와 기초판에 대하여 경간방향으로 보강되는 휨철근의 단면적은 KDS 14 20 50(4.6)에 규정한 값 이상이어야 한다. 철근의 최대 간격은 슬래브 또는 기초판 두께의 3배와 450mm 중 작은 값을 초과하지 않도록 하여야 한다.

4.2.3 보 및 1방향 슬래브의 휨철근 배치

  • 보 또는 한 방향으로만 휨응력을 저항하도록 철근이 배치된 1방향 슬래브는 휨균열을 제어하기 위하여 휨철근의 배치에 대한 이 4.2.3의 규정을 따라야 한다.
  • 2방향 슬래브의 휨철근 배치는 KDS 14 20 70(4.1.5)의 규정을 따라야 한다.
  • 휨인장철근은 다음에 규정된 바에 따라 부재 단면의 최대 휨인장영역 내에 배치되어야 한다.
  • 콘크리트 인장연단에 가장 가까이에 배치되는 철근의 중심 간격 는 식 (4.2-3)과 식 (4.2-4)에 의해 계산된 값 중에서 작은 값 이하로 하여야 한다. KDS 14 20 30(부록)에 따라 균열을 검증하는 경우에는 이 규정을 따르지 않을 수 있다.
  • T형보의 플랜지가 인장을 받는 경우에는 휨인장철근을 KDS 14 20 10(4.3.10) 에서 정의된 유효플랜지폭이나 경간의 1/10의 폭 중에서 작은 폭에 걸쳐서 분포시켜야 한다. 만일 유효플랜지폭이 경간의 1/10을 넘는 경우에는 종방향 철근을 플랜지 바깥부분에 추가로 배치하여야 한다.
  • 보나 장선의 깊이 가 900mm를 초과하면 종방향 표피철근을 인장연단부터 지점까지 부재 양쪽 측면을 따라 균일하게 배치하여야 한다. 이때 표피철근의 간격 는 상기 (4)에 따라 결정하며, 여기서 는 표피철근의 표면에서 부재 측면까지 최단 거리이다. 개개의 철근이나 철망의 응력을 결정하기 위하여 변형률 적합조건에 따라 해석을 하는 경우 이러한 철근은 강도계산에 포함될 수 있다.

4.2.4 깊은보의 설계

  • 깊은보는 한쪽 면이 하중을 받고 반대쪽 면이 지지되어 하중과 받침부 사이에 압축대가 형성되는 구조요소로서 다음의 ① 또는 ②에 해당하는 부재이다. 깊은보는 비선형 변형률 분포를 고려하여 설계하거나 KDS 14 20 24에 따라 설계하여야 하며, 횡좌굴을 고려하여야 한다(KDS 14 20 22(4.7.1) , KDS 14 20 52(4.4.1(5)) 참조).
    • 순경간 이 부재 깊이의 4배 이하인 부재
    • 받침부 내면에서 부재 깊이의 2배 이하인 위치에 집중하중이 작용하는 경우는 집중하중과  받침부 사이의 구간
  • 깊은보의 전단강도는 KDS 14 20 22(4.7)에 따라 계산하여야 한다.
  • 최소 휨인장철근량은 4.2.2에 따라야 한다.
  • 깊은보의 양 측면의 수평 및 수직철근은 KDS 14 20 22(4.7.2(1)과 (2)) 의 요구 조건이나 KDS 14 20 24(4.2.3) 의 요구 조건을 만족하도록 하여야 한다.

4.3 압축부재 설계의 제한 사항

4.3.1 압축부재의 설계단면치수

  • 둘 이상의 맞물린 나선철근을 가진 독립 압축부재의 유효단면의 한계는 나선철근의 최외측에서 KDS 14 20 50(4.3)에서 요구되는 콘크리트 최소 피복 두께에 해당하는 거리를 더하여 취하여야 한다.
  • 콘크리트 벽체나 교각구조와 일체로 시공되는 나선철근 또는 띠철근 압축부재 유효단면 한계는 나선철근이나 띠철근 외측에서 40mm보다 크지 않게 취하여야 한다.
  • 정사각형, 8각형 또는 다른 형상의 단면을 가진 압축부재 설계에서 전체 단면적을 사용하는 대신에 실제 형상의 최소 치수에 해당하는 지름을 가진 원형 단면을 사용할 수 있다. 이 경우 고려되는 부재의 전체 단면적, 요구되는 철근비 및 설계강도는 위의 원형 단면을 기준으로 하여야 한다.
  • 하중에 의해 요구되는 단면보다 큰 단면으로 설계된 압축부재의 경우 감소된 유효단면적을 사용하여 최소 철근량과 설계강도를 결정할 수 있다. 이때 감소된 유효단면적은 전체 단면적의 1/2 이상이어야 한다.

4.3.2 압축부재의 철근량 제한

  • 비합성 압축부재의 축방향 주철근 단면적은 전체 단면적 의 0.01배 이상, 0.08배 이하로 하여야 한다. 축방향 주철근이 겹침이음되는 경우의 철근비는 0.04를 초과하지 않도록 하여야 한다.
  • 압축부재의 축방향 주철근의 최소 개수는 사각형이나 원형 띠철근으로 둘러싸인 경우 4개, 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우 3개, 다음 (3)에 규정하는 나선철근으로 둘러싸인 철근의 경우 6개로 하여야 한다.
  • 나선철근비 는 다음 값 이상으로 하여야 한다.
  • 나선철근의 설계기준항복강도 는 700MPa 이하로 하여야 하며, 400MPa을 초과하는 경우에는 KDS 14 20 50(4.4.2(2))에 따른 겹침이음을 할 수 없다.

4.4 압축부재의 장주설계

4.4.1 압축부재의 장주효과

  • 다음의 조건을 만족하는 경우에는 압축부재의 장주효과를 무시할 수 있다.
    • 비횡구속 골조의 압축부재의 경우,
    • 횡구속 골조의 압축부재의 경우,
  • 의 값은 기둥이 단일 곡률일 때 양(+)으로 이중 곡률일 때 음(-)으로 취하며, 는 40을 초과할 수 없다.
  • 횡변위에 저항하는 구조요소 중 기둥을 제외한 구조요소의 전체 총 강성이 해당 층에 있는 기둥 전체 강성의 12배보다 큰 골조는 횡구속 골조로 간주할 수 있다.
  • 압축부재의 비지지길이는 다음에 따라 구할 수 있다.
    • 압축부재의 비지지길이 는 바닥슬래브, 보, 기타 고려하는 방향으로 횡지지할 수 있는 부재들 사이의 순길이로 취하여야 한다.
    • 기둥머리나 헌치가 있는 경우의 비지지길이는 검토하고자 하는 면에 있는 기둥머리나 헌치의 최하단까지 측정된 거리로 하여야 한다.
  • 회전반지름 은 직사각형 압축부재의 경우 좌굴안정성이 고려되는 방향의 단면치수의 0.3배, 원형 압축부재의 경우 지름의 0.25배로 사용할 수 있다. 그 이외의 형상에 대한 회전반지름 은 콘