보의 개념 정의 - 보의 휨해석 및 설계 [과소철근보, 최소철근비,균형철근비, 파괴형태,보 설계]

보

• G: Girder (큰보)
• B : Beam (작은보)
• LB : Lintel Beam (인방보)
• WG : Wall Girder (벽체 상단 또는 하단에 시공되는 보)
• CB/CG : Cantilever Beam / cantilever girder (캔틸레버 보)
• TG/TB : Treansfer Girder / Transfer Beam (전이보)

 

보의 휨 해석 및 설계

설계의 기본개념

단철근 직사각형 보

 

 

 

 

• 파괴형태
• 균형 철근비
• 최소 철근비
• 과소 철근보
• 인장지배단면과 압축지배단면
• 최대 철근비와 설계휨강도
• 과다철근보

 

설계의 기본개념

u : 계수하중

d : 설계강도

n : 공칭강도

파이 : 강도감소계수

 

보의 휨 해석 및 설계

파괴형태

균형보 : 인장철근이 항복하여 변형률이 도달하고, 동시에 콘크리트의 변형률이 극한변형률 0.003에 도달한 상태

저보강 보(과소철근보) : 균형 철근비 보다 적게 철근 배근 - 연성파괴

과보강 보 (과다철근보) : 균형 철근비 보다 많게 철근 배근 - 취성파괴

 

 

 

균형철근비

실제 응력분포 / 등가 직사각형 응력분포

최소철근비

콘크리트 구조기준의 6.3에 따르면 인장철근이 필요한 어떠한 단면도 다음의 철근 면적 As보다 크도록 규졍하고 있다.

예외: 플랜지가 인장을 받는 T형 보의 최소 철근량은 (a),(b)식 값 중 큰 값에 플랜지의 유효폭 b와 복부 폭 2bw 중 작은 값을 곱하여 계산되는 값 이상으로 한다.

모든 단면에서 배치된 인장 철근의 면적이 면적이 적어도 해석에 의해 요구되는 값보다 1/3이 더 크면 적용하지 않아도 됨.

 

과소철근보

실무에서는 다음과 같은 이유로 p의 상한이 pb보다는 상당히 작도록 한다.

(1) p 가 pb와 정확히 같다면, 콘크리트가 극한압축변형률에 도달하게 될 때 철근은 항복응력에 도달하게 된다.

(2) 재료의 특성이 정확하지 않을 수 있다.

(3) 설계에서 고려되지 않은 철근의 변형률 경화는 p가 어느정도 pb보다 작음에도 불구하고 취성적인 콘크리트의 압축 파괴를 유발할 수 있다.

(4) 표준 철근의 크기를 고려하여 주어지는 실제 철근 면적은 계산된 철근비에 기초해서 소요되는 것보다 항상 같거나 크며, 과다 철근 배치가 되는 경향이 있다.

(5) 낮은 철근비에서 얻어지는 추가적인 연성은 처짐 능력도 상당히 증가시켜, 부재 파괴에 대한 경고를 준다.