교량 받침부 설계 지침(안)
2011.3
제1장 검토배경 및 필요성
제2장 기존 받침부 설계 현황
제3장 받침부의 거동 및 설계
제4장 교량 받침부 설계 지침
제5장 설계 절차 및 설계 예
제6장 검토 결과
부록. 설계 예제
한국도록공사 도로교통연구원 구조팀
(1) 받침부의 지압보강 철근은 콘크리트의 지압강도를 평가한 후 필요한 경우에만 배근한다.
(2) 받침부의 압축력에 대한 파열력과 할렬력에 대한 보강 철근은 하중이 콘크리트의 지압강도를 초과할 경우에 배근한다.
(3) 받침부에 부반력이 발생하는 경우에는 받침 배치를 변경하거나 기타 방법을 적용하여 부반력이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하며, 불가피하게 부반력이 발생하는 경우에는 부반력을 제어할 수 있는 받침의 선정과 함께 부반력에 저항할 수 있도록 앵커시스템을 설계하여야 한다.
(4) 수평하중에 대한 받침부의 저항력은 앵커자체의 전단강도 뿐만아니라 콘크리트의 파열 및 프라이아웃강도를 평가해야 하며, 필요한 경우에 보강 철근을 배치한다. 이때 콘크리트의 저항 강도는 35°의 파괴면에 근거하여 평가한다. 전단 철근은 배치는 콘크리트 파괴면을 고려하여 배근한다.
(5) 받침콘크리트와 무수축모르타르의 높이는 최소로 하는 것이 구조적으로 안전하며, 유지관리에 필요한 공간만 확보된다면 받침콘크리트를 두지 않는 것이 좋다.
(6) 교량 설계도서에는 받침부의 구체적인 제원(철근배근, 앵커볼트 및 앵커바 상세, 받침콘크리트, 무수축모르타르 규격 등)이 구체적으로 제시되어야 한다.
◎ 6단계 받침콘크리트 필요성 검토 및 앵커소켓 길이 검토
6-1단계 : 최소 형하높이(bh,min)
- 탄성받침 = 250mm
- 강제받침 = 300mm
- 박스교량 강제받침 = 400mm
6-2단계 : 받침콘크리트 필요성 검토
- 받침높이(bh) + 무수축모르타르(50mm) > 최소형하높이(bh,min) : 받침 콘크리트 필요없음
- 받침높이(bh) + 무수축 모르타르(50mm) < 최소형하높이(hb,min) : 받침 콘크리트 필요함
* 받침 콘크리트가 필요한 경우 최소형하높이 범위내에서 최소 높이로 결정한다.
6-3단계 : 앵커소켓 길이 적정성 검토
① 앵커소켓은 최소한 주철근상면까지 도달하도록 묻힘길이를 확보하여야 한다.
② 앵커소켓은 앵커소켓직경의 4.5배 이상 묻힘길이를 확보하여야 한다.
주의) 주철근으로 인하여 앵커 소켓의 4.5배 이상을 확보할 수 없는 경우에는 주철근의 배근 간격을 조절하던지 전단 및 인발에 대해 소켓길이의 4.5배와 동일한 효과가 있도록 별도의 보안 대책을 수립하여야 한다
(2) 받침 콘크리트 제원 결정을 위한 일반 조건
① 지압에 대한 조건(기본 적용조건)
- 받침콘크리트높이의 2배 이상을 확보하여야 한다.
② 인발에 대한 조건(부반력이 작용하는 경우에만 적용)
- 앵커소켓중심에서 받침외측으로 앵커소켓길이의 1.5배 이상 확보하여야 한다.
③ 수평저항에 대한 조건(특수조건에서만 적용)
-앵커소켓중심에서 받침외측으로 앵커중심에서 받침콘크리트연단까지 거리의 1.5배 이상을 확보하여야 한다.
④ 지압에 대한 조건은 반드시 적용하여야 하며 인발 및 수평하중에 대한 조건은 특수한 경우에만 적용하며 (1)항의 최대 길이를 초과할 수 없다.
받침 콘크리트 안전 검토 생략 조건
1) 지압에 대한 검토
- 받침 콘크리트의 연단거리가 받침 콘크리트 높이(ha)의 2배 이상이면 지압에 대한 검토는 생략한다.
2) 수평하중에 대한 검토
받침 콘크리트의 연단거리가 받침 콘크리트 높이(ha)/1.5 이상이면 수평하중에 대한 검토는 생략한다.
받침 콘크리트의 철근 배근
1) 최소철근 및 가외철근
- 받침콘크리가 구조적 안전성을 확보하고 있다 할지라도 균열 및 취상파괴방지를 위해 최소철근 및 가외철근을 배근한다.
- 최소철근과 가외철근은 코핑부와 일체거동을 할 수 있을 정도의 철근량을 배근한다.
① 각 방향에 대해 동일 간격으로 적용한다.
② 최소철근량
- 최소철근은 D13 이상의 철근을 300mm이하의 간격으로 배근한다.
- 철근량은 0.0015hs 이상이어야 한다.
여기서, h는 받침콘크리트 두께이며, s는 철근의 배근간격
- 철근은 ⊓ 형으로 가공하고 수직길이는 철근의 정착길이 이상으로 한다.
③ 가외철근
- 가외철근은 150mm이하의 간격으로 배근한다.
- 철근 간격은 50mm 내외에서 이동할 수 있다.(받침 소켓의 간섭을 피하기 위함)
- ⊓형철근을 배근하되 주철근을 90도 혹은 135도 갈고리로 감을 수 있도록 한다.
④ 철근피복
- 철근피복은 50mm이상 확보하여야 한다.
⑤ 철근 배근 방법
- 최소철근과 가외철근은 2싸이클로 배근하여야 한다.
받침 하면의 보강철근 배근
(1) 보강철근의 유효 보강범위
- 교축방향으로 2개의 받침이 있는 경우 받침간 중심선을 초과할 수 없다.
- 교축직각방향으로 2개 이상의 받침이 있는 경우 받침간 중심선을 초과할 수 없다.
(2) 연직하중에 대한 보강
- 연직하중에 대한 보강은 (계수연직하중-지압강도)을 이용하여 철근량을 산정한다.
(3) 수평하중에 대한 보강
- 연직하중에 대한 보강은 (계수연직하중-앵커에 의한 파열강도을 이용하여 철근량을
산정한다.
(4) 보강철근의 배근
- 보강철근은 가능한 코핑부 설계시 배근되는 철근에 추가하는 것을 원칙으로 한다.
- 코핑부의 주철근과 평행한 보강 철근은 계산에 의해 산정된 요구주철근량과 사용주철근량의 차를 산정하여 보강철근량보다 많은 경우에는 별도의 보강철근을 배근하지 않는다. 즉 (사용주철근량 - 요구주철근량) > 보강철근량이면 별도의 보강철근을 배근하지 않는다.
- 코핑부를 보강하기 위하여 배근되는 철근은 계산에 의해 배근된 철근량과 계산에 의하지 않고 배근된 철근량을 적극 조정하여 배근하는 것을 원칙으로 한다.
- 받침하부에 별도의 보강철근을 배근하고자 하는 경우에는 시공성을 고려하여 배근하여야 한다.
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