기초의 전단보강 (출처 : 건축구조실무Q&A)

기초의 전단보강 (출처 : 건축구조실무Q&A)

 

질문 : 기초 역시 플랫슬래브의 일종으로 생각하면 전단내력 부족시 기둥 주변을 전단보강근이나 전단보강 철골에 의한 보강이 가능한 것으로 생각합니다.

다만, 콘크리트설계기준에서는 철근과 콘크리트 혹은 철골과 콘크리트의 합성작용을 고려 시 허용 가능한 최대 전단력 기준을 정하고 있으며, 철근이나 철골을 보강재로 사용하더라도 이값 이상의 경우는 단면을 증대토록 되어 있습니다.

만약, 콘크리트와 철골의 합성작용을 무시하고 오직 철골부재가 전단력을 100% 부담하도록 기초를 설계한다면 최대 전단력 규정을 무시해도 되는 지요?

다소 과설계가 될 수 있다고 생각할 수 있으나 경우에 따라 오히려 경제적인 경우가 있어 문의 드립니다.



답변 : 전단보강재 사용시 모든 전단력을 철골부재가 지지하도록 설계가능

기준에서 전단철근의 설계는 수정된 형태의 트러스 유사 해석을 근거하고 있습니다.

즉, 복부의 전단철근은 인장재로 작용하고, 사인장 균열에 평행하게 이루어지는 콘크리트의 압축지주는 복부의 압축재로 작용하며, 중립축 상부의 압축 콘크리트는 트러스의 상현재를 이루고 하단의 인장 종방향 철근은 트러스의 하현재가 됩니다.

많은 연구결과, 콘크리트가 부담하는 전단강도(Vc)는 사인장 균열을 발생시키는 전단력과 같다고 간주하여 이를 초과하는 전단력만을 전단철근이 지탱하면 된다는 사실을 알게 되었습니다.

이렇듯 유사 트러스 이론에 따라 철근이나 철선으로 보강하는 경우엔 전단철근의 정착과 취성파괴를 방지하기 위하여 전단철근의 전단강도(콘크리트 전단강도의 4배이하)와 전단철근의 간격 및 항복강도(400MPa이하)를 제한하고 있습니다.

그러나, H형강이나 ㄷ형강 등을 전단보강용으로 사용할 경우에는 모든 전단력을 철골부재가 지탱하게 설계수 있습니다.

기준의 전단머리보강 설계에서는 슬래브와 기초판에 대한 설계절차가 제시되어 있습니다.


출처 : 건축구조실무Q&A(사단법인 한국건축구조기술회 / 2012)