특수경계요소

START 서브노트 문제:

특수경계요소의 설계 및 요구사항에 대해서 설명하시오.

정답:

KDS 14 20 80 4.7.6 특수철근콘크리트 구조벽체의 경계요소

KDS 14 20 80 4.7.6 특수철근콘크리트 구조벽체의 경계요소

특수경계요소의 필요 여부

벽체 단면이 기초에서 지붕 최상단까지 효과적으로 연속되고 휨모멘트와 축력에 대해 1개소의 위험단면을 갖도록 설계된 벽체 및 벽기둥에 적용
- 아래 조건이 성립하는 경우에 압축영역은 특수경계요소로 설계 $c \geq \frac{l _{w}}{600 ( δ _{u} / h _{w} )}$ 여기서 $δ_{u} / h_{w}$ 는 0.007 이상이어야 한다. 특수경계요소가 요구되는 곳에서 특수경계요소 보강은 위험단면부터 적어도 $l_{w}$ 또는 $M_{u} /4 V_{u}$ 보다 큰 거리까지 도달하여야 한다.
위의 경우가 아닌 경우, 벽체의 경계부위 혹은 개구부 연단에 0.2 $f_{c k}$ 이상의 응력이 발생하면, 그 부위에 특수경계요소를 두어야 하고, 압축응력이 0.15 $f_{c k}$ 보다 작아지는 위치에서 특수경계요소를 끝낼 수 있다.
- 이 경우 응력은 선형탄성 모델 및 비균열 단면에 대해 계수하중을 적용하여 계산할 수 있다.
- 이때 플랜지가 있는 벽체의 경우 유효플랜지폭은 복부 면부터 인접 벽체의 복부까지 거리의 1/2 또는 벽체 높이의 1/4 중 작은 값을 취하여야 한다.

경계요소의 범위는 압축단부에서 $[c - 0.1 l_{w}, c /2] ma x$ 이상
플랜지를 가진 벽체의 경우 경계요소는 압축을 받는 유효플랜지 부분뿐만 아니라 복부 쪽으로 적어도 300mm 이상 포함하여야 한다.
특수경계요소의 횡방향 철근은 4.5.4①부터 4.5.4③까지의 요구사항을 만족하여야 한다. 다만, 식 (4.5-3)은 만족 시킬 필요가 없고 4.5.4(2)에 따른 횡방향 철근 간격은 부재의 최소 단면치수의 1/3을 사용하여야 한다. 또한 4.5.4(1)③에 따른 횡방향 철근은 벽체 최외단부를 감싸는 폐쇄형 후프 형태로서, 경계요소 설치구간을 넘어 벽체복부 안으로 철근의 정착길이만큼 연장된 U형 스터럽과 연결철근으로 구성할 수 있다.
경계요소에 있는 가장 큰 주철근의 인장 정착길이만큼 횡방향 철근이 받침부 내부로 배치되어야 한다. 다만 특수경계요소가 기초판 또는 전면기초와 만날 때는 그 안쪽으로 적어도 300mm 이상 정착시켜야 한다.
벽체 복부의 수평철근은 경계요소의 심부 안에서 fy 까지 도달할 수 있도록 정착시켜야 한다.
경계요소의 종방향 철근의 기계적 이음은 4.1.6에 따라야 하며, 경계요소의 종방향 철근의 용접이음은 4.1.7에 따라야 한다.

벽체 경계부분에서 종방향 철근비가 2.8/fy 보다 크다면, 경계부분의 횡방향 철근은 4.5.4(1)③, 4.5.4.(3) 과 4.7.6(4)①을 만족하여야 한다. 경계부분에서 횡방향 철근의 길이방향 간격은 200mm 이내이어야 한다.
벽체의 면내 계수전단력 Vu가 $(f_{c k} /12) A_{c u}$ 보다 작을 때를 제외하고, 경계요소가 없는 구조벽체의 연단에서는 수직연단철근을 수평철근의 표준갈고리를 사용하여 감싸주거나, 수평철근과 같은 지름과 간격으로 된 U형 스터럽으로 이어 감싸주어야 한다.

END