철근 콘크리트 옹벽 기본 핵심 이론

본문내용

또 1/3 밖에 있는 것이 경제적일 수도 있으므로 반드시 1/3 안에 들어가야 할 필요는 없다.
- 전도에 안전하기 위해서는 이 보다 커야 하며 설계 기준에서는 전도에 대한 안전율을 2.0이상 요구하고 있다. 즉,
3.2 활동에 대한 안정
옹벽이 미끄러져 나가지 않기 위해서는 밑면과 기초 지반 사이의 최대 마찰력이 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.
여기서, : 활동에 저항하는 마찰력
: 토압의 수평분력
※ 활동방지벽 : 전도 및 지반 지지력에 대한 안정조건은 만족하지만, 활동에 대한 안정조건을 만족하지 못할 경우에 활동방지벽을 설치하여 활동 저항력을 증대시킬 수 있다.
3.3 침하에 대한 안정
(1) 옹벽이 지반의 지지력에 대하여 안전하고 침하하지 않기 위해서는, 기초 지반에 작용하는 지반 반력이 지반의 허용 지지력을 넘지 않도록 해야 한다.
(2) 지반 지지력에 대한 안정성 검토
지반 지지력에 대한 안정성 검토는 다음 2가지 중 하나로 검토한다.
a.지지 반력의 분포 경사가 비교적 작은 경우는 최대지지 반력 이 지반의 허용 지지력 이하가 되도록 하여야 한다. 즉, 그림에서 (즉, )로 하면 지반 반력 및 는 다음과 같이 된다. 이 때 이 이 되며 를 넘지 않으면 된다.
- 침하에 대한 안정 조건
위의 식에서 지반에 생기는 최대 반력 이 지반의 허용 지지력 를 넘지 않으면 된다.
b. 지지 지반의 재료 특성(내부 마찰각, 점착력)으로부터 지반의 극한 지지력 를 추정할 수 있는 경우, 안전율 3을 적용하여 로 취할 수 있다.
[그림] 지반 지지력의 분포
4. 옹벽의 설계 방법
옹벽의 설계는 1방향 슬래브의 경우와 같이 단위 폭에 대하여 설계한다.
즉, 옹벽의 길이 방향에 대하여 단위 길이(1m)당의 설계를 한다.
4.1 옹벽의 설계 순서
(1) 설계 조건으로 지형, 적재하중(또는 상재하중), 사용 재료의 허용응력, 지반의 허용 지지력(지내력), 흙의 단위 중량, 내부 마찰각 및 점착력 등을 결정한다.
(2) 단면의 형상 및 치수의 가정한다.
(3) 옹벽에 작용하는 토압의 계산한다.
(4) 안정 계산을 한다. (안정이 될 때에는 형상과 치수를 다시 수정한다.)
(5) 단면 설계에서 응력까지 검토한다.
4.2 옹벽의 설계 방법
(1) 캔틸레버식 옹벽
벽체, 뒷판, 앞판 : 저판과 전면벽의 접합부를 고정단으로 간주하여, 각각을 켄틸레버보로 보고 설계한다.
(2) 앞부벽식 옹벽
a. 앞부벽: 역T형 직사각형보로 보고 설계한다.
b. 전면벽: 3변이 지지된 2방향 슬래브로 본다.
c. 저판 : 앞부벽 간의 거리를 경간으로 보고, 고정보 또는 연속보로 설계한다.
(3) 뒷부벽식 옹벽
a. 뒷부벽: T형보의 복부로 본다.
b. 전면벽: 3변이 지지된 2방향 슬래브로 본다.
c. 저면벽, 저판: 뒷부벽 간의 거리를 경간으로 보고, 고정보 또는 연속보로 설계한다.
[그림] 뒷부벽식 옹벽의 설계시 단면 가정
5. 구조세목
5.1 배력 철근
뒷부벽식 옹벽에서는 전면벽과 저판에 의해서 부벽에 전달되는 응력을 견디게 하기 위하여, 필요한 철근을 부벽에 충분히 정착해야 한다.
5.2 수축 및 온도 철근
(1) 수축과 온도변화에 의한 균열을 방지하기 위하여 철근을 배치해야 한다. 이 철근은 될 수 있는 대로 가는 것을 좁은 간격으로 배치하는 것이 좋다.
(2) 수평철근의 콘크리트 총 단면에 대한 최소 철근비를 설계기준에서는 다음과 같이 주고 있다.
a. 지름 16mm 이하, =400MPa 이상인 이형 철근
b. 그 외의 이형 철근
c. 수평 철근의 간격은 벽체 두께의 3배 이하, 400mm 이하라야 한다.
[그림] 철근 상세도
5.3 수축 이음
옹벽 연직벽의 표면에는 연직 방향으로 V형 홈의 수축 이음을 두어야 한다. 그 간격은 9m 이하이어야 한다.
이러한 V형 홈의 수축 이음을 설치하면 벽표면의 건조수축으로 인한 균열을 V자 홈에서 받아들이게 되어 균열 방지가 된다.
5.4 신축이음
옹벽 설계시 콘크리트의 수화열, 온도변화, 건조수축 등 부피 변화에 대한 별도의 구조 해석이 없는 경우에는 신축 이음을 둘 수 있으며, 부피 변화에 대한 구조해석을 수행한 경우는 신축 이음을 두지 않고 종방향 철근을 연속으로 배근할 수 있다.
5.5 배수공
옹벽 배면의 뒤채움은 특별히 양질이고, 충분히 다져지는 재료를 사용해서 설계, 시공하여야 한다. 또한 뒤채움 흙에 침입된 물은 실질적인 방법에 의하여 조속히 배수되도록 시공하여야 한다.
[그림] 수축 및 신축이음
[그림] 배수공의 형태

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