최대 철근비와 설계휨강도 최소허용인장변형률

최대 철근비와 설계휨강도

최소허용인장변형률

최대 철근비 (철근비 상한) 인장철근의 변형률 et에 해당하는 인장철근비 p

 

 

 

 

휨부재의 최소허용변형률 및 해당 철근비

fy	허용치
	최소 허용 변형률	철근비
300MPa	0.004	0.643pb
400MPa	0.004	0.714pb
500MPa	0.005(2ey)	0.688pb
600MPa	0.006(2ey)	0.667pb

 

지배단면 변형률 한계 및 해당 철근비

fy	압축지배 변형률 한계	인장지배
		변형률 한계	해당 철근비
300MPa	0.0015	0.005	0.563pb
400MPa	0.002	0.005	0.625pb
500MPa	0.0025	0.00625(2.5ey)	0.595pb
600MPa	0.003	0.0075(2.5ey)	0.571pb

 

공칭휨강도와 설계휨강도

fs=fy일때 공칭휨강도 Mn

Mn=Rbd^2 여기서, R=pfy(1-0.59pfy/fck)

R:휨저항계수이며 철근비와 재료의 강도에 좌우됨

공칭강도 Mn에 강도감소계수 파이를 적용함.

 

 

 

 

직사각형 보의 설계 예제

예제 1 : 주어진 부재에서의 휨강도

폭 300mm. 총 길이 500mm, 유효깊이 440mm을 가진 사각형 보가 있다. 이 보에 4개의 D29의 철근이 배치되어 있다. 만약 fy=400MPa이고, fck=27MPa이면 공칭휨강도는 얼마이며, 콘크리트구조기준에 따라 설계 할 때 사용 가능한 최대 휨모멘트는 얼마인가?

 

예제2 : 주어진 휨모멘트에 저항하기 위한 콘크리트의 단면과 철근의 면적

고정하중(자중 포함) 15.5KN/m, 활하중 37kN/m을 지지해야 할 지간 4.8m의 단순보를 단철근 직사각형 단면으로 설계하려고 한다. 필요한 단면과 철근량을 계산하라. fck=21MPa이고, fy=300MPa이다.

 

보의 휨 해석 및 설계

과다철근보

콘크리트구조기준에 따르면, 모든 보는 인장 철근비가 균형철근비보다 훨씬 작아야 하며, 파괴 될때 fs=fy인 과소 철근 보로 설계되어야 한다. 그러나 때로는 현존하는 구조물의 하중 부담 능력을 검토할 때, 철근의 인장응력 fs가 fy보다 작은과다 철근 보로서 휨강도를 계산하는 것이 필요한 경우도 있다. 이러한 경우, 그림 3.10b의 철근 변형률은 항복변형률보다 작지만, 콘크리트의 극한 변형률 eu와 중립축까지 거리 c로 나타낼 수 있다. es=ey(d-c)/c 

C=T의 평형 조건에 의해 다음과 같이 나타낼 수 있다. 0.85b1fckbc=pesEsbd

 

 

 

 

예제3 : 주어진 휨모멘트를 견딜 수 있는 콘크리트 보의 단면 크기와 철근의 면적

부록 A의 설계 도표를 이용하여 보에 대한 콘크리트의 단면과 필요한 철근의 면적을 구하여라. Mu=230KNm, fc=27MPa, fy=400MPa이다. 철근비는 0.60p max를 사용하라.