Eccentricity Limits(전도)_한계상태설계법
KDS 24 14 51
3.5.3.3 전도
지반면 위의 기초에 대해서는 반력의 합력이 저판 폭의 중앙부 1/2 범위에 있도록 하여야 한다. 암반 위의 기초에 대해서는 반력의 합력이 저판 폭의 중앙부 3/4 범위에 있도록 하여야 한다.
도로교설계기준(한계상태설계법) 해설 2015
7.9.3.3 전도
지반면 위의 기초에 대해서는 반력의 합력이 저판 폭의 중앙부 1/2 범위에 있도록 하여야 한다. 암반 위의 기초에 대해서는 반력의 합력이 저판 폭의 중앙부 3/4 범위에 있도록 하여야 한다.
[해설]
지지력의 검토와 함께 합력의 작용위치에 대하여 규정된 기준은 전도모멘트에 대한 안정모멘트 비의 검토를 대신한다. 토질 위의 기초에 대한 저판 폭의 중앙 1/2 범위에 있는 합력의 작용 위치는 한계상태에 대한 소성 지지력 분포의 사용에 바탕을 둔다.
AASHTO LRFD Bridge Specifications 7th Edition, 2014
11.6.3.3—Eccentricity Limits
For foundations on soil, the location of the resultant of the reaction forces shall be within the middle two-thirds of the base width.
For foundations on rock, the location of the resultant of the reaction forces shall be within the middle nine-tenths of the base width.
C11.6.3.3
The specified criteria for the location of the resultant, coupled with investigation of the bearing pressure, replace the investigation of the ratio of stabilizing moment to overturning moment. Location of the resultant within the middle two-thirds of the base width for foundations on soil is based on the use of plastic bearing pressure distribution for the limit state.
그럼 위와 같은 편심에 대한 한계값을 가지고 그림으로 한번 나타내 보자.
처음에 편심 한계가 어떻게 유도되었을까라는 의문으로 접근했다가 답을 찾지 못하고 그냥 기준의 편심한계를 받아들이기로 했다.
그림으로 나타내니 암반 위의 기초는 생각보다 편심이 커도 기초가 전도되지 않는다.
특히 AASHTO LRFD Bridge Specifications 7th Edition, 2014의 경우 아주 극단적이다.
Arizona Department of Transportation
Geotechnical Design Policy SF-1
Geotechnical Design Policy SF-2
AODT SD 7: Retaining Walls
2022.09.28 - [ 업무관련] - 지반반력이 삼각형 분포일때 최대 지반반력값
지반반력이 삼각형 분포일때 최대 지반반력값
지반반력이 삼각형 분포일때 최대 지반반력값 여기서, P = 축력, B = 기초폭, e = 편심 qmax는 어떻게 계산된 것일까요?
skyground21.tistory.com
아래는 운외창천 카페이 질문 올려서 오봉킬러님께서 알려주신 내용입니다.
https://cafe.naver.com/civilsky/3472
한계상태설계법 전도안정검토 질문입니다.
대한민국 모임의 시작, 네이버 카페
cafe.naver.com
아래 링크 들어가시면, ASD에서 LRFD로 넘어오면서 편심규정이 바뀐 경위를 비교적 상세히 설명하고 있습니다.
https://azdot.gov/sites/default/files/2019/04/spread-footing-limited-eccentricity.pdf
참고로, EN 1997-1에서는 작용력의 편심제한을 무조건적으로 강제하고는 있지 않으나, soil 구분없이 편심이 B/3을 초과할 경우 특별한 주의를 요하고 있으며, 그렇지 않을 경우 0.1m의 편심 tolerance를 요구하고 있습니다. 실제로 유럽설계사에서 ULS시 B/6, extreme event 시 B/3 을 적용한 사례를 본 적이 있습니다.
지반전문가는 아니지만, 관련 지반쪽 참고문헌을 보면, 편심에 대해 아래와 같이 언급하고 있습니다. 오역이 있을 수 있어 원문을 남기며, 아무래도 지반의 비선형성이 크다 보니 각종 study와 경험에 비추어 정한 값이 아닐까 유추해 봅니다.
When an eccentric load lies outside the middle-third of the foundation, it is likely that elastic calculations of rocking will underestimate the movem, if these are required to check if structural failure or second-order effects in the supported structure could occur, or if serviceability limits are exceeded.
결론
한계상태설계법에서의 편심한계는 ASD일때 보다 커졌다. 특히 암반위의 기초 같은 경우 위 그림에서 볼 수 있듯이 아주 극단적이다. 암반 위의 기초는 편심이 아주 커도 전도는 되지 않는다. 하지만 전도가 되기 전에 지지력이나 기초 단면력이 비경제적으로 커질 확률이 높이질 것으로 생각된다.
따라서 편심 하중의 위치가 기초 폭(B)의 1/3이내에 올 수 있도록 설계하는 것을 추천한다.
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