철근콘크리트 구조물 하중조합 KDS 14 기준, 식 내용 설명까지~

 

설계하중계수, 설계하중조합 정리

KDS 14 20 철근 콘크리트 구조물 설계시, 하중계수 및 하중조합을 정리하였습니다. 최신 규정인 KDS 를 기반으로 정리하였으며, 일반 구조물 중 철근 콘크리트 구조물에 작용하는 설계 최대 소요강도 및 소요단면력을 산정하기 위한 하중조합입니다. 이 하중조합은 한계상태설계법 또는 극한강도설계법에 적합한 조합입니다. 아래 상세 내용 참고하시기 바랍니다.

 

 

철근콘크리트 설계하중 용어정리

U : 계수하중(소요강도)

D : 고정하중

L : 활하중, 이동하중

F : 유체 중량 및 압력에 의한 하중

E : 지진하중

R : 강우하중

S : 적설하중

T : 온도, 크리프, 건조수축 및 부등침하 영향에 의한 하중

W : 풍하중

Hh : 흙, 지하수 또는 다른 재료의 횡압력에 의한 수평방향하중

Hv : 흙, 지하수 또는 다른 재료의 횡압력에 의한 수직방향하중

 

철근콘크리트 설계하중계수, 설계하중조합

철근콘크리트 하중계수 및 조합은 아래 그림과 같습니다. 내용은 간략히 아래에 설명드립니다.

각 하중조합별 설명

식1) 은 지상 구조물로 횡토압이 작용하지 않는 일반 구조물에 대해 적용가능한 하중조합이다

 

식2, 6) 은 지중 구조물에서 수직/수평토압이 작용하는 경우 적용 가능한 조합이다.

여기서, αH는 연직토압에 대한 보정계수인데, 지중 구조물를 덮고 있는 토피 두께에 따라 결정된다. 식은 위의 그림을 참고하면 된다.

또, 토압 작용시 토피의 두께에 따라 하중계수를 달리 적용하는데, 2m 이하인 경우 1.6, 7m 이상인 경우 1.4를 적용한다. 그 사이 토피 두께는 직선보간으로 정리한다.

 

여기서, 토압에 대한 보정계수는 두는 이유는 뭘까요? 그 이유는 토피 두께에 따른 토압 분산 정도를 반영하기 위함입니다. 즉, 2m 이하로 토피 두께가 얇은 경우는 분산정도가 작고, 2m 이상으로 토피가 두꺼운 경우, 깊이만큼 분산 정도가 큰 것을 고려해주기 위한 것입니다.

 

식5,7,8) 은 횡토압에 대한 하중계수가 두가지 수로 나눠져있는데, 이는 횡토압에 대한 불확실성을 고려하여 하중계수를 둘다 고려하여 안전측으로 설계하기 위함이다.

 

철근콘크리트 구조물 하중 조합시, 주의사항

연직하중이 횡하중과 조합되는 경우에는 주의가 필요한데, 특히 연직하중(자중)이 크면서 횡방향 하중(풍하중 또는 횡토압)이 있는 경우에는 각 하중의 영향으로 상쇄될 수 있는 점을 고려하여야 한다. 이를 고려하여 식7,8)은 고정하중에 대한 계수값을 감소시켜 적용하였다.

 

철근콘크리트 구조물 계수하중 구하는 예제를 풀어봤습니다. 아래 링크 참고해주세요

철근콘크리트 구조물 설계 계수하중 구하는 방법(지상구조물)