TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
현저한 유효 강도 감소를 방지하기 위해 경사각의 차이 는 극한한계상태에서는 15° 이하로, 사용한계상태 검증에서는 5°이하로 제한하여야 한다.
(5) 극한한계상태에서 두 방향 철근이 모두 항복강도 이하일 경우에는 철근의 응력 크기에 따라 콘크리트 스트럿의 최대 유효강도를 와 사이의 값을 갖도록 다음 식으로 정하여야 한다.
(4.1-63)
여기서, 는 종방향과 횡방향 철근 응력 중에서 큰 값이다.
(6) 판요소가 2축 압축상태이며 전단응력 가 작용하는 경우의 콘크리트 스트럿 최대 유효강도는 식 (4.1-64)로 정하여야 한다.
(4.1-64)
여기서, 과 는 주응력으로 모두 압축 응력이어야 하며, 콘크리트의 기준강도가 50MPa 이하인 경우일 때에 유효하다.
4.1.7.2 쉘요소 설계
(1) 면내력과 동시에 면외력이 작용하는 면요소를 쉘요소라고 하며, 이 절의 규정에 따라 설계하여야 한다.
(2) 쉘요소는 두께 방향의 각 깊이 마다 균열 발생 여부를 먼저 파악하여 설계하여야 한다.
① 만약 극한한계상태에서 전 깊이에 걸쳐 비균열 상태이면, 압축주응력이 설계압축강도보다 작다는 것에 대한 검증만 필요하다.
② 만약 극한한계상태에서 균열이 발생한다면 쉘요소의 설계와 검증에 겹판요소 모델을 적용하여야 한다.
(3) 겹판요소 모델에서는 그림 4.1-16에 나타낸 것과 같이 쉘요소를 세 개의 층으로 분할하여서 양 바깥 층은 모든 면내력과 휨모멘트에 대해 저항하고, 중앙의 핵판은 면외 전단력만을 저항한다고 간주한다. 각 판의 두께는 반복법에 의해 검증하여 결정하여야 한다.
그림 4.1-16 쉘요소를 겹판요소로 변환
(4) 면외 전단력을 저항하는 핵판의 설계는 4.1.2에서 규정한 보의 전단설계 방법에 따라 수행하여야 한다.
(5) 그림 4.1-16에 나타낸 셀요소의 단위폭당 면내 전단력 , 면외 전단력 , 면내 종방향 축력 과 횡방향 휨모멘트 가 작용할 때, 양 바깥 판은 아래 식으로 산정한 면내 응력이 작용하는 판으로 간주하여 설계할 수 있다.
∙ 판-1의 전단응력： (4.1-65)
∙ 판-2의 전단응력： (4.1-66)
∙ 판-1의 종방향 압축응력： (4.1-67)
∙ 판-2의 종방향 압축응력： (4.1-68)
∙ 판-1의 횡방향 압축응력： (4.1-69)
∙ 판-2의 횡방향 인장응력： (4.1-70)
여기서, 는 쉘요소의 두께이고, 와 는 각 판의 두께이다.
(6) (5)에서 산정한 면내력이 작용하는 상층과 하층의 최적의 두께는 4.1.7.1의 설계 방법을 반복 수행하여 결정할 수 있으며, 두 층의 경사각을 다르게 설정하여 설계해도 좋다.
4.2 사용한계상태
4.2.1 일반
4.2.1.1 적용 범위
4.2는 콘크리트 교량 구조물과 그 부대시설을 구성하고 있는 부재가 충분한 기능을 발휘할 수 있도록 사용 중의 응력 한계, 균열폭 제한 및 처짐 제한에 관련된 사용한계상태의 검증에 관한 규정을 다룬 것이다.
4.2.1.2 노출 환경과 한계 기준
(1) 교량과 그 부대시설의 구성 요소는 표 4.2-1에 정해진 노출 환경으로 구분하여 설계하여야 한다. 부재에 발생하는 균열폭은 노출 환경 상태에 따라 정해진 한계 균열폭을 초과하지 않아야 한다.
(2) 교량 구조물과 그 부재의 소요 사용 성능을 확보하기 위해서는 이 절에서 정한 노출 환경에 따른 응력과 균열폭 제한 규정을 시공 중인 임시 상황뿐만 아니라 운용 중인 정상 상황에서 예측되는 적합한 하중조합에서 적용하여야 한다.
(3) 부재 설계에 적용하는 영(0)응력과 균열폭 한계 기준은 표 4.2-2에 주어진 값으로 하여야 한다. 이 표에 주어진 영응력 한계 기준과 균열폭 한계 기준을 동시에 만족시키도록 설계하여야 한다. 여기서 영응력 상태란 인장측 연단 콘크리트가 압축인 상태를 의미한다.
표 4.2-1 노출 환경에 따라 요구되는 최소 설계 등급

노출 환경

최소 설계 등급

포스트 텐션

프리 텐션

비부착 프리스트레싱

철근콘크리트

건조 또는 영구적 수중 환경 (EC1)

D

D

E

E

부식성 환경 (습기 또는 물과 장기간 접촉 환경; EC2, EC3, EC4 )

C

C

E

E

고부식성 환경 (염화물 또는 해수에 노출된 환경; ED1, ED2, ED3,ES1, ES2, ES3)

C

B

E

E
표 4.2-2 설계 등급에 따른 사용 한계값

설계 등급

한계상태 검증을 위한 하중조합

한계균열폭(㎜)

영(0)응력 한계상태

균열폭 한계상태

A

사용하중조합-I

-

-

B

사용하중조합-III/IV

사용하중조합-I

0.2

C

사용한계상태 하중조합-V

사용하중조합-III/IV

0.2

D

-

사용하중조합-III/IV

0.3

E

-

사용한계상태 하중조합-V

0.3
4.2.2 응력 한계
4.2.2.1 기본 사항
(1) 구조물의 정상적 기능 발휘에 영향을 주는 균열 또는 큰 크리프 변형을 방지하기 위해 콘크리트의 압축응력의 크기를 제한하여야 한다.
① 유효 프리스트레스와 사용한계상태 하중조합-V에 의한 콘크리트 압축응력이 를 초과하지 않아야 한다.
② 유효 프리스트레스와 사용하중조합-I에 의한 콘크리트 압축응력이 를 초과하지 않아야한다. 또한 부재를 제작하고 운반하는 시공 상황에서도 콘크리트 압축응력은 를 초과하지 않아야 한다.
(2) 철근의 비탄성 변형을 방지하고 부재의 과도한 균열 또는 변형을 방지하기 위해 철근과 강재의 응력은 다음과 같이 제한하여야 한다.
① 사용하중조합-I에 의해 유발된 보통 철근의 인장응력은 를 초과하지 않아야 한다.
② 유효 프리스트레스와 사용한계상태 하중조합-V에 의한 프리스트레스 강재의 응력은 를 초과하지 않아야 한다.
4.2.2.2 응력 계산 방법
(1) 4.2.2.1에서 명시된 한계 응력을 검증하기 위해서는 다음의 가정을 적용하여 응력을 계산하여야 한다.
① 사용하중조합-I 상태에서 비균열 단면 해석으로 계산한 콘크리트 최대 인장응력이 콘크리트 기준인장강도 미만이면 비균열 단면으로, 초과한 곳은 균열 단면으로 간주한다.
② 비균열 단면이 사용된 곳에는 모든 콘크리트 단면이 유효하며 철근과 콘크리트는 모두 인장과 압축에서 선형탄성이라 간주한다.
③ 균열 단면이 사용된 곳에는 콘크리트는 인장력에 저항할 수 없으며 압축에서 탄성이라고 간주한다.
④ 고정하중과 활하중의 비에 따라 추정한 10에서 15 사이의 탄성계수 비를 사용하여 시간 의존적인 크리프에 의한 장기 영향을 반영할 수 있다.
⑤ 변형이 구속되어 발생한 내력에 의하여 유발되는 철근의 인장력을 제한하기 위하여 4.2.3.2에서 정한 최소철근량을 배치하여야 한다.
4.2.3 균열
4.2.3.1 일반 사항
(1) 구조물의 기능과 내구성을 손상시키거나 또는 외관상 수용할 수 없을 정도의 균열폭은 제한하여야 한다. 발생 가능 균열의 폭은 구조물의 기능과 환경을 고려하여 표 4.2-2에서 규정한 한계균열폭을 초과하지 않아야 한다.
(2)4.2.3.4의 규정에 따라 균열폭을 직접 계산할 수 있다. 간접적인 간단한 대안으로 4.2.3.3의 규정에 따라 철근의 지름 또는 간격을 제한하는 방법을 적용할 수 있다.
(3) 부식성 환경과 고부식성 환경에 노출된 프리스트레스트 부재의 인장 연단에서 균열 발생을 허용하지 않는다.
(4) 균열이 구조물의 기능을 손상 시키지 않는 경우에는 균열폭을 제한하지 않아도 된다.
(5) 비부착 긴장재만이 배치된 프리스트레스트 부재에는 철근콘크리트 부재의 요구조건을 적용하며, 비부착 긴장재와 부착 긴장재가 혼합되어 배치된 부재는 부착 프리스트레스트 부재의 요구조건을 적용하여야 한다.
(6) 간접적으로 균열폭을 제한하기 위해 표 4.2-4와 표 4.2-5에서 주어진 기준은 프리스트레스트 부재에서는 0.2mm, 철근콘크리트 부재에서는 0.3mm 한계균열폭을 만족시키기 위한 기준이다.
4.2.3.2 최소철근량
(1) 인장응력이 유발되는 영역으로 균열제어가 필요한 부재에는 최소철근량을 배치하여야 한다. 이때 소요 최소철근량은 균열 직전의 콘크리트 인장력과 균열 직후의 철근 인장력이 같다는 평형조건으로 산정할 수 있는데, 철근 인장응력은 항복응력이나 필요 시 항복응력 보다 낮은 응력을 허용할 수 있다.
(2) 상세 계산에 의해 보다 작은 최소 철근량이 요구되지 않을 경우, 콘크리트 인장 영역 내의 소요 최소 철근량 은 식 (4.2-1)로 산정하여야 한다.
여기서, = 첫 균열 발생 직전 상태에서 계산된 콘크리트의 인장 영역 단면적
= 첫 균열 발생 직후에 허용하는 철근의 인장응력
= 첫 균열이 발생할 때 유효한 콘크리트 인장강도
= 균열 발생 직전의 단면 내 응력 분포 상태를 반영하는 계수
= 1.0 : 순수인장을 받는 경우
: 휨과 축력을 받는 부재 복부
: 박스형이나 T형 단면 부재 플랜지
= 단면에 작용하는 평균 법선응력(=)
= 단면에 작용하는 축력(압축이 +)
= 단면 기준 깊이
: m 일 때
m : m 일 때
= 축력이 응력 분포에 미치는 영향을 반영하는 계수
= 1.5 :축력 가 압축력일 때
= :축력 가 인장력일 때
= 플랜지에 균열이 처음 발생하기 직전에 부재 전 단면에 작용하는 휨모멘트와 축력으로 계산한 플랜지의 인장력
= 간접하중영향에 의해 부등 분포하는 응력의 영향을 반영하는 계수
= 1.0 : 단면 깊이 또는 복부 폭을 포함한 플랜지 너비가 300mm 이하일 경우
= 0.65 : 단편 깊이 또는 복부 폭을 포함한 플랜지 너비가 800mm 이상일 경우
중간값은 위 두 값 사이를 보간하여 사용할 수 있다.
(3) 부착된 프리스트레스 긴강재 중심으로부터 거리 150mm 이내의 사각형 단면 내에 필요한 최소 철근량은 만큼 감소시킬 수 있다. 여기서 는 프리스트레스 긴강재의 단면적이고, 은 철근과 긴장재의 부착특성 및 지름의 차이에 따른 영향을 반영하기 위한 계수로 다음과 같이 계산한다.
여기서, = 표 4.2-3에 주어진 철근과 프리스트레싱 강재의 부착강도 비, 가 50MPa과 70MPa 사이의 경우에는 직선보간한 값
= 철근 지름
= 프리스트레싱 강재의 등가지름
= : 다발 프리스트레싱 강재
= : 7연선 1가닥
= : 3연선 1가닥
철근은 사용되지 않고 프리스트레싱 강재만 사용된 경우에는 의 값을 1.0으로 계산한다.
(4) 유효 프리스트레스와 사용하중조합-I에 의해 콘크리트가 압축 상태에 있으면, 프리스트레스트 부재의 단면에는 최소 철근량이 필요하지 않다.
표 4.2-3 철근에 대한 프리스트레싱 긴강재의 부착강도 비

PC 강재

부착강도 비

프리텐션 강재

부착된 포스트텐션 강재

원형강봉과 강선

사용되지 않음

0.3

0.15

강연선

0.6

0.5

0.25

이형 강선

0.7

0.6

0.3

이형 강봉

0.8

0.7

0.35
4.2.3.3 간접 균열 제어
(1) 균열이 직접하중에 의해 주로 발생하는 부재에서 4.2.3.2의 규정에 따라 최소 철근량 조건을 만족하고, 배치된 철근이 표 4.2-4의 최대 지름과 표 4.2-5의 최대 철근간격 중의 하나를 만족한다면 균열폭이 허용 한계값 이내에 있다고 간주할 수 있다. 이때 철근 응력은 적합한 하중 조합과 균열 단면을 기준으로 계산하여야 한다.
(2) 균열이 간접하중인 변형 구속에 의해 지배적으로 발생하는 부재에서 4.2.3.2의 규정에 따라 최소 철근량 조건을 만족하고, 적합한 하중 조합과 균열 단면을 기준으로 계산한 철근 응력에서 표 4.2-4에 주어진 지름을 초과하지 않는 철근을 배치했을 때, 균열폭이 허용 한계값 이내에 있다고 간주할 수 있다.
표 4.2-4 균열 제어를 위한 최대 철근 지름

철근 응력*

(MPa)

최대 철근 지름 (mm)

철근

콘크리트

프리스트

레스트

160

200

240

280

320

360

32

25

16

14

10

8

25

16

13

8

6

5
표 4.2-5 균열 제어를 위한 최대 철근 간격

철근 응력*

(MPa)

최대 철근 간격 (mm)

철근콘크리트 순수휨 단면

철근콘크리트 순수인장 단면

프리스트레스 콘크리트 단면

160

200

240

280

320

360

300

250

200

150

100

50

200

150

125

75

-

-

200

150

100

50

-

-
(3) 깊이가 1,000 mm 이상인 보에서 주철근이 단면의 인장영역 일부에 집중 배치된 경우,복부 측면의 균열을 제어하기 위한 표피철근을 배치하여야 한다. 이 철근은 주인장 철근 위치에서부터 중립축 위치까지 균등 분포시켜야 하며, 배치 철근량은 식 (4.2-1)에서 는 0.5이며 는 를 취하여 계산한 값 이상이어야 한다. 적정한 철근 지름과 간격은 순수 인장 상태로 가정하여 표 4.2-4와 표 4.2-5로부터 구할 수 있으며, 이 표피철근량의 절반은 주인장철근 역할을 한다고 간주할 수 있다.
(4) 응력이 급변하는 단면에는 큰 균열이 발생할 위험이 특히 크다는 것에 주의하여야 하며, 균열폭을 최소화할 수 있는 조치를 강구하여야 한다.
(5) 콘크리트 교량 상부 구조의 복부에서 균열 제어는 복부에서의 주응력과 유효인장강도를 계산하여 수행하여야 한다. 2축 응력 상태에 있는 거더 복부의 유효인장강도 는 다음 식으로 산정한다.
여기서, 는 주압축응력으로(압축일 경우 +) 이어야 한다. 만약 동반하는 주인장응력 이 보다 작으면 비균열 상태로 판별할 수 있으며, 이때는 최소 철근량을 표 4.2-4와 표 4.2-5에 따라서 계산하여 종방향으로 배치하여야 한다. 만약 동반하는 주인장응력 이 보다 크면 복부 균열이 발생한 상태이며, 4.2.3.3과 4.2.3.4의 규정에 따라 균열폭을 제어하여야 한다.
(6) 상이한 철근 지름을 혼합하여 사용한 단면에서는 평균 지름 를 사용할 수 있다. 다발철근을 사용한 경우에는 실제 지름 대신에 등가지름을 사용할 수 있다.
(7) 2중선 용접철망을 사용한 경우에는 한 가닥의 철선 지름을 사용할 수 있다.
4.2.3.4 균열폭 계산
(1) 균열 발생 후의 모든 하중 단계에서 설계 균열폭은 식 (4.2-4)로 산정할 수 있다.
여기서, 는 최대 균열 간격이고, 은 적합한 하중조합에 의해 발생된 철근 평균 변형률로 인장강화효과를 고려한 값이며, 은 인접된 균열 사이 콘크리트의 평균 변형률이다.
(2) 변형률 차이 는 식 (4.2-5)로 계산 할 수 있다.
여기서, = 균열면에서 계산한 철근 인장응력
= 첫 균열이 발생할 때 유효한 콘크리트 인장강도, 일에서의
= 단기하중일 경우 0.6, 장기하중일 경우 0.4
= 탄성계수비
= 식 (4.2-6)으로 계산한 유효 철근비
여기서, = 그림 4.2-1에 나타낸 콘크리트의 유효 인장면적으로 의 크기로 결정
및 = 콘크리트 유효 인장면적 내에 있는 철근 및 프리스트레싱 강재의 단면적
= 콘크리트 유효 인장깊이로 , , 중 가장 작은 값
= 식 (4.2-2)로 주어진 계수
그림 4.2-1 유효 인장 면적
(3) 최종 균열의 최대 간격은, 부착된 강재의 중심간격이 이하인 경우에는 식 (4.2-7a)로, 부착된 강재의 중심간격이 를 초과하는 경우나 부착된 강재가 배치되지 않은 경우는 식 (4.2-7b)로 산정할 수 있다.
(4.2-7a)
(4.2-7b)
여기서, = 최외단 인장철근이나 긴장재의 표면과 콘크리트 표면 사이의 최소 피복두께
= 부착강도에 따른 계수로, 이형철근은 0.8, 원형철근과 긴장재는 1.6
= 부재의 하중작용에 따른 계수로, 휨모멘트를 받는 부재는 0.5, 직접인장력을 받는 부재는 1.0
= 콘크리트의 유효인장면적을 기준으로 한 강재비
= 철근콘크리트나 긴장재와 철근이 같이 사용된 프리스트레스트 콘크리트의 경우에는 가장 큰 인장철근의 지름을, 긴장재만 사용된 프리스트레스트 콘크리트의 경우에는 4.2.3.2(3)에서 규정한 프리스트레싱 강재의 등가지름를 적용
용접철망이 사용된 경우에는 최종 균열의 최대 간격이 철망 줄눈 간격의 두 배를 초과하지 않는다고 간주할 수 있다.
(4) 직교 2방향으로 보강된 부재에서 주응력 축과 철근 방향 사이의 각이 보다 클 때는 다음 식으로 최대균열간격 를 산정할 수 있다.
여기서, 는 종방향 철근과 압축 주응력 방향 사잇각이고, 과 는 종방향과 횡방향에서 각각 계산한 균열 간격이다.
4.2.4 처짐
4.2.4.1 일반 사항
(1) 콘크리트 부재 또는 구조물의 변형이 원래 기능 또는 외관에 심각한 영향을 주지 않도록, 구조물의 특성, 부대시설, 고정 장치 및 기능을 고려하여 적절한 처짐 한계값을 설정여야 한다.
(2) 단순 및 연속경간일 때, 사용하중과 충격에 의한 처짐은 지간의 1/800로 제한하며, 보행자도 사용하는 도시지역 교량의 처짐은 지간의 1/1,000로 제한한다.
(3)캔틸레버의 경우 사용하중과 충격에 의한 처짐은 지간의 1/300로 제한하며, 보행자의 이용이 고려되는 경우의 처짐은 지간의 1/375로 제한한다.
(4) 처짐 한계 상태는 4.2.4.2에 의해 지간/깊이-비를 제한하는 방법 또는 4.2.4.3의 직접 계산 처짐량을 한계값과 비교하는 방법 중의 하나로 검증할 수 있다.
4.2.4.2 직접 처짐 계산을 생략하는 경우
(1) 식 (4.2-9)로 주어지는 한계 지간/깊이-비보다 작게 부재를 설계하였다면, 그 처짐은 4.2.4.1 (2)와 (3)에서 설정한 처짐 한계값을 초과하지 않는다고 간주할 수 있다.
: (4.2-9a)
: (4.2-9b)
여기서, = 부재의 지지 조건을 반영하는 계수 (표 4.2-6 참조)
= 기준 철근비 ()
= 지간 중앙(캔틸레버의 경우 지지단)의 인장 철근비
= 지간 중앙(캔틸레버의 경우 지지단)의 압축 철근비
(2) 식 (4.2-9)는 단순 지지된 슬래브에 대해 4.2.4.3의 공식을 적용한 결과를 단순화 한 것으로서 부재의 중앙 단면이나 캔틸레버의 경우 지지단의 철근 인장응력이 철근의 인장강도 500 MPa의 약 60 %인 310MPa이라고 가정하여 유도한 것이다. 만약 철근 인장응력 수준이 이 가정과 다른 값이라면, 위 식으로 얻은 값에 를 곱해 보정해야 한다. 이 보정값은 다음 식으로 산정된 값을 취하면 일반적으로 안전한 설계가 된다.
여기서, = 사용하중에서 지간 중앙의 인장 철근응력
= 극한한계상태에서 중앙단면에 필요한 철근량
= 지간 중앙단면(캔틸레버의 경우 지지단)에 배치된 철근량
(3) 플랜지를 갖는 단면에서 플랜지 폭이 복부폭을 3배 이상 초과한다면, 위 식으로 구한 값에 0.8을 곱해야 한다.
(4) 지간이 7m를 초과하며 과도한 처짐에 의한 지지 시설 손상 가능성이 있는 보와 슬래브에서는 위 식으로 계산한 값에 (는 미터 단위)를 곱하여야 한다.
표 4.2-6 축력이 작용하지 않은 철근콘크리트부재의 기본 지간/유효깊이 비

구조계

높은 콘크리트 응력

낮은 콘크리트 응력

단순지지보, 1방향- 또는 2방향 단순 지지 슬래브

1.0

14

20

연속보의 외측지간, 1방향- 또는 2방향 단순 지지 슬래브의 외측 판

1.3

18

26

보와 슬래브의 내측 지간

1.5

20

30

플랫슬래브(지지보 없이 기둥만으로 지지되는 슬래브)

1.2

17

24

캔틸레버

0.4

6

8
4.2.4.3 직접 처짐 계산에 의한 검증
(1) 직접 계산에 의한 처짐 검증이 필요하다고 생각되는 곳에서는 목적에 적합한 하중조합에 의한 처짐량을 계산하여 4.2.4.1에 규정된 허용 최대 한계값과 비교하여 검증하여야 한다
(2) 균열이 전혀 발생하지 않은 부재, 비균열 상태와 완전 균열 상태 사이의 중간 거동을 하는 부재, 그리고 주로 휨을 받는 부재들에 대한 처짐은 식 (4.2-11)을 적용하여 산정할 수 있다.
여기서, 는 부재 전 경간에 걸친 평균 유효 변형량(처짐, 곡률, 축변형량 등을 포함)이고, 은 비균열 상태일 때의 변형량이며, 는 완전균열상태일 때의 변형량이다. 는 식 (4.2-12)로 주어진 분포 계수이다.
여기서, 는 평균 변형률에 미치는 하중의 반복 지속 기간을 반영하는 계수로, 단기 하중에 대해 1.0을 장기 또는 반복하중에 대해 0.5를 취하며, 는 균열 단면을 기준으로 계산한 인장 철근 응력,는 첫 균열이 발생한 직후에 균열 면에서 계산한 철근 인장응력이다. 분포계수는 범위로 비균열 부재에서 이다.
(3) 크리프 변형이 발생되는 지속하중에서의 총변형량은 식 (4.2-13)에 의한 콘크리트 유효탄성계수를 적용하여 계산할 수 있다.
여기서, 는 하중과 지속 기간에 맞는 크리프계수 이다.(3.1.2.3참조)
(4) 건조수축에 의한 곡률은 식 (4.2-14)로 평가할 수 있다.
여기서, = 건조수축에 의해 유발된 곡률
= 콘크리트 유효탄성계수를 적용한 탄성계수비,
= 건조수축 변형률(3.1.2.4 참조)
= 단면 도심에 대한 철근 면적의 1차모멘트
= 단면 2차모멘트
4.3 피로한계상태
4.3.1 일반
(1) 규칙적인 교번 하중이 작용하는 구조 요소와 부재에 대하여 피로한계상태를 검증하여야 하며, 이 검증은 해당 부재를 구성하고 있는 철근에 대해서만 수행하여야 한다.
(2) 피로는 다중 거더 구조를 가지는 상부구조의 콘크리트 바닥판에서는 검증할 필요가 없다.
(3) 피로한계상태를 검증할 필요가 있는 곳의 교번응력진폭은 KDS 24 12 21의 설계하중과 KDS 24 12 11(표 4.1-1)의 하중조합과 하중계수로 명시된 피로하중조합을 사용하여 결정하여야 한다.
(4) 고정하중과 프리스트레스에 의한 압축 영역의 압축응력이 KDS 24 12 11(표 4.1-1)에 명시된 피로하중과 피로하중조합으로 계산한 최대 활하중 인장응력의 두 배 미만인 경우에만 피로한계상태를 검증하여야 한다.
(5) 사용하중조합-III에 의한 인장 연단의 인장응력이 4.3.2에 명시된 인장응력 한계를 만족하는 프리스트레스트 부재는 피로한계상태를 검증하지 않아도 된다.
(6) 하중계수를 곱하지 않은 고정하중 및 프리스트레스 및 피로하중의 1.5배가 조합된 하중에 의해 유발된 응력이 인장이면서 그 크기가 를 초과하는 경우에는 균열단면 성질을 사용하여 피로한계상태를 검증하여야 한다.
4.3.2 철근
(1) 고응력영역에 있는 직선 철근과 가로방향 용접이 없는 직선 용접 철선에 KDS 24 12 11(표 4.1-1) 하중조합과 하중계수에 명시된 피로하중조합에 의해 유발된 응력 는 식 (4.3-1)을 만족하여야 한다.
(2) 고응력영역에 있는 가로방향 용접이 있는 직선 용접 철선에 KDS 24 12 11(표 4.1-1) 하중조합과 하중계수에 명시된 피로하중조합에 의해 유발된 응력 는 식 (4.3-2)를 만족하여야 한다.
여기서, = 피로응력범위
= KDS 24 12 11(표 4.1-1)에 명시된 피로하중조합에 의한 최소 활하중 응력 (인장일 때 +)
(3) (1) 및 (2)에서의 휨철근에 대한 고응력영역은 최대모멘트 발생 단면에서 좌우로 지간의 1/3을 취하여야 한다.
4.3.3 프리스트레싱 긴장재
(1) 프리스트레싱 긴장재에서 피로응력범위는 다음 크기를 초과해서는 안 된다.
① 125MPa : 곡률 반경이 9,000mm 이상인 긴장재
② 70MPa : 곡률 반경이 3,600mm를 넘지 않은 긴장재
(2) 곡률 반경이 3,600mm과 9,000mm 사이의 값을 갖는 긴장재에서 선형보간법을 이용하여도 좋다.
4.3.4 철근의 용접 이음부 혹은 기계적 이음장치
(1) 반복하중을 받는 용접 이음부 혹은 기계적 이음장치의 피로응력범위 가 표 4.3-1에 주어진 공칭피로강도를 초과해서는 안 된다.
표 4.3-1 이음부의 공칭피로강도

이음부 종류

1백만회를 초과하는 경우의

에폭시 코팅 처리 되거나 되지 않은 그라우트 채움 연결부

126 MPa

냉간-압연 무나선 연결 슬리브,일체식 단조 연결 장치

쐐기식 강재 슬리브,일체식 경사-나선 연결 장치

V-홈 직접 용접 이음부

84 MPa

그 외 모든 이음

28 MPa
(2) 전체 하중재하수 가 1백만회 이하인 경우 피로응력범위는 MPa 만큼 증가할 수 있다. 다만, 증가된 값은 식 (4.3-1) 또는 식 (4.3-2)에 주어진 값보다 크지 않아야 한다. 실제 사용될 것과 동일한 이음 장치에 대한 피로 실험에 의해 확인되었다면 식 (4.3-1)또는 식 (4.3-2)에 의해 주어진 값보다 높은 값을 사용할 수 있다.
4.4 내구성 및 피복두께
4.4.1 일반 사항
(1) 콘크리트 교량은 사용수명 기간 동안 각각의 요소에 현저한 손상이 없어야 하며 과도한 유지 보수를 하지 않아도 사용성, 강도 및 안정성의 요구조건을 만족하여야 한다.
(2) 구조물의 손상 방지 대책은 기능, 사용수명, 유지관리 계획 및 작용하중을 고려하여 수립하여야 한다.
(3) 내구성 설계를 수행할 때 직접하중과 간접하중, 환경 조건(4.4.2 참조), 크리프와 수축(3.1.2.3와 3.1.2.4 참조)에 의한 변형 등의 영향을 반영하여야 한다.
(4) 철근의 부식방지를 위해서 피복 콘크리트의 밀도와 품질, 두께를 확보하여야 하며, 4.2.3의 균열폭 기준을 만족하여야 한다. 콘크리트의 밀도와 품질을 얻기 위해서는 표 4.4-1에 규정한 최소 콘크리트 기준압축강도 이상의 압축강도를 적용하여야 한다.
(5) 영구히 노출된 금속 정착장치는 점검 및 교체가 가능하다면 코팅된 재료를 사용해야 하지만, 그렇지 않은 경우는 방청 재료를 사용하여야 한다.
(6) 4.4는 콘크리트 교량의 설계내구수명 확보를 위한 최소한의 요구조건이다. 그러나 가설 혹은 기념비적인 구조물, 극한 혹은 비정상적 하중을 받는 구조물의 경우는 이 절의 요구조건을 수정할 수 있다. 또한, 신뢰할 수 있는 특별한 방법으로 내구성을 검증할 수 있다면 이 절의 요구조건을 수정할 수 있다.
표 4.4-1 노출환경등급에 따른 최소 콘크리트 기준압축강도

노출환경

(표 4.4-2)

부식

탄산화에 의한 부식

염화물에 의한 부식

해수의 염화물에 의한 부식

EC1

EC2

EC3

EC4

ED1

ED2

ED3

ES1

ES2

ES3

최소 콘크리트

기준압축강도(MPa)

21

24

30

30

35

30

35
노출환경

(표 4.4-2)

콘크리트의 손상

위험 없음

동결/융해 침투

화학적 침투

E0

EF1

EF2

EF3

EF4

EA1

EA2

EA3

최소 콘크리트

기준압축강도(MPa)

18

24

30

30

35
4.4.2 환경 조건
(1) 노출 조건은 외부하중에 추가하여 구조물이 노출되어 있는 화학적이고 물리적인 조건을 말한다.
(2) 환경 조건은 일반적으로 표 4.4-2와 같이 분류할 수 있다.
표 4.4-2 환경 조건에 따른 노출 등급

노출등급

환경 조건

해당 노출 등급이 발생할 수 있는 사례

1. 부식이나 침투 위험 없음

E0

∙ 철근이나 매입금속이 없는 콘크리트：

동결/융해, 마모나 화학적 침투가 있는 곳을 제외한 모든 노출

∙ 철근이나 매입금속이 있는 콘크리트：

매우 건조

∙공기 중 습도가 매우 낮은 건물 내부의 콘크리트

2. 탄산화에 의한 부식

EC1

건조 또는 영구적으로 습윤한 상태

∙ 공기 중 습도가 낮은 건물의 내부 콘크리트

∙ 영구적 수중 콘크리트

EC2

습윤, 드물게 건조한 상태

∙ 장기간 물과 접촉한 콘크리트 표면

∙ 대다수의 기초

EC3

보통의 습도인 상태

∙ 공기 중 습도가 보통이거나 높은 건물의 내부 콘크리트

∙ 비를 맞지 않는 외부 콘크리트1,2

EC4

주기적인 습윤과 건조 상태

∙ EC2 노출등급에 포함되지 않는 물과 접촉한 콘크리트 표면

3. 염화물에 의한 부식

ED1

보통의 습도

∙ 공기 중의 염화물에 노출된 콘크리트 표면

ED2

습윤, 드물게 건조한 상태

∙ 염화물을 함유한 물에 노출된 콘크리트 부재

ED3

주기적인 습윤과 건조 상태

∙ 염화물을 함유한 물보라에 노출된 교량 부위3

∙ 포장

4. 해수의 염화물에 의한 부식

ES1

해수의 직접적인 접촉없이 공기 중의 염분에 노출된 해상대기중

∙ 해안 근처에 있거나 해안가에 있는 구조물

ES2

영구적으로 침수된 해중

∙ 해양 구조물의 부위

ES3

간만대 혹은 물보라 지역

∙ 해양 구조물의 부위

5. 동결/융해 작용

EF1

제빙화학제가 없는 부분포화상태

∙ 비와 동결에 노출된 수직 콘크리트 표면

EF2

제빙화학제가 있는 부분포화상태

∙ 동결과 공기 중 제빙화학제에 노출된 도로 구조물의 수직 콘크리트 표면

EF3

제빙화학제가 없는 완전포화상태

∙ 비와 동결에 노출된 수평 콘크리트 표면

EF4

제빙화학제나 해수에 접한 완전포화상태

∙ 제빙화학제에 노출된 도로와 교량 바닥판

∙ 제빙화학제를 함유한 비말대와 동결에 직접 노출된 콘크리트 표면

∙ 동결에 노출된 해양 구조물의 물보라 지역
노출등급

환경 조건

해당 노출 등급이 발생할 수 있는 사례

6. 화학적 침식

EA1

조금 유해한 화학환경

∙ 천연 토양과 지하수

EA2

보통의 유해한 화학환경

∙ 천연 토양과 지하수

EA3

매우 유해한 화학환경

∙ 천연 토양과 지하수

주 1) 중공 구조물의 내부는 차도로부터의 배수 또는 누출수에 의해 영향을 받을 수 있는 표면을 제외하고 노출등급 EC3으로 간주할 수 있다.

주 2) 규정에 따라 방수처리된 표면은 노출등급 EC3으로 간주할 수 있다.

주 3) 이것은 차도로부터 6m 이내에 있는 모든 난간, 벽체, 교각을 포함하며, 또한 차도로부터 배출되는 물에 노출되기 쉬운 신축이음부(expansion joints) 하부 교각의 윗부분과 같은 표면을 포함한다.
(3) 표 4.4-2의 조건 외에 다음의 손상을 포함하는 유해한 하중 혹은 간접하중을 고려하여야 한다.
① 화학적 손상
가. 건물이나 구조물의 용도(액체 저장 등)
나. 산이나 황산염 용액
다. 콘크리트에 포함된 염화물
라. 알칼리 골재 반응
② 물리적 손상
가. 온도 변화
나. 마모
다. 물의 침투
4.4.3 내구성을 위한 요구사항
(1) 구조물의 소요 사용수명을 확보하기 위해서는 주변의 환경조건에 대해 각각의 구조 부재를 보호하기 위한 적절한 조치를 하여야 한다.
(2) 다음 항목들을 내구성에 대한 요구사항에 포함시켜야 한다.
① 구조 개념
② 재료 선정
③ 건설 상세
④ 현장 시공
⑤ 품질 관리
⑥ 검사
⑦ 검증
⑧ 특수 조치(󰄤 스테인리스 철근, 코팅, 전기방식의 사용)
4.4.4 콘크리트 피복두께
4.4.4.1 일반 사항
(1) 콘크리트 피복두께는 철근(횡방향 철근, 표피철근 포함)의 표면과 그와 가장 가까운 콘크리트 표면 사이의 거리이다.
(2)공칭피복두께 는 도면에 명시하여야 하며, 최소피복두께 (4.4.4.2 참조)와 설계 편차 허용량 (4.4.4.3 참조)의 합으로 구한다.
4.4.4.2 최소피복두께
(1) 콘크리트 최소피복두께 는 아래 사항을 고려하여 규정하여야 한다.
① 부착력의 안전한 전달
② 철근의 부식 방지(내구성)
③ 내화성
(2) 부착과 환경조건에 대한 요구사항을 만족하는 중 큰 값을 설계에 사용하여야 한다.
여기서, = 부착에 대한 요구사항을 만족하는 최소피복두께(mm)
= 환경조건에 대한 요구사항을 만족하는 최소피복두께(mm)
= 고부식성 노출환경에서 이 절 (5)항의 규정에 의한 피복두께 증가값(mm)
= 스테인리스 철근을 사용할 때 이 절 (7)항에 의한 피복두께 감소값(mm)
= 코팅과 같은 추가 보호 조치를 취한 경우 이 절 (8)항에 의한 피복두께 감소값(mm)
(3) 부착력을 안전하게 전달하고 충분한 다짐을 위하여 최소피복두께는 표 4.4-3에 주어진 값보다 더 큰 값을 사용하여야 한다.
(4) 철근과 프리스트레싱 강재의 내구성을 고려한 최소피복두께 는 환경노출등급에 따라 표 4.4-4에 제시되어 있다.
(5) 염화물 또는 해수에 노출되는 고부식성 환경에 대한 추가적인 안전을 확보하기 위하여 최소피복두께를 만큼 증가시켜야 한다. 는 아래 값을 적용하되, 실험 데이터와 신뢰할 수 있는 내구성 예측을 통해 타당한 근거를 제시할 경우 이보다 작은 값을 적용할 수 있다.
= 5mm(ED1/ES1), 10mm(ED2/ES2), 15mm(ED3/ES3)
(6) 표 4.4-1에서 요구하는 최소 강도보다 아래에서 정하는 값 이상 큰 강도를 사용하는 경우, 시공과정에서 철근 위치의 변동이 없는 슬래브 형상의 부재인 경우, 콘크리트를 제조할 때 특별한 품질관리방안이 확보되었다고 승인받은 경우에는 최소피복두께를 각각 5mm 감소시킬 수 있다.
① E0 등급이나 탄산화에 노출된 경우(EC 등급): 5MPa
② 염화물이나 해수에 노출된 경우(ED, ES 등급): 10MPa
(7) 스테인리스 철근을 사용하거나 다른 특별한 조치를 취한 경우에는 만큼 최소피복두께를 감소시킬 수 있다. 다만 이러한 경우 부착강도를 비롯한 모든 관련된 재료적 특성에 의한 영향을 고려하여야 한다. 는 일반적으로 0mm를 적용하되, 실험 데이터와 신뢰할 수 있는 내구성 예측 기법에 따른 타당한 근거를 제시한 경우에는 0mm보다 큰 값을 적용할 수 있다.
(8) 코팅과 같은 추가 표면처리를 한 콘크리트의 경우 만큼 최소피복두께를 감소시킬 수 있다. 는 일반적으로 0 mm를 적용하되, 실험 데이터와 신뢰할 수 있는 내구성 예측 기법에 따른 타당한 근거를 제시한 경우에는 0mm보다 큰 값을 적용할 수 있다.
(9) 프리캐스트나 현장 타설 콘크리트와 같은 다른 콘크리트 부재에 접하여 콘크리트를 타설할 경우 철근에서 표면까지의 최소피복두께는 다음 요구조건을 만족하면 표 4.4-3의 부착에 대한 최소피복두께 값으로 감소시킬 수 있다.
① 콘크리트 강도가 25MPa 이상이다.
② 콘크리트 표면이 외기에 노출된 시간이 짧다.(28일 미만)
③ 접촉면이 거칠게 처리되어 있다.
(10) 노출 골재 등과 같은 요철 표면의 경우 최소피복두께는 적어도 5mm를 증가시켜야 한다.
(11) 일반적으로 EF와 EA 등급에 대해서는 4.4.4의 규정에 따라 정한 피복두께로 충분하다. 동결융해 작용(EF 등급)에 대해서는 연행 공기량의 확보가 중요하며, 제빙화학제를 사용하는 경우에는 혼화재료의 사용에 주의할 필요가 있다. 또한, 화학적 침식(EA 등급)의 경우는 시멘트의 화학 조성이 큰 영향을 미치므로 결합재의 선정에 주의를 기울여야 한다.
(12) 방수처리나 표면처리를 하지 않은 노출 콘크리트 바닥판의 피복두께는 마모에 대비하여 최소 10 mm만큼 증가시켜야 한다.
(13) 내화를 필요로 하는 구조물의 피복두께는 화열의 온도, 지속시간, 사용골재의 성질 등을 고려하여 정하여야 한다.
표 4.4-3 부착에 대한 요구사항을 고려한 최소피복두께

강재의 종류

최소피복두께1 ()

일반

철근 지름

다발

등가 지름(4.5.7.1 참조)

포스트텐션부재

∙ 원형 덕트 경우 : 덕트의 지름

∙직사각형 덕트 경우 : 작은 치수 혹은 큰 치수의 1/2배 중 큰 값으로서 50mm이상인 값

단, 두 종류의 덕트에 대하여 피복두께가 80 mm 보다 큰 경우는 없음.

프리텐션부재

∙ 강연선 및 원형 강선 경우 : 지름의 2배

∙ 이형 강선 경우 : 지름의 3배

주 1) 공칭 최대 골재 치수가 32mm 보다 크다면 은 다짐을 위하여 5mm 증가시켜야 한다.
표 4.4-4 철근 및 프리스트레싱 강재의 내구성을 고려한 최소피복두께, (mm)

강재 종류

노출등급

E0

EC1

EC2/EC3

EC4

ED1/ES1

ED2/ES2

ED3/ES3

철근

20

25

35

40

45

50

55

프리스트레싱 강재

20

35

45

50

55

60

65
4.4.4.3 설계 편차 허용량
(1) 공칭피복두께는 최소피복두께에 설계 편차 허용량()을 더하여야 한다. 소요 최소피복두께는 현장시공기준에 제시된 허용편차량에 따라 증가시켜야 하며, 이는 구조물의 종류에 따라 달라진다.
(2) 설계 편차 허용량 는 10mm를 적용한다.
(3) 특정 상황에 따라 설계 편차 허용량 는 감소시킬 수 있다.
① 모니터링 항목에 콘크리트의 피복두께 측정을 포함하는 품질보증 시스템을 적용하는 경우, 설계 편차 허용량 를 아래와 같이 감소시킬 수 있다.
② 모니터링에 매우 정밀한 측정 장치를 사용하는 프리캐스트 부재 등은 설계 편차 허용량 를 아래와 같이 감소시킬 수 있다.
(4) 울퉁불퉁한 표면에 타설한 콘크리트의 최소피복두께는 일반적으로 증가시켜야 한다. 최소피복두께는 요철 메우기 등 미리 준비된 지면에 타설한 콘크리트에 대하여는 20mm, 토양에 직접 타설한 콘크리트에 대하여는 50mm이다. 요철 마감과 골재가 노출된 경우와 같은 표면 상태에서는 피복두께를 증가시켜야 한다.(4.4.4.2(12) 참조)
4.5 철근 상세
4.5.1 일반
(1) 4.5의 규정은 기본적으로 정적하중이 주로 작용하는 이형철근, 철망, 프리스트레싱 강재에 적용한다. 일반적인 교량에 적용할 수 있으나, 지진, 기계적 진동, 충격에 의한 동적하중이 작용하는 요소와 페인트, 에폭시, 아연 등으로 표면 처리된 도막철근에는 적용할 수 없다.
(2) 콘크리트 최소피복두께는 내구성 설계기준에 따른다. 경량콘크리트의 최소피복두께는 일반 콘크리트에 대해 정해진 콘크리트 최소피복두께에 5mm를 더해야 한다.
4.5.2 철근 구부리기
4.5.2.1 철근 구부림의 최소 내면 지름
(1) 철근을 구부릴 때는 철근 구부림에 의한 철근 자체의 손상을 막고, 구부린 철근 내부 콘크리트의 손상을 막을 수 있게 최소 내면 반지름 이상으로 구부려야 한다.
(2) 철근 구부림에 의한 철근 자체의 손상을 막기 위한 최소 내면 지름은 표 4.5-1과 같다.
표 4.5-1 철근 자체의 손상을 막기 위한 최소 내면 지름
(1) 일반 철근
일반 철근

D16이하의 철근

D19이상의 철근

원형철근

1.25

2.5

이형철근

2

3.5
(2) 용접 후에 구부린 철근 또는 철망
용접철근이 내부에 있을 경우

용접철근이 외부에 있을 경우

최소 내면 반지름

2.5

2.5

또는 곡선 영역에서의 용접

10*)

주*) 용접 품질에 따라서 곡선 영역의 최소 내면 반지름을 2.5까지 줄일 수 있다. 감소가 가능한 용접품질은 prEN ISO 17660 Annex B에 준한다.
(3) 구부린 철근 내부의 콘크리트 손상은 다음의 조건을 만족하는 경우에는 따로 고려하지 않을 수 있다.
① 구부린 영역의 끝점에서 정착길이가 ＞ 5 이거나 철근이 표면 근처에 있지 않고 구부린 위치에 배근된 횡방향 철근의 지름이 ＞ 인 경우
② 구부린 철근의 내면 지름이 표 4.5-1보다 큰 경우
위의 조건을 만족하지 않는 경우에 콘크리트의 손상을 막기 위한 최소 내면 지름은 식 (4.5-1)과 같다.
≥ (4.5-1)
여기서, = 철근 또는 서로 접촉된 철근망의 굽힘 시작점 위치에서의 극한하중에 의한 인장력
= 구부림 지름
= 굽힘 면에 수직인 철근(접촉된 철근망)의 중심사이 거리의 1/2, 부재 표면에 인접한 철근 또는 철근망의 경우 는 피복두께에 /2를 더하여야 한다.
이 식에서 는 ≤55MPa의 설계압축강도 보다 클 수 없다.
4.5.3 철근의 간격
4.5.3.1 철근의 최소간격
(1) 현장 타설 콘크리트에서 철근의 수평 순간격은 다음 값 이상으로 하여야 한다.
① 철근 공칭지름의 1.5배
② 굵은 골재 최대치수의 1.5배
③ 40mm
(2) 공장 또는 공장과 같은 관리조건 하에 제작된 프리캐스트 콘크리트에서 철근의 수평 순간격은 다음 값 이상으로 하여야 한다.
① 철근의 공칭지름
② 굵은골재 최대치수의 1.33배
③ 25mm
(3) 교량 바닥판을 제외한 구조요소에서, 각 단 사이의 순간격이 150mm 이하인 다단배근의 경우 상하철근은 동일 연직면 내에 배치되어야 하며 각 단 간의 연직 순간격은 25mm 이상, 철근의 공칭지름 이상으로 하여야 한다.
(4) (1), (2), (3)에 규정된 철근사이의 순간격 제한값은 겹침이음과 겹침이음 사이 또는 겹침이음과 철근 사이의 순간격에도 적용된다.
4.5.3.2 철근의 최대간격
철근의 최대 간격은 4.6의 규정에 따라야 하고 4.2.3.2의 최소철근량을 만족하도록 해야 한다.
4.5.3.3 프리스트레싱 강재 및 덕트의 최소 간격
(1) 프리텐션 강연선
① 4.5.5.7에 규정된 정착길이 이내에 있는 부재의 양 단부에서 프리텐션 강연선(피복이 있는 것도 포함)의 순간격은 골재 최대치수의 1.33배 이상으로 하여야 하며 중심 간격은 표 4.5-3의 값 이상으로 하여야 한다.
표 4.5-3 프리텐션 강연선의 중심 간격

강연선 지름 (mm)

간격 (mm)

15.2

14.3

50

12.7

11.1

44

9.5

38
② 실물실험에 의하여 검증된다면 부재단부에서 프리텐션 강연선의 순간격을 감소시켜도 좋다.
③ 강연선 다발 사이의 순간격은 골재 최대치수의 1.33배 이상, 25 mm 이상으로 하여야 한다. 프리텐셔닝 강연선을 절곡하는 경우 절곡하는 위치와 절곡위치 사이에서는 상하로 접촉하는 다발을 형성할 수 있다. 상하로 접촉하는 다발 이외의 다른 방법으로 다발을 형성할 때에는 다발을 구성하는 강연선의 수가 4개 이하가 되어야 한다.
(2) 평면상 곡선이 아닌 포스트텐션 덕트
① 직선으로 배치되는 포스트텐션 덕트의 순간격은 38mm 이상 또는 굵은골재 최대치수의 1.33배 이상으로 하여야 한다.
② 정착부로부터 900mm 이내인 구간에서 덕트 간의 간격이 상기 규정대로 유지된다면 3개 이하의 덕트를 다발로 사용해도 좋다. 세그멘탈공법 이외에는 덕트다발 사이의 수평 순간격은 100mm 이상으로 하여야 한다. 2개 이상의 평면으로 배치되는 덕트는 동일평면에서 2개까지의 덕트를 다발로 만들 수 있다. 덕트 다발의 연직 순간격은 38mm 이상, 굵은골재 최대치수의 1.33배 이상으로 하여야 한다.
③ 프리캐스트공법에서 덕트다발의 수평 순간격은 75mm까지 감소되어도 좋다.
(3) 곡선 포스트텐션 덕트
곡선 덕트의 순간격은 4.6.2.10에 규정된 바와 같은 긴장재 횡구속을 위해 요구되는 간격 이상으로 하여야 하며 직선 덕트에 요구되는 순간격보다 작아서는 안 된다.
4.5.3.4 슬래브에서의 프리스트레싱 강재와 덕트의 최대간격
(1) 프리캐스트 슬래브의 프리텐션 강연선은 합성슬래브 총 두께의 1.5배 이하, 450mm이하의 간격으로 대칭으로 등분포 배치되어야 한다.
(2) 슬래브의 포스트텐션 긴장재는 중심간의 간격이 합성슬래브 최소두께의 4배 이하여야 한다.
4.5.4 철근의 정착
각 단면의 철근에서 계산된 힘이 매입길이, 갈고리나 기계적 장치, 또는 이들의 조합에 의해 단면의 양 측에서 발휘될 수 있도록 철근을 정착하여야 한다. 갈고리는 인장철근을 정착하는 데만 유효하다.
4.5.4.2 표준갈고리
(1) 종방향 철근의 표준갈고리는 구부림 각도가 90°에서 150̊ 사이, 150° 이상인 경우, 루프(loop), 횡방향 철근이 용접된 경우로 구분할 수 있다. 각 표준갈고리는 다음 규정을 만족하여야 한다.
① 구부림 각도가 90°에서 150° 사이인 경우에 구부린 반원 끝에서 5 이상 더 연장되어야 한다.
② 구부림 각도가 150° 이상인 경우에̊ 구부린 반원 끝에서 5 이상 더 연장되어야 한다.
③ 루프인 경우에는 양 가지가 같이 힘을 받는 것으로 한다.
④ 횡방향 철근이 용접된 경우에 횡방향 철근의 지름은 종방향 철근 지름의 0.6배 보다는 커야 한다.
그림 4.5-1 표준 갈고리
(2) 표준 갈고리의 정착길이는 등가인장 직선 정착길이로 계산한다. 직선철근이 아닌 경우의 정착길이 계산은 4.5.4.4와 4.5.4.5의 방법을 따른다.
4.5.4.3 부착강도
(1) 극한상태의 부착 강도는 부착파괴에 대해 충분한 여유를 가지고 있어야 한다.
(2) 이형 철근의 부착강도에 대한 설계값은 다음과 같이 취한다.
여기서, = 콘크리트 기준인장강도
= 콘크리트의 재료계수(표 1.4-1)
고강도 콘크리트의 경우 취성이 커지기 때문에 평균부착강도가 =50MPa일 때의 값 이상으로 커진다는 것이 입증되지 않으면 값은 =50MPa일 때의 값(3.07MPa)로 제한되어야 한다.
= 부착조건과 콘크리트 타설 시의 철근의 위치에 관계되는 계수,
= 1.0 : 양호한 조건의 경우
= 0.7 : 그 외의 경우와 양호한 부착조건이 아닌 슬립폼으로 만들어진 구조 부재 내의 철근의 경우
= 철근의 지름에 관계되는 계수
= 1.0, ＜32mm
= (132-)/100, ＞32mm의 경우
a)와 b) 모든 철근이 양호한 부착조건
c)와 d) 빗금치지 않은 영역-양호한 부착조건 빗금 친 영역-불량 부착조건
그림 4.5-2 부착조건
4.5.4.4 기본정착길이
(1) 기본정착길이()는 균일한 부착응력 을 가정하여 철근의 힘 를 정착하는데 필요한 직선구간 길이이다. 기본정착길이의 산정에는 철근의 종류와 철근의 부착특성을 고려하여야 한다.
(2) 절곡 철근의 정착길이는 철근의 중심선을 따라 잰 값으로 한다.
(3) 지름이 인 철근의 기본적인 정착길이는 다음과 같다.
여기서, ：철근의 설계 응력
는 4.5.4.3에서 계산한 값이다.
(4) 와이어나 철근의 다발(pairs of wires/bars)이 용접된 섬유구조(welded fabric)인 경우에는 식 (4.5-3)의 지름 는 등가의 지름 로 바꾸어 계산한다.
4.5.4.5 설계정착길이
(1) 설계정착길이는 다음 식으로 계산한다.
여기서 는 표 4.5-4의 계수이다.
: 적절한 피복두께를 가진 철근의 형상효과(그림 4.5-1 참조)
: 콘크리트 피복두께의 효과(그림 4.5-3 참조)
그림 4.5-3 보와 슬래브에서 의 크기

a) 직선 철근

b) 굽힘 철근 또는 갈고리

c) 루프 철근
: 횡철근에 의한 구속 효과
: 설계정착길이 내에 하나 또는 하나 이상의 용접된 횡철근의 영향, 여기서 는 횡철근의 지름으로 이어야 한다.
: 설계정착길이를 따라 발생하는 쪼갬 면(plane of splitting)을 가로지르는 압력에 대한 효과 ()의 곱 ≥ 0.7
: 표준갈고리의 전 정착길이에 배근된 띠철근이나 스터럽에 의한 구속 효과
여기서 표준갈고리란 그림 4.5-3의 조건을 만족하는 갈고리를 뜻한다.
: 식 (4.5-3)과 같다.
: 다른 제한 조건이 더 이상 적용되지 않는 경우, 최소 정착길이
∙ 인장측에서의 정착길이 :
∙ 압축측에서의 정착길이 :
표 4.5-4 계수

영향 인자

정착부 형태

철근

인장측

압축측

철근의 형상

직선

직선 외 형태

(그림 4.5-1(a),(b),(c))

이면

아니면

(에 대한 크기는 그림 4.5.3 참조)

콘크리트 피복

직선

직선 외 형태

(그림 4.5-1(a),(b),(c))

주철근에 용접되어 있지 않는 횡철근에 의한 구속

모든 형태

용접된 횡철근에 의한 구속*

모든 형태

그림 4.5-1(d)에 의한 위치와 크기

횡방향 압력에 의한 구속

모든 형태

-

표준갈고리

그림 4.5-5와

그림 4.5-6을 만족하는 경우

그림 4.5-5와

그림 4.5-7을 만족하는 경우

그림 4.5-5와

그림 4.5-6과

그림 4.5-7을 모두 만족하는 경우

그 외의 형태
: 설계정착길이 내의 횡철근의 단면적
: 최소 횡철근의 단면적. ((보) , 0(슬래브))
: 최대지름을 가진 정착철근 한 개의 단면적
: 그림 4.5-4에 나타난 크기
: 내의 극한상태에서의 횡방향 압력(MPa)
* 4.5.4.7에 따르면 직접 지지부(direct support)의 경우, 는 보다 작아야 하고 지지부내에는 하나 이상의 횡방향 용접와이어를 배치해야 한다. 또한, 받침부 면으로부터 15mm 이상이어야 한다.
그림 4.5-4 보 또는 슬래브의 값
그림 4.5-5 표준갈고리의 정착을 위한 갈고리 철근 상세

그림 4.5-6 표 4.5-4에 규정한 표준갈고리의 피복두께
그림 4.5-7 표 4.5-4에 규정한 표준갈고리 연장부를 띠철근 또는 스터럽을 정착된

철근에 평행으로 둘러싼 경우
4.5.4.6 스터럽, 띠철근의 정착
(1) 스터럽, 띠철근은 일반적으로 절곡, 갈고리 또는 용접 횡철근에 의해 정착된다. 철근은 갈고리 또는 절곡의 안쪽에 배치하여야 한다.
(2) 정착은 그림 4.5-8에 의한다.

용접은 EN10080과 EN ISO 17660에 부합되어야 하고 4.5.4.7(2)의 용접성능을 가져야 한다.
그림 4.5-8 스터럽, 띠철근의 정착
4.5.4.7 용접철근에 의한 정착
(1) 정착은 4.5.4.5, 4.5.4.6에 따른다.

콘크리트의 지압으로 횡방향 용접철근에 의하여 추가적인 정착력이 얻어진다.

용접 조인트의 품질이 적절하다는 것을 보여야 한다.
그림 4.5-9 정착장치로서의 횡방향 용접철근
(2) 횡방향 용접철근(지름 14mm-32mm) 하나의 정착력은 다음과 같이 계산된다.
여기서, = 용접의 설계전단강도(항복력 에 계수를 곱하여 정한다. 예를 들어 , 는 정착철근의 단면적, 는 설계 항복강도)
= 횡방향 철근의 설계길이
= 횡방향 철근의 길이
= 횡방향 철근의 지름
= 함수 ()
= 형상과 관련 있는 함수()
= 양쪽철근에 수직한 콘크리트 피복두께
(3) 같은 크기의 두 철근이 정착되는 철근의 맞은 편에 용접되는 경우의 정착력은 식 (4.5-6) 값의 두 배로 한다.
(4) 두 철근이 의 최소 간격으로 같은 면에 용접되는 경우에는 정착력을 1.4배 한다.
(5) 공칭지름 12mm 이하의 철근의 경우, 용접된 횡철근의 정착력은 주로 용접 조인트의 설계강도에 의해 결정 된다. 최대 지름 12 mm의 용접된 횡철근의 정착력은 다음 식으로 계산된다.
여기서, = 용접의 설계전단강도(식 (4.5-6) 참조)
= 정착철근의 지름
보다 작은 간격으로 두개의 용접된 철근을 사용하는 경우, 식 (4.5-7)의 정착길이는 1.4배 하여야 한다.
4.5.4.8 기계적 장치에 의한 정착
(1) 콘크리트에 손상을 주지 않고 철근의 강도를 발휘할 수 있도록 설치한 어떠한 기계적 장치도 정착장치로 사용해도 좋다. 기계적 정착장치의 거동은 시험에 의해 입증되어야 한다.
(2) 철근의 정착은 기계적 장치와 철근의 최대 응력점과 기계적 정착장치 사이 철근의 추가 매입길이의 조합으로 이루어져도 좋다.
(3) 기계적 정착과 정착장치를 사용한다면 상세한 내용이 설계도서에 제시되어야 한다.
4.5.5 철근의 이음
4.5.5.1 일반사항
(1) 철근에 작용하는 힘은 다음의 방법으로 다른 철근에 전달된다.
① 겹침이음
③ 기계적 장치