내진보강 중 철근콘크리트 채움벽

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내진보강 중 철근콘크리트 채움벽

정답:

11.2.1 철근콘크리트 채움벽 보강

1. [그림 11-2]에서와 같이 모멘트골조 내에 철근콘크리트벽체를 신설하고, 벽체의 수직과 수평철근을 보와 기둥에 정착 또는 관통시키는 보강공법이다.
2. 이 보강공법은 [그림 11-2]에서와 같이 개구부가 있는 경우와 없는 경우로 구분할 수 있으며 공간 기능상 장애가 되지 않도록 배치를 충분히 고려하여야 하고, 평면상 또는 입면상으로 균형있게 배치하여야 한다.
3. 신설되는 채움벽의 철근을 기존보에 관통시키지 않는 경우 채움벽은 전단력만을 전달하도록 구조해석되고 설계되어야 한다. 이때에도 채움벽의 수직철근과 수평철 근은 벽체의 전단력을 전달하는 데 충분하도록 보와 기둥에 정착되어야 한다. 또한 단부 기둥과 채움벽을 포함하는 벽체의 휨모멘트에 의한 인장력은 단부기둥의 수직 철근에 의하여 저항되어야 한다. 따라서 단부 기둥에 별도의 보강이 없는 경우에는 벽체의 휨모멘트는 단부 기둥이 지지하는 것으로 검토하여야 한다.
4. 기초까지 채움벽 또는 벽체가 설치되는 경우에는 채움벽이 전단력과 함께 휨모멘 트를 전달하도록 설계할 수 있다. 다만, 이때 신설되는 채움벽의 철근을 기존보에 관통시키지 않는 경우 채움벽의 설계 휨인장력은 300 mm의 벽체 길이당 2-D10이 발휘하는 설계인장력을 초과할 수 없다. 또한 수직철근은 제한된 휨인장력을 충분히 발휘할 수 있도록 이음길이, 정착길이 및 부착강도가 확보되어야 한다.
5. 채움벽골조의 휨모멘트를 저항하기 위하여 기초의 안전성이 검토되어야 한다. 필요 한 경우 기초를 확장하거나 인근 기초와 연결하여 휨모멘트를 저항해야 한다. 경제성과 시공성을 고려하여 가급적 인발파일 보강은 사용하지 않는다.
6. (3)-(5)를 만족하지 않거나 명확한 해석과 설계방법을 제시하지 않는 공법은 특수공법으로 분류한다.
7. 보강구조에 대한 선형해석평가를 사용하는 경우, 채움벽은 콘크리트 전단벽으로 취 급한다.

해설

1. 철근콘크리트 보-기둥골조 내에 채움벽으로 전단벽을 설치하는 경우 신설벽체의 수직철근은 [해그림 11-1(a)]에서와 같이 기존보에 정착시키거나 [해그림 11-1(b)]에서와 같이 관통시킬 수 있으나, 수직철근의 정착방법에 따라 힘의 흐름이 달라지므로 설계 시 이를 충분히 고려하여 야 한다.
2. 실내에 신설되는 채움벽과 전단벽은 실의 사용에 제약을 받을 수 있고, 실외에 신설되는 경 우에는 외관 및 실의 용도에 따른 채광에 문제가 있을 수 있으므로 설치 위치는 사용자와의협의를 통해 조정하는 것이 바람직하다.
3. 채움벽이 기존의 골조와 충분히 일체로 거동하게 하기 위해서는 연결부의 설계와 시공이 매 우 중요하다. 신설채움벽과 기존구조체와의 연결부는 [해그림 11-1(a)]에서와 같이 철근을 기 존 구조체에 매입시킨 후 신설되는 채움벽의 철근과 이음을 통하여 일체화시키는 방법이 보 편적으로 사용되고 있다. 이때 벽체가 충분한 휨강도를 가지기 위해서는 [해그림 11-1(b)]에 서와 같이 벽체의 철근이 기초에서부터 상하층으로 연속되도록 보강되어야 하나 만일 벽체철 근이 연속되지 않거나 충분히 정착되지 않은 경우에는 벽체의 휨강도 산정시 정착철근의 허 용인발력을 고려하여 철근량을 산정하거나 채움벽이 전단력만을 지지하도록 검토하여야 한 다. 채움벽이 전단력만을 지지하도록 설계하는 경우에는 벽체를 스트럿과 같은 압축가새요소 로 치환하여 모델링할 수 있고 벽체는 기초까지 연속되지 않아도 된다. 기존보에 수직철근이 정착되거나 관통되는 배근상세는 [해그림 11-2]와 같다.
4. 채움벽에서는 보 영역에서 수직철근이 연속되지 않는 경우에는 휨인장력이 제한되어야 한다. 2-D10의 항복강도는 보의 스터럽의 항복강도로 정의한다. 이음길이 및 정착길이는 콘크리트 구조기준에 따르고 부착강도는 매뉴얼 15.2.2에 따른다.
5. 채움벽이 설치되면 지진력의 대부분이 전단벽에 집중되므로 기존 기초의 내력이 부족하게 되 어 반드시 기초 보강에 대한 검토가 요구된다. 전단벽이 일반적으로 건물 내부에 설치되어 있어 기초 보강도 건물 내부에서 이루어져야 하므로 보강설계시 실내에서 시공이 가능한 보 강공법을 선정하여야 한다. 기초 보강은 기존 기초와의 변형적합성과 힘의 분배를 고려하여 설계하여야 한다. 또한 기초에 인발력이 생기는 경우 기초보강이 요구된다.

END