TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
(1) 이 기준은 유리섬유 강화 폴리머(glass fiber-reinforced polymer, GFRP) 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 설계방법을 제시하고 부재의 안전성, 사용성 및 내구성을 확보하기 위한 최소한의 요구조건을 규정한다.
(1) 이 기준은 GFRP 보강근으로 철근을 대체한 콘크리트 부재에 적용한다. 콘크리트 구조물의 일부 부재는 GFRP 보강근으로 보강하고, 타 부재는 GFRP 보강근 외 철근 등 다른 보강재로 보강하는 경우에도 이 기준을 적용한다. 동일한 부재 내에서 GFRP 보강근과 다른 보강재를 혼합하여 사용할 경우 (3)에 의한다.
(2) 이 기준에 규정되어 있지 않은 사항은 1.3 참고 기준을 따른다.
(3) 특별한 조사연구에 의하여 설계할 때에는 이 기준을 적용하지 않을 수 있다. 다만, 성능실험을 통한 조사연구에 의하여 설계할 때에는 재료강도의 변동성과 구조물 저항성능의 변동성을 고려한 설계근거를 명시하고, 책임구조기술자의 승인을 받아야 한다.
(1) KDS 14 20 01(1.4)에 따른다. 다만, 다음 용어를 추가한다.
·GFRP 보강근(GFRP bars, glass fiber-reinforced polymer bars): 유리섬유와 폴리머 레진의 복합재료로서 원형의 중심부와 콘크리트와 부착성능 확보를 위하여 가공처리된 표면부가 있는 이형철근의 대체용 보강근
·GFRP 보강근의 단면적: 공칭직경으로부터 계산된 공칭단면적
·GFRP 보강근 콘크리트: 외력에 대해 GFRP 보강근과 콘크리트가 일체로 거동하고, 규정된 최소 보강근량 이상으로 GFRP 보강근을 배치한 콘크리트
·보장극한인장강도(guaranteed tensile strength):　GFRP 보강근의 제조사 또는 납품자에 의해 제시되는 보장인장강도로 부록 표 7-1에서 규정하고 있는 시험 및 검사방법에 의하여 결정된 극한인장력의 평균값에서 3배의 표준편차를 제외한 값을 공칭단면적 또는 측정단면적으로 나누어 구한 값 또는 부록 표 7-3에 제시된 최소보장 인장력을 보강근의 공칭단면적 또는 측정단면적으로 나누어 구한 값
·유리전이온도(glass transition temperature): 반결정성 또는 비결정성 고분자가 딱딱한 유리질 상태에서 부드러운 고무 상태로 변화하기 시작하는 온도
·환경감소계수(environmental reduction factor): 콘크리트 성능 저하 환경에 노출되어 발생하는 GFRP 보강근의 물리적 특성의 잠재적 성능감소를 고려하기 위해 GFRP 보강근의 보장인장강도에 곱해지는 설계계수
·: 콘크리트 단면에서 횡보강근 바깥쪽 가장자리로 둘러싸인 영역의 단면적, mm2
·: 콘크리트 단면에서 외부 둘레로 둘러싸인 영역의 단면적, mm2
·: 휨부재의 인장 GFRP 보강근량, mm2
·: 휨부재의 인장 GFRP 최소 보강근량, mm2
·: 비틀림에 저항하는 종방향 보강근의 전체 단면적, mm2
·: 비틀림에 저항하는 종방향 보강근의 최소 단면적, mm2
·: 비틀림에 저항하는 폐쇄스터럽 한 가닥의 단면적, mm2
·: 간격 내의 GFRP 스터럽의 전체 단면적, mm2
·: 간격 내의 GFRP 스터럽의 최소 단면적, mm2
·: 벽체의 수직 보강근량, mm2
·: 부재의 단면적, mm2
·: 전단흐름에 의해 닫혀진 단면적, mm2
·: 가장 바깥의 비틀림 보강근의 중심으로 닫혀진 단면적, mm2
·: 부재 압축면의 폭, mm
·: 슬래브와 기초판에서 2방향 전단에 대한 위험단면의 둘레 길이, mm
·: 수평 전단력에 대하여 검토되는 접촉 면적의 단면 폭, mm
·: 보의 복부 폭, mm
·: 휨 및 압축 부재의 중립축 깊이, mm
·: 휨 및 압축 부재에서 인장 보강근 중심 간격의 1/2 또는 보강근 중심에서 가장 가까운 콘크리트 외측까지의 거리, mm
·: 휨 및 압축 부재의 균형파괴 순간 압축 연단부로부터 중립축까지의 거리, mm
·: 피복두께, 즉 보강근 표면으로부터 인장 연단까지의 최소 거리, mm
·: 노출환경에 따른 환경감소계수
·: 보의 유효깊이, mm
·: GFRP 보강근의 공칭지름, mm
·: 인장 연단부로부터 인장보강근 중심 또는 가장 가까운 보강근 중심까지의 거리, mm
·: 콘크리트 할선탄성계수, MPa
·: GFRP 보강근 탄성계수시험값의 평균, MPa
·: 압축부재의 휨강성, 식 (4.2-16)과 식 (4.2-17) 참조
·: 콘크리트 설계기준압축강도, MPa
·: 압축단 콘크리트 변형률이 극한변형률에 도달할 때 GFRP 보강근 인장응력, MPa
·: GFRP 보강근 굽힘부 설계기준인장강도, MPa
·: GFRP 보강근 굽힘부 보장인장강도, MPa
·: 변형률 0.01에 상응하는 기둥의 종방향 GFRP 보강근 인장설계강도, MPa
·: 요구되는 GFRP 보강근 응력, MPa
·: 사용하중 상태에서의 GFRP 보강근 응력, MPa
·: 지속하중 상태에서의 GFRP 보강근 응력, MPa
·: 전단설계를 위한 GFRP 보강근의 설계기준인장강도(설계기준인장강도 , GFRP 스터럽의 굽힘부 설계기준인장강도 , 또는 0.005에 상응하는 응력 중 최솟값), MPa
·: GFRP 보강근 설계기준인장강도(환경 감소계수가 적용된 인장강도), MPa
·: GFRP 보강근 보장인장강도(시험편 평균값에서 표준편차의 3배를 뺀 값), MPa
·: 콘크리트의 파괴계수, MPa
·: 부재의 전체 두께 또는 깊이, mm
·: 단면2차모멘트, mm4
·: 균열 단면의 단면2차모멘트, mm4
·: 처짐 계산을 위한 유효단면2차모멘트, mm4
·: 처짐 계산을 위한 최대 정모멘트 위치에서의 유효단면2차모멘트, mm4
·: 처짐 계산을 위한 지간의 가까운 단부의 최대 부모멘트 위치에서의 유효단면2차모멘트, mm4
·: 처짐 계산을 위한 지간의 먼 단부의 최대 부모멘트 위치에서의 유효단면2차모멘트, mm4
·: 보강근을 무시한 콘크리트 전체 단면의 중심축에 대한 단면2차모멘트, mm4
·: 전체 단면의 중립축(중심축)에 대한 GFRP 보강근의 단면2차모멘트, mm4
·: 압축부재의 유효좌굴길이 계수
·: 압축연단으로부터 중립축과 인장보강근 중심과의 거리 비
·: GFRP 보강근과 콘크리트와의 부착계수
·: 콘크리트 전단강도에 대한 축력의 영향계수
·: 크기효과계수
·: 받침부 사이의 수직길이, mm
·: GFRP 보강근의 정착길이, mm
·: 단부에 표준갈고리가 있는 인장 GFRP 보강근의 정착길이, mm
·: 보 부재의 순경간, 2방향 슬래브의 긴 변의 순경간, mm
·: 압축부재의 비지지 길이, mm
·: 전단력 방향의 전체 벽 또는 부분적인 벽의 길이, mm
·: 처짐을 계산할 때 부재의 최대 휨모멘트
·: 외력에 의해 단면에서 휨균열을 일으키는 휨모멘트
·: 사용하중에 의한 휨모멘트
·: 지속하중에 의한 휨모멘트
·: 단면의 계수휨모멘트
·: 압축부재의 단부 계수휨모멘트 중 작은 값:단일 곡률로 휜 경우에는 양(＋), 이중 곡률로 휜 경우에는 음(－)의 부호를 가짐
·: 압축부재의 단부 계수휨모멘트 중 큰 값:항상 양(＋)의 부호를 가짐
·: 와 동시에 발생하는 단면에 수직한 크리프와 건조수축으로 인한 인장의 영향을 포함하는 계수축력으로서 압축은 양(＋), 인장은 음(－)의 값
·: 콘크리트 탄성계수에 대한 GFRP 보강근의 탄성계수비,
·: 가장 바깥의 횡방향 폐쇄스터럽 중심선의 둘레, mm
·: 임계좌굴하중, 식 (4.2-15) 참조
·: 압축부재의 공칭축강도
·: 압축부재의 압축강도 최댓값
·: 공칭 축인장강도
·: 압축부재의 계수축력
·: 압축부재의 단면회전반지름, mm
·: 종방향 보강근에 평행한 방향으로 전단 또는 비틀림보강근의 간격, mm
·: 휨 균열 제어를 위한 최대 허용 중심간 보강근 간격, mm
·: 공칭비틀림강도
·: 임계비틀림모멘트
·: 계수비틀림모멘트
·: 콘크리트에 의한 단면의 공칭전단강도
·: GFRP 스터럽에 의한 단면의 공칭전단강도
·: 단면의 공칭전단강도
·: 공칭수평전단강도
·: 단면에서 계수전단력
·: 2방향 슬래브의 콘크리트에 의한 공칭전단강도, MPa
·: 허용균열폭, mm
·: 보강근을 무시한 전체 단면의 중심축에서 인장연단까지 거리, mm
·: 상하부 주보강근의 중심간 거리, mm
·: 2방향 전단강도산정계수로써, 내부기둥에 대해서 40, 외부기둥(모서리 기둥 제외)에 대해서 30, 모서리기둥에 대해서 20
·: 보의 양측 또는 한 측에 인접하여 있는 슬래브 판의 중심선에 의해 구획된 폭으로 이루어진 슬래브의 휨강성에 대한 보의 휨강성의 비
·: 콘크리트 등가직사각형 압축응력블럭의 깊이를 나타내는 계수로서 KDS 14 20 20과 동일
·: 집중하중이나 반력을 받는 면적의 짧은 변에 대한 긴 변의 비
·: 탄성 균열 단면의 중립축에서 인장연단까지의 거리와 탄성 균열 단면 중립축에서 인장 보강근의 중심까지의 거리의 비
·: 횡구속 골조에서 각각의 하중조합으로 계산된 최대 계수축력에 대한 최대 계수지속축력의 비
·: 전단강도 계산에 사용되는 부분강도조정계수
·: 처짐을 계산할 때 부재 길이방향의 강성변화를 고려하는 계수
·: 횡방향 하중과 연직하중에 의한 횡방향 이동을 반영하기 위한 계수로서, 비횡구속골조에 대한 휨모멘트 확대계수
·: 압축연단 콘크리트의 변형률
·: 콘크리트의 극한변형률
·: 공칭 강도에서 최외단 인장 GFRP 보강근의 순인장변형률(크리프, 건조수축 및 온도에 의해 발생한 변형률 제외)
·: GFRP 보강근의 설계파괴변형률
·: GFRP 보강근의 보장파괴변형률
·: 콘크리트 등가직사각형 압축응력블럭의 크기를 나타내는 계수로서 KDS 14 20 20과 동일
·: 장기 추가처짐에 대한 계수
·: 지속하중에 대한 시간경과계수
·: 콘크리트 유효압축강도계수
·: GFRP 보강근의 보강비
·: 균형단면 GFRP 보강근의 보강비
·: 벽체의 GFRP 종방향 보강근의 보강비
·: 벽체의 GFRP 횡방향 보강근의 보강비
·: 나선형 GFRP 보강근의 보강비
·: 강도감소계수
·: 보강근 위치수정계수
3.1 재료 일반
(1) GFRP 보강근은 이 기준 부록에 명시된 최소소요성능에 적합한 재료를 사용하여야 한다.
(2) GFRP 보강근을 제외한 재료는 KDS 14 20 01(3)에 따른다.
3.2 GFRP 보강근
(1) 이 기준에서 대상으로 하는 GFRP 보강근은 원형 중심부와 콘크리트와 부착성능 확보를 위하여 가공처리된 표면부가 있는 보강근이다.
(2) 겹침이음이 없는 단일한 GFRP 스터럽, GFRP 띠 보강근 또는 GFRP 나선형 보강근에 한해서는 가공처리된 표면부가 형성되어 있지 않은 제품을 사용할 수 있으며, 부록에서 규정하는 부착강도 판정기준을 만족할 필요는 없다.
(3) GFRP 보강근의 인장응력은 변형률에 탄성계수 를 곱한 값으로 한다.
(4) 사용하는 GFRP 보강근의 측정단면적이 부록 표 6-1에서 규정하고 있는 “측정단면한계”의 최소 및 최대의 범위에 포함되어 있는 경우 GFRP 보강근의 역학적 성능(인장강도 및 탄성계수 등)은 부록 표 6-1에 제시된 공칭단면적을 사용하여 계산한다. “측정단면한계”의 최소 및 최대범위에 포함되어 있지 않은 보강근의 역학적 성능은 반드시 측정단면적을 사용하여 계산한다.
4.1 해석과 설계 원칙
(1) 이 기준에서 정하지 않은 설계 방법 등 설계 일반사항과 해석 및 설계 원칙 등은 KDS 14 20 01과 KDS 14 20 10을 따른다.
4.1.2 하중과 외력
(1) 구조물 설계에 고려하여야 하는 적용하중과 외력은 KDS 14 20 10(4.1)을 따른다.
4.1.3 강도
4.1.3.1 소요강도
(1) 콘크리트 구조물을 설계할 때 요구되는 소요강도는 KDS 14 20 10(4.2.2)를 따른다.
4.1.3.2 설계강도
(1) 구조물의 설계강도는 공칭강도에 다음 (2)의 강도감소계수 를 곱한 값으로 하여야 한다.
(2) 강도감소계수는 다음 규정에 따라야 한다.
① 4.2.1(2)③에 정의된 인장지배단면 0.55
② 4.2.1(2)③에 정의된 압축지배단면 0.65
③ 4.2.1(2)③에 정의된 변화구간단면
가. 최외단 인장보강근의 순인장변형률 가 압축지배와 인장지배단면 사이인 경우, 값을 로 계산하여 사용한다. 단, 이 경우 인장지배단면의 강도감소계수를 사용할 수 있다.
④ 전단력 등 다른 부재력에 대해서는 KDS 14 20 10(4.2.3)에 따른다.
4.1.4 설계를 위한 재료 물성
4.1.4.1 콘크리트의 설계기준압축강도 및 탄성계수
(1) 콘크리트 설계기준압축강도 는 구조적 강도 요구조건을 만족하도록 정하고, 설계도서에 명시하여야 한다.
(2) 콘크리트의 탄성계수는 KDS 14 20 10(4.3.3)에 따라 계산하여야 한다.
4.1.4.2 GFRP 보강근의 설계기준인장강도 및 설계탄성계수
(1) GFRP 보강근의 설계탄성계수는 부록 표 7-1에 명시된 시험 및 검사방법에 따라 결정된 평균탄성계수로 한다. 다만, 이때 평균탄성계수는 3.2(4)에 따른 보강근 단면적을 적용하여 도출한다.
(2) GFRP 보강근의 직선부 및 굽힘부의 설계기준인장강도는 부록 표 7-1에 명시된 시험 및 검사방법에 따라 결정된 보장인장강도 와 굽힘부 보장인장강도 를 사용하며, 다음 항 (3)~(8)에 따라 결정한다. 다만, 이때 보장인장강도는 3.2(4)에 따른 보강근 단면적을 적용하여 도출한다.
(3) GFRP 보강근의 보장인장강도는 노출된 환경에서의 장기적 영향을 고려하지 않았으므로 GFRP 보강근의 설계기준인장강도 는 보장인장강도 에 식 (4.1-1)과 같이 환경감소계수 를 곱하여 산정하여야 한다.
(4) GFRP 보강근 굽힘부 설계기준인장강도 는 굽힘부 보장인장강도 에 환경감소계수 를 곱하여 산정하여야 한다.
(5) 설계 파괴변형률 는 보장파괴변형률 에 환경감소계수 를 곱하여 산정하여야 한다.
(6) 환경감소계수 는 콘크리트 구조물의 옥내, 옥외, 흙의 노출 여부에 관계없이 0.85를 사용할 수 있다.
(7) 설계자는 참고할 실험자료가 없는 경우, 다음에 규정된 값을 설계값으로 사용할 수 있다.
① 직선 보강근의 보장인장강도는 부록 표 7-3에서 제시하고 있는 직경별 최소보장인장력을 사용하여야 하며, 굽힘부 보장인장강도는 이 값의 60% 값을 사용한다.
② 설계탄성계수는 부록 표 7-1에 제시된 판정기준 값인 45 GPa로 한다.
4.1.5 구조해석 일반
(1) 설계 일반사항과 해석 원칙 등은 KDS 14 20 01과 KDS 14 20 10을 따른다.
(2) 경량콘크리트는 이 기준에서 적용하지 않는다.
4.1.6 설계 요구조건
4.1.6.1 일반 사항
(1) 이 기준에서 정의하는 GFRP 보강근 콘크리트 구조부재의 전체 구조는 보, 기둥, 슬래브, 벽체, 기초판, 접합 또는 연결부재를 포함하며, 각 구조부재의 설계는 이 기준의 4.2~4.11에 규정한 기준을 따른다.
(2) 4.2~4.11의 기준을 따르지 않는 구조부재의 설계 또는 3.2에 제시된 재료에 대한 요구사항을 만족하지 않는 GFRP 보강근의 사용은, 1.2(3)에 따라서 조사 및 검증되고 책임구조기술자의 승인이 있는 경우 허용할 수 있다. 단, 재료의 성능을 검증하는 실험자료, 이 기준에 상응하는 설계 이론에 따라 설계하여 충분한 구조적 안전성, 안정성, 사용성 및 내구성을 확보하는 경우로 국한한다.
4.1.6.2 지진력에 저항하는 구조부재
(1) 이 기준은 지진력에 저항하지 않거나 연성능력이 요구되지 않는 구조 부재에 한하여 사용한다.
4.1.6.3 내화구조
(1) GFRP 보강근 콘크리트는 내화 성능이 요구되는 콘크리트 부재의 경우, 내화실험 등을 통하여 내화구조 안전성을 확인하여 책임구조기술자의 승인을 받아 내화 성능이 입증되어야 한다.
(2) GFRP 보강근은 유리전이온도 보다 15℃ 이하인 사용온도에서 사용할 수 있다.
4.1.6.4 프리캐스트 부재
(1) GFRP 보강근을 적용한 프리캐스트콘크리트 부재의 설계는 이 기준과 KDS 14 20 62를 따른다.
4.1.6.5 프리스트레스트콘크리트 부재
(1) 이 기준은 GFRP 보강근을 활용한 프리스트레스트콘크리트 부재에는 적용하지 않는다.
4.1.6.6 다발 GFRP 보강근
(1) GFRP 보강근 콘크리트에서 겹침이음을 제외하고는 다발 보강근을 사용할 수 없다.
4.2 휨 및 축력 설계
(1) 휨모멘트와 축력을 받는 부재의 강도설계는 다음에 규정된 가정에 따라야 한다.
① 콘크리트와 GFRP 보강근의 변형률은 중립축으로 부터의 거리에 비례하는 것으로 가정할 수 있다. 따라서 하중재하 이후에도 부재 단면은 하중재하 전의 평면을 유지한다.
② 콘크리트 압축연단의 극한변형률은 KDS 14 20 20(4.1.1(3))에 따른다.
③ GFRP 보강근은 인장파괴될 때까지 탄성 거동하며 선형의 응력-변형률관계를 나타낸다.
④ 콘크리트와 GFRP 보강근은 완전하게 부착되는 조건으로 설계한다.
⑤ GFRP 보강근은 콘크리트 압축대에도 배근할 수 있으나 압축대에 배근한 GFRP 보강근은 주변 압축대의 콘크리트와 동일한 강도와 강성을 갖는 재료로 가정한다.
⑥ 프리스트레스를 가하지 않은 휨부재의 보강근 변형률에 대한 제한은 적용하지 않는다. 단, 계수압축력 인 경우, 종방향 보강근의 인장설계 변형률은 0.01로 제한하며, 인장설계강도 는 설계기준인장강도 와 0.01 중 작은 값으로 한다.
⑦ 압축력에 대하여 GFRP 보강근의 저항기여도를 고려하지 않지만 압축 정착길이와 이음 길이 등 관련 규정을 만족하여야 한다.
(2) 휨모멘트를 받는 부재의 설계휨강도는 다음과 같이 계산한다.
① 설계휨강도는 공칭휨강도 에 4.1.3.2(2)에서 제시한 강도감소계수 를 곱한 값으로 정의되며, 식 (4.2-1)의 조건을 만족하여야 한다.
② 공칭휨강도 은 힘의 평형조건과 변형률의 적합조건에 기초하여 산정하여야 하며, KDS 14 20 20 (4.1.1(7))의 응력-변형률 관계를 이용한 압축연단 콘크리트의 변형률 와 중립축의 깊이 를 먼저 구한 후에 공칭휨강도를 계산한다.
③ GFRP 보강 휨부재의 파괴는 최외단 인장 GFRP 보강근의 순인장변형률 와 GFRP 보강근의 설계파괴변형률 의 관계에 따라 콘크리트의 압축파괴, GFRP 보강근의 인장파단, 콘크리트의 압축파괴와 GFRP 보강근의 인장파단이 동시에 발생하는 균형파괴로 구분할 수 있다. 인 경우 GFRP 보강근이 인장파단되는 인장지배단면, 인 경우 콘크리트 압축파괴가 발생하는 압축지배단면,인 경우 변화구간 단면이라고 한다.
④ 직사각형 단면을 가지는 GFRP 보강 휨부재의 공칭휨강도는 식 (4.2-2)에 의해 산정할 수 있으며, 인장지배 단면인 경우에는 식 (4.2-7)에 따라 근사적으로 구할 수 있다. GFRP 보강근의 보강비 와 균형보강비 는 각각 식 (4.2-5)와 식 (4.2-6)에 의해 계산한다.
(3) 축방향 부재의 설계축강도는 은 다음 값을 초과하지 않도록 하여야 한다.
① 띠형 및 나선형 GFRP 보강근으로 횡보강된 콘크리트 부재의 설계축강도는 각각 식 (4.2-9)와 식 (4.2-10)을 초과할 수 없다.
② 공칭 축인장강도 는 이내이어야 한다.
③ 이 기준에 규정되지 않은 사항은 KDS 14 20 20을 따른다.
(4) 휨모멘트나 축력 또는 휨모멘트와 축력을 동시에 받는 단면의 설계강도 산정은 4.2.1(1)의 가정에 따라 힘의 평형조건과 변형률의 적합조건을 만족시켜야 한다.
4.2.2 휨부재 설계의 제한 사항
4.2.2.1 적용범위
(1) 프리스트레스를 가하지 않은 휨부재 또는 1방향 장선구조에 적용한다.
(2) T형보는 KDS 14 20 10(4.3.10)에 따른다. 단 KDS 14 20 10(4.3.10(3)②)은 4.6.2.1(3)로 대체한다.
(3) 1방향 장선구조는 KDS 14 20 10(4.3.11(1))에 따른다. 다만 충전재가 포함된 장선구조는 이 기준에서 규정하지 않는다.
(4) 1방향 장선구조에서 하중의 집중을 고려하여야 할 경우 휨모멘트에 필요한 보강근을 장선의 직각방향으로 슬래브에 배치하여야 하며, 이 보강근은 4.4.1.2(2)의 규정에 따른 보강근량 이상으로 하여야 한다.
4.2.2.2 휨부재의 횡지지 간격
(1) 휨부재의 횡지지 간격은 KDS 14 20 20(4.2.1)에 따른다.
4.2.2.3 휨부재의 최소 보강근량
(1) 인 경우 식 (4.2-11)의 GFRP 최소 휨보강근량 이상 보강되어야 한다.
(2) 부재의 모든 단면에서 해석에 의해 요구되는 GFRP 보강근량 보다 1/3 이상 GFRP 보강근이 더 배치되는 경우에는 식 (4.2-11)의 요구사항을 적용하지 않아도 된다.
(3) 1방향 슬래브의 최소보강근량은 식 (4.2-12)와 같다. 그러나 최소 GFRP 휨보강근량은 4.4.1.2에서 제시하고 있는 수축 및 온도보강근량 보다는 많아야 한다.
4.2.2.4 보 및 1방향 슬래브의 휨보강근 배치
(1) GFRP 보강근 콘크리트 보 및 슬래브의 인장영역에서 휨균열을 제어하기 위하여 4.4.1.1에 따라 휨보강근을 배치하여야 한다.
4.2.2.5 깊은보의 설계
(1) 이 기준에서 해당 내용은 규정하지 않는다.
4.2.3 압축부재 설계의 제한 사항
4.2.3.1 적용 범위
(1) 프리스트레스를 가하지 않은 GFRP 보강 콘크리트 기둥 및 보의 설계에 적용한다.
4.2.3.2 압축부재의 설계단면치수
(1) GFRP 보강근을 적용한 압축부재의 설계단면치수는 KDS 14 20 20(4.3.1)에 따르되, KDS 14 20 20(4.3.1(4))를 제외한다.
(2) 기둥의 유효단면은 (1)항에 따라서 축소하여 결정하지만, 기둥에 연결된 부재들의 구조해석 및 설계시에는 축소된 유효단면이 아닌 실제 기둥의 단면으로부터 유효단면을 결정하여야 한다.
4.2.3.3 압축부재의 보강근량 제한
(1) 압축부재의 GFRP 주보강근 단면적은 KDS 14 20 20(4.3.2(1)과 (2))에 따르되 겹침이음되는 경우의 주보강비 제한은 적용하지 않는다.
(2) 계수전단력 인 모든 영역에서 4.3.3.3(1)의 최소 전단보강량 규정에 따른다.
4.2.4 압축부재의 장주설계
4.2.4.1 압축부재의 장주효과
(1) KDS 14 20 20(4.4.1)에 따르되 KDS 14 20 20(4.4.1(1))은 다음 (2)로 대체한다.
(2) 다음의 조건을 만족하는 경우에는 압축부재의 장주효과를 무시할 수 있다.
(4.2-13)
(4.2-14)
여기서, 의 값은 기둥이 단일 곡률일 때 양(＋)으로 이중 곡률일 때 음(－)으로 취하며, 는 35를 초과할 수 없다.
4.2.4.2 확대휨모멘트에 대한 일반 사항
(1) 4.2.4.1(2)의 조건을 만족하지 못하여 장주효과를 무시할 수 없는 경우, 확대휨모멘트에 대한 일반 사항은 KDS 14 20 20(4.4.2)에 따른다. 단 비선형 2차 해석은 적용하지 않는다.
(2)장주효과에 의한 압축부재의 휨모멘트 증대는 압축부재 단부 사이의 모든 위치에서 고려하여야 한다.
(3) 비지지길이 산정 및 회전반지름에 대한 조건은 KDS 14 20 20(4.1.1 (3)~(5))에 따른다.
4.2.4.3 비선형 2차 해석
4.2.4.4 탄성 2차 해석
(1)탄성 2차 해석에 관한 규정은 KDS 14 20 20(4.4.4)에 따르되 KDS 14 20 20(4.4.4(2)②)의 단면2차모멘트는 (2)항의 규정에 따른다.
기둥 0.4
비균열 벽체 0.4
균열 벽체 0.15
보 0.15
플랫 플레이트 및 플랫 슬래브 0.15
(3) 횡방향 지속하중이 작용하는 경우에 대해서는 KDS 14 20 20(4.4.4(3))에 따른다.
4.2.4.5 휨모멘트 확대 일반 사항
(1)휨모멘트 확대 일반 사항에 관한 규정은 KDS 14 20 20(4.4.5)에 따르되, 횡구속 골조나 층의 기둥설계는 4.2.4.6에 따라야 하고, 비횡구속 골조나 층의 기둥의 설계는 4.2.4.7에 따라야 한다.
(2) 2차 해석에 의한 단부 휨모멘트 증가 및 층 안정지수에 대한 사항은 KDS 14 20 20(4.4.5(2), (3))에 따른다.
4.2.4.6 횡구속 골조 압축부재의 확대휨모멘트
(1)횡구속 골조의압축부재는 KDS 14 20 20(4.4.6)에 따라 계수축력 와 부재의 곡률 영향을 고려하여 구한 확대계수휨모멘트 에 대하여 설계하여야 한다. 단, 임계좌굴하중 의 유효휨강성 에 관한 규정은 (2)항에 따른다.
(2)임계좌굴하중 는 식 (4.2-15)에 따라 계산하며 유효휨강성 는 식 (4.2-16) 또는 식 (4.2-17)에 따라 계산한다.
(4.2-15)
(4.2-16)
(4.2-17)
4.2.4.7 비횡구속 골조 압축부재의 확대휨모멘트
(1) 비횡구속 골조 압축부재의 양단 휨모멘트 과 는 KDS 14 20 20(4.4.7)에 따라 계산하며, 이에 따른 확대휨모멘트 와 계수축력 에 의해 설계하여야 한다.
(2) KDS 14 20 20(4.4.7(3))에 의한 모멘트확대계수 계산시 는 다음 (3)의 와 4.2.4.6(2)의 를 사용하여 식 (4.2-15)에 의해 계산하되, 4.2.4.6(2)의 계산식에서 계수축력에 의한 대신 계수전단력에 의한 를 사용하며, 이 값은 1.0이하이어야 한다.
(3) 비횡구속 골조의 압축부재에 대한 유효길이계수 는 4.2.4.4의 와 값을 사용하여 결정하며, 이 값은 1.0 이상이어야 한다.
4.2.5 2축 휨을 받는 압축부재
(1)2축 휨을 받는 압축부재의 설계는 KDS 14 20 20(4.5) 규정을 따른다.
4.2.6 슬래브 구조를 지지하는 압축부재
4.2.6.1 슬래브를 지지하는 압축부재
(1) KDS 14 20 70(1.2)의 규정에 따르는 슬래브를 지지하는 모든 축력을 받는 부재는 이 기준의 규정과 KDS 14 20 70의 요구 사항에 맞도록 설계되어야 한다.
4.2.6.2 바닥판 구조를 통한 기둥하중의 전달
(1)바닥판 구조를 통한 기둥하중의 전달에 관한 규정은 KDS 14 20 20(4.6.2)에 따른다.
4.2.7 지압강도
(1) 설계지압강도는 KDS 14 20 20(4.7)에 따른다.
4.3 전단 및 비틀림 설계
4.3.1 전단 및 비틀림 설계 원칙
(1) GFRP 보강근 콘크리트 부재의 전단 설계에 대하여 다음과 같은 사항을 고려하여야 한다.
① 철근에 비하여 상대적으로 낮은 탄성계수
② 낮은 횡방향 전단저항성
③ 높은 인장강도 및 항복점 없음
④ GFRP 보강근의 직선부에 비하여 굽힘부에서의 낮은 인장강도
(2) 설계전단강도 은 계수전단력 이상이 되어야 한다.
(3) 콘크리트 단면의 공칭전단강도 은 콘크리트에 의한 단면의 공칭전단강도 와 GFRP 스터럽에 의한 단면의 공칭전단강도 의 합으로 산정한다.
(4) 설계비틀림강도 은 계수전단력 이상이 되어야 한다.
(5) 원형단면 부재의 , 를 계산하기 위한 단면적을 콘크리트 단면의 유효깊이와 지름의 곱으로 구하여야 한다. 이때 단면의 유효깊이는 부재 단면 지름의 0.8배로 할 수 있다.
(6) 이 기준에 규정되지 않은 사항은 KDS 14 20 22를 따른다.
4.3.2 콘크리트에 의한 전단강도
(1) GFRP 보강근 콘크리트 부재의 콘크리트 공칭전단강도 는 식 (4.3-1)에서 (4.3-3)에 따라 계산한다.
여기서 는 콘크리트 전단강도에 대한 축력의 영향계수로서, 의 단위는N/mm2이며 는 인장력일 때 음(－)이다. 는 크기효과계수로서 식 (4.3-3)에서 의 단위는 m이다. 또한 이며, 4.3.3.3의 최소 전단보강근 규정을 만족하는 경우, = 1을 사용한다. 는 GFRP 보강근 콘크리트 부재의 전단 및 뚫림강도에 대한 부분강도조정계수로서 0.5를 사용한다.
4.3.3 전단보강근에 의한 전단강도
4.3.3.1 전단보강근의 형태
(1) 전단보강근은 다음과 같은 형태를 사용하여야 한다.
① 부재축에 직각인 스터럽 또는 띠보강근
② 나선보강근
4.3.3.2 전단보강근의 간격 제한
(1) 전단보강근의 간격 제한은 KDS 14 20 22(4.3.2)의 규정을 따라야 한다. 단, KDS 14 20 22(4.3.2(2))의 규정은 따르지 않는다.
4.3.3.3 최소 전단보강근량
(1) 보 및 기둥 부재에서 인 모든 영역과 1방향 슬래브 부재에서 인 모든 영역에 대한 최소 GFRP 스터럽 양은 식 (4.3-4)와 식 (4.3-5)에 의해 구한 값 중 큰 값 이상으로 하여야 한다.
단, 나선보강근의 경우, 나선보강비 는 다음 값 이상으로 하여야 한다.
(2) KDS 14 20 22(4.3.3(1))의 제외조건을 만족하는 경우에는 최소 전단보강근량 기준을 적용하지 않는다.
4.3.3.4 전단보강근의 설계
(1) 부재축에 직각인 GFRP 전단보강근을 사용하는 경우에 다음 식 (4.3-7)에 따라 전단강도 를 계산하여야 한다.
여기서, 는 전단보강근의 종방향 간격 또는 나선형 피치이며, 는 거리 내의 전단보강근의 전체 단면적이며, 는 전단설계를 위한 GFRP 보강근의 설계기준인장강도이다. 원형단면 부재의 를 계산하기 위한 는 부재 단면 지름의 0.8배로 할 수 있다.
(2) 극한상태에서 GFRP 전단보강근의 응력제한은 식 (4.3-8)로부터 산정하며, 이 값은 굽힘부의 설계기준인장강도 이내이어야 한다.
(3) 부재축에 직각인 GFRP 전단보강근을 사용하는 경우에 전단보강에 필요한 간격 및 면적은 식 (4.3-9)에 따라 계산하여야 한다.
(4) 전단강도 는 이하로 하여야 한다. 여기서 는 상하부 주보강근의 중심간 거리이며 로 계산할 수 있다. 는 콘크리트 유효압축강도계수이며 식 (4.3-10)에 따라 계산한다.
4.3.4 비틀림 설계
(1) KDS 14 20 22(4.4.1)에 해당되는 경우 비틀림의 영향을 무시할 수 있다.
(2) 계수비틀림모멘트는 KDS 14 20 22(4.4.2)에 따라 계산한다.
4.3.5 비틀림강도 계산 및 보강근 상세
4.3.5.1 비틀림강도
(1) 비틀림모멘트가 작용하는 부재에 있어서 단면의 치수는 식 (4.3-11)을 만족하여야 한다.
4.3.5.2 비틀림보강근량 산정
(1) 콘크리트 단면의 공칭비틀림강도 은 식 (4.3-12)와 식 (4.3-13) 중 작은 값으로 결정한다.
여기서, 는 해석에 의해서 결정되고(로 취할 수 있다), 는 비틀림에 저항하는 폐쇄스터럽 한 가닥의 단면적, 은 비틀림에 저항하는 종방향 보강근의 전체 단면적, 는 가장 바깥의 횡방향 폐쇄스터럽 중심선의 둘레를 의미한다.
4.3.5.3 비틀림보강근 상세
(1) 횡방향 비틀림보강근은 4.6.4.1(1)을 충족하는 폐쇄스터럽이어야 한다.
(2) 종방향 비틀림보강근은 양단에 정착하여야 한다.
4.3.5.4 최소 비틀림보강근량 및 간격
(1) 보 구조에서 인 경우 최소 비틀림보강근량 이상의 횡방향 보강근을 배치하여야 한다. 만약 비틀림 보강근이 필요한 경우에는 는 식 (4.3-4)와 식 (4.3-5)의 계산 결과 중 큰 값을 선택하여 최소 GFRP 스터럽을 배치하여야 하며, 식 (4.3-14)와 식 (4.3-15)의 계산 결과 중 작은 값 이상을 선택하여 최소 종방향 보강근을 배치하여야 한다.
(2) 비틀림보강근의 간격은 KDS 14 20 22의 4.5.4(4)에서 (6)까지의 규정을 따라야 한다. 단, 종방향 보강근의 지름은 스터럽 간격의 1/12 이상으로 하여야 한다.
4.3.6 전단마찰
4.3.7 깊은보에 대한 전단 설계
4.3.8 브래킷과 내민받침에 대한 전단 설계
4.3.9 벽체에 대한 전단 설계
(1) 벽체의 전단 설계는 4.9.2(4), 4.9.4.3, 4.9.4.4을 따른다.
4.3.10 기둥에 전달되는 휨모멘트로 인한 전단
(1) 기둥에 전달되는 휨모멘트로 인한 전단 설계는 KDS 14 20 22(4.10)을 따른다. 다만, 접합부 내에 배치하여야 할 기둥의 횡방향보강근은 4.3.3.3(1)에 규정된 값 이상으로 한다.
4.3.11 슬래브와 기초판에 대한 전단 설계
(1) 슬래브와 기초판에 대한 전단 설계는 4.8을 따른다.
(2) 콘크리트에 의한 2방향 전단강도는 KDS 14 20 22와 KDS 14 20 70을 따르며, 다만, 2방향 거동에 대한 콘크리트 부재의 전단강도 는 식 (4.3-16)에 따라 계산한다.
여기서 는 집중하중이나 반력을 받는 면적의 짧은 변에 대한 긴 변의 비이며, 는 KDS 14 20 22(4.11.1(3))에서 정의되는 위험단면의 둘레길이, 는 내부기둥에 대해서 40, 외부기둥(모서리기둥 제외)에 대해서 30, 모서리기둥에 대해서 20이다.
(3) 휨모멘트 전달을 위한 편심전단 설계는 KDS 14 20 22(4.11.7)을 따른다. 다만 는 식 (4.3-17)에 따라 계산한다.
4.4 사용성
4.4.1 균열
4.4.1.1 GFRP 휨보강근의 배치
(1) GFRP 보강근 콘크리트 1방향 슬래브와 보의 인장영역에서 휨균열을 제어하기 위해 인장연단에 가장 가까운 GFRP 보강근의 간격은 식 (4.4-1)에서 규정한 한계값을 초과해서는 안된다.
여기서, 는 사용하중 모멘트 를 사용하여 탄성 균열 단면 해석에 기초하여 산정하여야 한다. 허용 균열폭 는 해당 시설물의 규정에 따르되, 별도로 규정하지 않는 경우 0.7 mm로 한다.
(2) 보강근 응력 는 식 (4.4-2)를 만족하여야 한다.
(3) 식 (4.4-1)과 식 (4.4-2)의 GFRP 보강근과 콘크리트와의 부착계수 는 1.2를 적용한다.
(4) 인장연단면에 가장 가까운 보강근이 하나만 있는 경우, 인장연단의 폭은 식 (4.4-1)에 따라 결정된 보강근 간격의 최댓값을 초과해서는 안된다.
(5) T형보의 플랜지가 인장을 받는 경우, 보의 복부 내부에 위치하지 않는 휨인장 보강근은 KDS 14 20 10(4.3.10)에서 정의된 유효플랜지폭과 중 더 작은 범위 내에 분포되어야 한다. 만일 유효플랜지폭이 을 초과하는 경우, 식 (4.4-1)을 만족하는 종방향 보강근을 플랜지 바깥 부분에 추가로 배치하여야 한다.
(6) 피로를 받거나 수밀하도록 설계된 1방향 슬래브 및 보의 휨보강근 간격은 해당 조건에 대한 조사와 예방조치에 기초하여 선택해야 하며 식 (4.4-1)의 한계를 초과해서는 안된다.
(7) 보의 깊이 가 450 mm를 초과하면 종방향 표피 보강근을 인장면으로부터 지점까지 보의 양측면을 따라 균일하게 배치하여야 한다. 표피 GFRP 보강근의 간격 는 상기 (1)에서 (3)에 따라 결정한다. 개개의 보강근의 응력을 결정하기 위하여 변형률 적합조건에 따라 해석을 하는 경우 표피 보강근은 강도계산에 포함될 수 있다.
4.4.1.2 GFRP 수축 및 온도 보강근
(1) 1방향 슬래브에는 수축 및 온도 응력에 저항하기 위한 보강근을 휨보강근에 수직인 방향으로 배근하여야 한다.
(2) 콘크리트 전체 단면적에 대한 수축 및 온도 보강근으로 배치되는 GFRP 보강근의 면적의 비는 140/ 이상이어야 한다.
(3) 수축 및 온도 보강근의 간격은 부재 깊이 의 3배와 300 mm 중 작은 값보다 작아야 한다.
(4) 수축 및 온도 보강근은 4.7.1.2(1)의 정착 규정에 따라 인장에서 0.006의 응력을 받을 수 있도록 정착되어야 한다.
(5) 프리캐스트 1방향 슬래브 및 벽체가 다음과 같은 조건을 만족하는 경우 수축 및 온도보강근은 배치되지 않아도 된다.
- 폭이 3.6 m 보다 작을 때
- 부재가 연결되어 있지 않아서 횡방향 구속이 발생하지 않는 경우
- 횡방향 휨응력을 저항하기 위한 보강근이 필요 없는 경우
4.4.2 처짐
4.4.2.1 일반
(1) 휨을 받는 부재는 구조의 강도나 사용성에 부정적인 영향을 미치는 처짐이나 변형을 제한하기 위해 적절한 강성을 갖도록 설계되어야 한다.
(2) 4.4.2.2와 4.4.2.4에 따라 계산한 처짐은 구조물 특성에 따라 요구되는 처짐의 한계값을 초과해서는 안된다. 일반적인 콘크리트 구조의 경우 KDS 14 20 30(4.2.1, 표 4.2-2)에 규정된 처짐한계를 적용할 수 있다.
4.4.2.2 순간처짐의 계산
(1) 하중의 작용에 의한 순간처짐은 부재 강성에 대한 균열 및 보강근의 영향을 고려하여 탄성처짐공식을 사용하여 계산하여야 한다.
(2) 처짐을 계산할 때 헌치와 같은 단면 특성의 변화 효과를 고려하여야 한다.
(3) 2방향 슬래브의 처짐은 패널의 크기와 모양, 지지 조건 및 패널 가장자리에서의 구속 특성을 고려하여 계산하여야 한다.
(4) 부재의 강성도를 엄밀한 해석 방법으로 구하지 않는 한, 부재의 순간처짐은 콘크리트 탄성계수 와 식 (4.4-3)의 유효단면2차모멘트 를 이용하여 구하여야 한다.
여기서, 균열모멘트 은 식 (4.4-5)로 산정한다.
여기서, 콘크리트 파괴계수 은 식 (4.4-6)으로 산정한다.
(5) 양쪽 끝이 연속된 슬래브와 보의 경우, 는 식 (4.4-7)에 따라 정모멘트 및 부모멘트 위험단면에 대한 유효단면2차모멘트의 가중 평균을 취하여 산정할 수 있다.
4.4.2.3 장기처짐의 계산
(1) 엄밀한 해석에 의하지 않는 한, GFRP 보강근 콘크리트 부재의 크리프와 건조수축에 의한 추가 장기처짐은 해당 지속하중에 의해 생긴 순간처짐에 다음 식 (4.4-8)의 계수를 곱하여 구할 수 있다.
여기서, 지속하중에 대한 시간경과계수 은 KDS 14 20 30(4.2.1(5))에 규정된 값을 적용한다.
4.4.2.4 합성구조의 처짐 계산
(1) 합성 휨부재가 시공 중 가설 지주로 지지되어 고정하중이 작용하기 전에 일체가 된 경우에 대한 처짐을 계산할 때, 합성부재는 일체로 제작된 부재와 동등하다고 볼 수 있다.
(2) 합성 휨부재가 시공 중 가설 지주에 의해 지지되지 않는 경우, 합성작용이 유효해지기 전과 후의 하중의 크기와 작용 시간을 고려하여 장기처짐을 산정하여야 한다.
(3) 처짐을 계산할 때 프리캐스트 부분과 현장치기 부분의 수축 차이로 인한 변형을 고려하여야 한다.
4.4.3 GFRP 보강근에 허용되는 인장응력
(1) 지속하중에 의한 GFRP 보강근의 응력 는 를 초과하지 않아야 한다. 여기서 인장연단에 가장 가까운 GFRP 보강근의 지속하중 하에서의 응력 는 사용하중 모멘트의 지속하중 성분을 적용한 탄성 균열 단면 해석을 기초로 계산하여야 한다. 휨부재의 경우는 식 (4.4-9)로 산정할 수 있다.
4.5 내구성
(1) 내구성 설계에 관한 사항은 KDS 14 20 40(4.1)을 따르되, 아래의 예외 규정을 적용한다.
① KDS 14 20 40(4.1.3, 4.1.4)의 노출범주와 노출등급, 각 노출등급별 요구사항은 노출범주 EF와 EA에 관한 사항만 적용하고, 철근의 부식을 고려한 노출범주 EC와 ES에 관한 사항은 적용하지 않는다.
② 강재가 포함되지 않는 GFRP 보강근 콘크리트 부재의 경우는 KCS 14 20 10(1.9.3)에서 규정하는 콘크리트의 염화물 함유량 제한 규정은 적용하지 않는다.
4.6 보강근 상세
4.6.1 보강근 가공
4.6.1.1 표준갈고리
(1) 인장 보강근의 표준갈고리는 90°표준갈고리를 사용하며, 다음 규정을 만족하여야 한다.
① 구부린 끝에서 12 이상 더 연장되어야 한다.
② G10 이상 G25 이하의 보강근을 대상으로 한다.
(2) 횡보강근의 표준갈고리는 90°표준갈고리를 사용하며, 다음과 같이 제작하여야 한다.
(3)연결타이(cross tie)는 양 끝단에서 주변 종방향 보강근과 맞물린 90°표준갈고리를 사용한다.
4.6.1.2 구부림의 최소 내면 지름
(1) 인장 보강근과 횡보강근의 90°표준갈고리의 구부림 최소 내면 지름은 부록 표 7-3을 따른다.
4.6.2 보강근 배치
4.6.2.1 간격 제한
(1) GFRP 보강근의 최소 간격은 KDS 14 20 50(4.2.2(1)~(4))의 규정을 따라야 한다.
(2) 보 및 1방향 슬래브에서 인장부 최외단에 배근되는 종방향 보강근의 최대 간격은 4.4.1.1의 휨균열 제어를 위한 간격 규정을 만족하여야 한다. 또한 1방향 슬래브에서 종방향 보강근의 최대 간격은 4.8.1.3(1)을 만족하여야 한다.
(3) 장선구조를 제외한 T형보의 플랜지로 취급되는 슬래브에서 주 보강근이 보의 방향과 같은 경우 보의 직각방향으로 슬래브 상부에 보강근을 배치하여야 하며, 이때 GFRP 횡방향 보강근의 최대 간격 는 슬래브 두께의 3배와 300 mm 중 작은 값 이하이어야 한다.
4.6.3 최소 피복 두께
(1) 내화 성능이 요구되지 않는 GFRP 보강근 콘크리트 부재의 최소 피복 두께는 다음 규정을 따른다.
② 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트
가. G19 이상, G32 이하의 보강근 50mm
나. G16 이하의 보강근 40mm
(2) 해수, 염분을 포함한 물 또는 공기, 또는 염분을 포함하지 않는 물에 노출된 경우라도 (1)항 ②의 규정을 적용한다.
(3) 부착 성능과 온도변화에 따른 균열 발생 가능성 등을 검토하여 충분한 근거를 제시하고 책임기술자의 승인을 얻은 경우에는 (1)항에 규정된 값보다 작은 최소 피복 두께를 적용할 수 있다.
(4) 내화 성능이 요구되는 GFRP 보강근 콘크리트 부재의 경우 요구 내화 성능을 얻을 수 있는 최소 피복 두께를 확보하여야 한다.
4.6.4 부재의 횡보강근
4.6.4.1 휨부재의 횡보강근
(1) 비틀림 또는 보강근의 완전연결을 위한 스터럽은 부재 축의 수직한 방향으로 폐쇄형으로 배치한다. 모든 스터럽 가닥의 끝은 종방향 보강근 주위로 90° 표준갈고리에 의하여 정착되어야 한다. 다중 U형 스터럽 또는 C형 스터럽과 U형 스터럽을 함께 사용하여 폐쇄형으로 정착할 수 있다.
(2) 보의 횡보강근은 폐쇄스터럽으로 압축보강근이 배치되는 전 구간에 배치되어야 한다. 이때 횡보강근은 G10 이상의 보강근을 사용해야 하며, 간격은 축방향 보강근 지름의 12배 이하, 횡보강근의 24배 이하, 보 단면의 최소 치수 이하로 하여야 한다. 또한, 모든 모서리 축방향 보강근과 하나 건너 위치하고 있는 축방향 보강근들은 최대 135° 로 구부린 횡보강근의 모서리에 의해 횡지지되어야 한다. 다만, 횡보강근을 따라 횡지지된 인접한 축방향 보강근의 순간격이 150 mm 이상 떨어진 경우에는 추가 횡보강근을 배치하여 축방향 보강근을 횡지지하여야 한다.
4.6.4.2 압축부재의 횡보강근
(1)압축부재에서 각 부재별 횡보강근은 다음 규정을 따라야 한다.
① 압축부재에 대한 횡보강근은 다음 (2)와 (3)의 규정을 따라야 하며, 전단이나 비틀림 보강근이 요구되는 경우에는 KDS 14 20 22의 규정에도 따라야 한다.
② 실험 또는 구조해석에 의해 압축부재가 횡보강근이 없어도 충분한 강도를 확보한 것을 확인한 경우에는 횡보강근에 대한 4.6.4.2의 규정을 적용하지 않을 수 있다.
(2) 압축부재에 사용되는 나선보강근은 KDS 14 20 50(4.4.2(2))의 규정을 따르되 보강비 는 이 기준 4.3.3.3(1)의 규정을 따라야 한다. 나선보강근의 이음은 한 바퀴와 72 중 큰 값 이상을 확보하여야 한다.
(3)압축부재에 사용되는 띠보강근은 다음 규정을 따라야 한다.
① KDS 14 20 50(4.4.2(3))의 규정을 따르되 앵커볼트는 적용되지 않는다.
② 띠보강근의 순간격은 굵은 골재 최대 치수의 4/3배 이상이어야 하며, 종방향 보강근 직경의 12배, 띠보강근의 24배를 초과해서는 안된다.
③ 기계적 이음이나 연장된 보강근이 프리캐스트 부재와 연결을 위해 기둥이나 주각의 끝단에 설치되는 경우, 기계적 이음이나 연장된 보강근은 횡방향 보강근에 의해 둘러싸여져야 한다. 횡방향 보강근은 기둥 끝단이나 기초 슬래브에서 125mm 이내에 배치하고 적어도 2개 이상의 G13 띠보강근이나 3개 이상의 G10 띠보강근으로 구성되어야 한다.
4.6.5 수축·온도 보강근
(1) 수축 및 온도 응력에 저항하기 위한 최소보강근은 4.4.1.2에 따른다.
4.6.6 구조 일체성 요구 조건
4.6.6.1 현장치기콘크리트 구조
(1) 1방향 장선구조에서 적어도 하나의 하부 보강근은 연속되어야 하고, 불연속받침부에서 설계기준인장강도 를 발휘할 수 있도록 정착되어야 한다.
(2) 테두리보에서 구조 일체성 보강근은 다음 사항을 따라야 하고, 테두리보 이외의 경우는 ①과 ③을 따른다.
① 경간 중앙부에서 요구되는 최대 정모멘트 보강근의 1/4 이상이며 두 개 이상의 연속 보강근이어야 한다.
② 받침부에서 요구되는 부모멘트 보강근의 1/6 이상이며 두 개 이상의 연속 보강근이어야 한다.
③ 축방향 구조 일체성 보강근은 보의 순경간을 따라 4.6.4.1(1)을 충족하는 폐쇄스터럽으로 둘러싸여야 한다.
(3) 상기 (2)의 구조 일체성 보강근은 기둥의 축방향 보강근으로 둘러싸인 부분을 지나야 하며, 불연속받침부에서 설계기준인장강도 를 발휘할 수 있도록 정착되어야 한다.
(4) 연속성을 확보하기 위해서 이음이 필요할 때 부모멘트 보강근의 이음은 경간 중앙 또는 그 부근에서, 정모멘트 보강근은 받침부 또는 그 부근에서 4.7.3에 따른 완전 기계적 이음이나 B급 인장 겹침이음이어야 한다.
(5) 2방향 슬래브 구조의 경우는 4.8.2.5.4(1)의 규정을 따라야 한다.
4.7 정착 및 이음
4.7.1 보강근의 정착
4.7.1.1 정착 일반
(1) GFRP 보강근 콘크리트 부재 각 단면의 GFRP 보강근에 작용하는 인장력 또는 압축력이 단면의 양측에서 발휘될 수 있도록 묻힘길이, 갈고리 또는 이들의 조합에 의하여 보강근을 정착하여야 한다.
(2) 갈고리는 인장 영역에 있는 보강근의 정착에만 유효하다.
4.7.1.2 인장 보강근의 정착
(1) GFRP 보강근의 인장 정착길이는 는 식 (4.7-1), 20, 300 mm 중에서 큰 값 이상이어야 한다.
(4.7-1)
여기서, 은 요구되는 GFRP 보강근의 응력이며, 는 3.5이하이어야 한다. 는 보강근 위치수정계수이고 기본값은 1.0이며, 단 수평 GFRP 보강근 아래에 300 mm를 초과하여 콘크리트를 타설하는 경우에는 1.5를 사용한다. 는 보강근 중심으로부터 가장 가까운 콘크리트 외측까지의 거리와 보강근 중심 간격의 1/2 중 작은 값이다.
(2) 배치된 보강근량이 해석에 의해 요구되는 소요 보강근량을 초과하는 경우는 식 (4.7-1)의 정착길이 에 를 곱하여 정착길이를 감소시킬 수 있다. 다만, 이때 감소시킨 정착길이 는 20, 300 mm 중 큰 값 이상이어야 한다. 또한 를 발휘하도록 정착을 특별히 요구하는 경우, 보강근이 연속되어야 하는 경우, 기계적으로 정착된 보강근을 사용할 경우에는 이를 적용하지 않는다.
4.7.1.3 압축 보강근의 정착
(1) GFRP 보강근의 압축 정착길이 는 4.7.1.2(1)을 사용할 수 있다.
4.7.1.4 다발 보강근의 정착
4.7.1.5 표준갈고리를 갖는 인장 보강근의 정착
(1) 단부에 표준갈고리가 있는 인장 GFRP 보강근의 정착길이 는 식 (4.7-2)와 12, 230 mm 중에서 큰 값 이상이어야 한다.
(4.7-2)
여기서, 구부린 GFRP 보강근 평면에 직각방향인 피복두께가 65 mm를 초과하며, 갈고리를 넘어선 부분의 피복두께가 50 mm 이상인 경우, 식 (4.7-2)에 0.7을 곱하는 것이 허용된다.
4.7.1.6 확대머리 보강근의 정착
4.7.2 정착보강근 상세
4.7.2.1 휨보강근의 정착 일반
(1) 휨보강근의 정착에 대하여 KDS 14 20 52(4.4.1)의 규정을 따라야 한다. 단, 휨모멘트를 저항하거나 휨강성을 확보하기 위해 더 이상 보강근을 요구하지 않는 경우, KDS 14 20 52(4.4.1(2))의 규정에 따라 보강근을 정착 배근한다. 또한, KDS 14 20 52(4.4.1(6)③)의 보강근 조건은 G32 이하의 보강근으로 한다.
4.7.2.2 정모멘트 보강근의 정착
(1) 정모멘트 보강근의 정착은 다음 (2)를 제외하고, KDS 14 20 52(4.4.2)의 규정을 따라야 한다. 단, 정착길이 는 4.7.1에 따라 산정한다.
(2) 휨부재가 횡하중을 지지하는 주 구조물의 일부일 때, 상기 (1)에 따라 받침부 내로 연장되어야 할 정모멘트 보강근은 받침부의 안쪽 면에서 설계기준인장강도 를 발휘할 수 있도록 정착하여야 한다.
4.7.2.3 부모멘트 보강근의 정착
(1) 부모멘트 보강근의 정착은 KDS 14 20 52(4.4.3)의 규정을 따라야 한다.
4.7.2.4 복부 보강근의 정착
(1) GFRP 스터럽은 피복 두께 요구 조건과 다른 보강근과 간격이 허용하는 한 부재의 압축면과 인장면 가까이 연장하여야 한다.
(2) 단일 U형 또는 다중 U형 스터럽의 단부는 다음 중 한 가지 방법으로 정착시켜야 한다.
① 양단에서 종방향 보강근을 둘러싸는 표준갈고리로 정착하여야 한다.
② 스터럽의 단부는 종방향 보강근을 둘러싸는 표준갈고리 또는 겹침이음길이가 1.3 이상이 되도록 정착한다. 이때 는 식 (4.7-1)의 이 와 같다고 가정하여 계산한다.
4.7.3 보강근의 이음
4.7.3.1 이음 일반
(1)보강근의 이음은 KDS 14 20 52(4.5.1)의 규정을 따라야 한다.
(2) G32 이상의 보강근은 겹침이음을 할 수 없다.
(3) 기계적이음은 1.25 이상을 발휘할 수 있는 기계적이음이어야 한다.
4.7.3.2 인장 보강근의 이음
(1) 인장력을 받는 GFRP 보강근의 겹침이음길이는 A급과 B급으로 분류하며, 다음 값 이상 또한 와 300 mm 중 큰 값 이상이어야 한다.
여기서, 인장 보강근의 정착길이 는 4.7.1.2에 따라 계산하며, 이때 4.7.1.2(1)에서 규정한 300 mm 최솟값은 적용하지 않으며, 또한 4.7.1.2(2)의 보정계수도 적용하지 않는다.
(2)겹침이음에서 A급 이음과 B급 이음은 KDS 14 20 52(4.5.2(2))와 같이 분류하고, 서로 다른 직경의 GFRP 보강근을 겹침이음하는 경우 KDS 14 20 52(4.5.2(3))의 규정을 따라야 한다.
4.7.3.3 압축 보강근의 이음
(1) 압축력을 받는 GFRP 보강근의 겹침이음길이는 4.7.3.2와 동일하다.
4.7.4 기둥 보강근 이음에 관한 특별 규정
(1)겹침이음, 기계적이음은 다음 (2)에서 (5)까지 규정의 제한조건에 따라 사용하여야 한다. 이와 같은 보강근의 이음은 기둥의 모든 하중 조합에 대한 요구 조건을 만족하여야 한다.
(2)계수하중에 의해 보강근이 압축응력을 받는 경우 겹침이음은 4.7.3.3을 따라야 하며, 단 최대 압축응력은 로 가정한다.