철근콘크리트 구조물 설계 계수하중 구하는 방법(지상구조물)

 

철근콘크리트 구조물 계수하중 구하기

철근 콘크리트 구조물을 설계하기 위한 하중 조합 예제를 가져왔습니다. 설계 계수하중을 산정하기 위해 하중계수를 이용한 하중조합을 해볼 겁니다. 구조물의 구조해석은 선형탄성 해석을 기본으로 합니다. KDS 14 철근 콘크리트 구조물 하중조합을 따라 계수 휨모멘트, 계수 전단력을 구해보겠습니다.

기술사 문제로도 각 하중을 주고 하중조합에 의한 계수하중을 구해야하는 문제가 나올 수 있으니 참고하시면 좋겠습니다. 구조해석을 해주는 프로그램이 있지만, 직접 하중조합에 의한 계수하중을 구해보면 구조해석 감을 키울 수 있고 실력이 되니 참고해주시기 바랍니다.

 

 

철근 콘크리트 구조물 - 하중조합으로 계수하중을 산정하는 문제

구조물은 지상 구조물로 가정하여 지중 구조물의 토압에 대한 영향은 배제하였습니다. 또한 구조물은 단순보이며 해당 부재에 유발된 부재력은 고정하중, 활하중, 풍하중 그리고 지진하중이 있습니다. 이에 대한 계수 휨 모멘트와 계수 전단력을 산정해 보겠습니다. 주의사항도 있으니 끝까지 봐주시기 바랍니다.

 

< 주어진 하중 >

구 분	모멘트 (kN.m)	전단력 (kN)
고정하중	100	150
활하중	130	195
풍하중	80	120
지진하중	90	135

 

적용된 하중종류가 고정하중, 활하중, 풍하중, 지진하중 조합이므로 식 3,4,5,7,8)을 사용하여 풀어보겠습니다.

구 분	하중 조합	계수 모멘트(kN.m)	계수 전단력(kN)
식 1	1.4D	140	210
식 3	1.2D+1.6L	328	492
식 4	1.2D+1.3W+1.0L	354	531
식 5	1.2D+1.0E+1.0L	340	510
식 7	0.9D+1.3W	194	291

 

하중조합으로 계수하중 산정시 주의해야할 사항

하중에 보면 횡방향 하중이 있죠. 그러면 연직하중의 계수를 줄인 하중조합을 유념해야 합니다. 연직하중의 하중계수를 줄였을 때 부반력이나 (-)음의 부호 계수하중이 발생하는지 확인을 해보겠습니다.

구 분	하중 조합	계수 모멘트(kN.m)	계수 전단력(kN)
식 4	1.2D-1.3W+1.0L	146	219
식 5	1.2D-1.0E+1.0L	160	240
식 7	0.9D-1.3W	-14	-21

 

수평방향 하중인 풍하중, 지진하중의 계수를 마이너스(-)로 바꾸고, 연직하중인 고정하중의 계수 0.9도 고려해봤습니다. 결과는 계수 모멘트와 계수 전단력의 값이 마이너스(-)가 나오는 것을 알 수 있습니다.

지상 구조물의 경우, 횡방향 하중이 있을때 방향에 따른 부호를 반드시 고려하여 음의 부호로 하중계수값을 고려해야겠습니다. 이 결과로 구조물에 부반력 또는 압축부재에 인장력이 발생할 수 있기 때문입니다.

 

철근 콘크리트에 하중계수 및 하중조합을 직접 적용하여 계수 휨 모멘트, 계수 전단력을 구해봤습니다. 프로그램을 통해 계수하중을 쉽게 구하는 보통이지만, 직접 구해보면 그 과정에 대한 이해가 깊어지고 프로그램으로 구한 결과값에 의문을 가질 수 있는 감각을 키울 수 있습니다.

 

좋은 정보가 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.

하중조합 최신 KDS 기준 및 각 식에 대한 설명을 올려봤습니다. 설명을 보시면 이해가 확실히 잘 됩니다. 아래 링크로!

철근콘크리트 구조물 하중조합 KDS 14 기준, 식 내용 설명까지~