강도감소계수

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 철근 콘크리트 구조에서 강도감소계수
3. 강도감소계수 정리 표
참조

1. 개요

강도감소계수는 철근 콘크리트 구조 설계 시, 부재의 설계 강도를 결정하는 데 사용되는 계수이다. 이 계수는 철근의 항복강도, 지배 단면의 종류, 하중의 종류 등에 따라 달라지며, 압축 지배 단면, 인장 지배 단면, 변화구간 단면으로 구분된다. 철근 종류와 변형률 한계에 따라 강도감소계수가 달라지며, 압축지배단면에서는 나선철근 부재의 경우 0.70, 그 외 철근은 0.65, 인장지배단면은 0.85를 적용한다. 전단력 및 비틀림 모멘트에는 0.75, 콘크리트 지압력에는 0.65, 포스트텐션 정착구역에는 0.85의 강도감소계수를 적용한다.

2. 철근 콘크리트 구조에서 강도감소계수

강도감소계수는 공칭 강도에 곱해지는 계수로, 재료의 강도, 부재의 제작, 시공 과정에서 발생할 수 있는 불확실성을 고려하여 설계 강도를 결정하는 데 사용된다.

철근 콘크리트 구조에서 단면은 최외단 인장철근의 순인장변형률( $\varepsilon_t$ )에 따라 압축지배단면, 변화구간단면, 인장지배단면으로 구분되며, 각 단면에 따라 강도감소계수가 달라진다.

2. 1. 철근 항복강도에 따른 강도감소계수

철근의 항복강도는 강도감소계수를 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 한국의 콘크리트 구조 기준에서는 철근의 항복강도에 따라 압축지배 변형률 한계, 인장지배 변형률 한계값을 다르게 규정하고 있다.

ε_y는 철근의 항복변형률이며, 후크의 법칙을 적용하여 계산한다.

:

\epsilon_y = \frac{f_y}{E_s}

변화구간 단면의 강도감소계수는 압축지배단면일 때, 그리고 인장지배단면일 때 강도감소계수 값을 선형보간하여 계산한다.

철근 종류	압축지배 변형률 한계	최소허용변형률 ε_min	인장지배 변형률 한계
SD 400 이하	ε_y	0.004	0.005
SD 400 초과	ε_y	2.0ε_y	2.5ε_y
PS 강재	0.002	-	0.005

2. 1. 1. SD 400 이하

SD 400 이하 철근의 경우, 압축지배 변형률 한계는 ε_y(항복변형률), 최소 허용 변형률은 0.004, 인장지배 변형률 한계는 0.005이다. ε_y는 철근의 항복변형률이며, 후크의 법칙을 적용하여 계산한다.

:

\epsilon_y = \frac{f_y}{E_s}

변화구간 단면의 강도감소계수는 압축지배단면과 인장지배단면의 강도감소계수 값을 선형보간하여 계산한다.

철근 종류	압축지배 변형률 한계	최소허용변형률 ε_min	인장지배 변형률 한계
SD 400 이하	ε_y	0.004	0.005
SD 400 초과	ε_y	2.0ε_y	2.5ε_y
PS 강재	0.002	-	0.005

2. 1. 2. SD 400 초과

항복강도가 400MPa를 초과하는 철근의 경우 압축지배 변형률 한계, 최소 허용 변형률, 인장지배 변형률 한계는 다음 표와 같다.^[1]

철근 종류	압축지배 변형률 한계	최소 허용 변형률 ε_min	인장지배 변형률 한계
SD 400 초과	ε_y	2.0ε_y	2.5ε_y

ε_y는 철근의 항복변형률이며, 후크의 법칙을 적용하여 계산한다.^[1]

: $\epsilon_y = \frac{f_y}{E_s}$

변화구간 단면의 강도감소계수는 압축지배단면일 때와 인장지배단면일 때 강도감소계수 값을 선형보간하여 계산한다.^[1]

2. 2. 지배단면 별 강도감소계수

부재의 단면은 최외단 인장철근의 순인장변형률(

\varepsilon_t

)에 따라 압축지배단면, 변화구간단면, 인장지배단면으로 구분되며, 각 단면에 따라 강도감소계수가 달라진다. 변화구간 단면의 강도감소계수는 압축지배단면과 인장지배단면일 때 강도감소계수 값을 선형보간하여 계산한다.^[1]

:

\phi= \phi_c + \left(  \frac{\varepsilon_{t}-0.002}{0.003}  \right) \left(0.85- \phi_c \right)

$\phi_c$ : 압축지배단면에서 강도감소계수

2. 2. 1. 압축지배단면

콘크리트 구조기준의 해석과 설계원칙에 따라 압축지배단면의 강도감소계수(

\phi

)는 다음과 같이 정의된다.

사용 철근 종류	강도감소계수
나선철근	0.70
기타 철근	0.65

2. 3. 최외단 인장철근의 순인장변형률 (ε_t) 계산

압축연단에서 중립축까지 거리(

c

)와 압축연단에서 최외단 인장철근까지 깊이(

d

)를 이용하여 최외단 인장철근의 순인장변형률 ε_t는 다음과 같이 계산할 수 있다.^[1]

:

({d-c}) : c  = \epsilon_{t} : 0.0033

따라서

:

c \cdot \epsilon_{t} =  ({d-c}) \times 0.0033

:

\epsilon_{t} = \times 0.0033

2. 4. 등가직사각형 응력블록

등가직사각형 응력블록의 깊이(a)는 다음과 같다.^[1]

:a = β₁ × c

β₁은 등가직사각형 응력블록과 관계된 계수로, 콘크리트 설계기준 압축강도에 따라 결정된다.^[2]

f_ck > 28MPa	0.85 - (f_ck - 28) × 0.007 ≥ 0.65
f_ck ≤ 28MPa	0.85

3. 강도감소계수 정리 표

강도 감소 계수
부재 단면 또는 하중(단면력 종류)		강도 감소 계수
인장 지배 단면(휨부재)		0.85
압축 지배 단면	나선 철근 부재	0.70
압축 지배 단면	그 외	0.65
공칭강도에서 최외단 인장 철근의 순인장 변형률 ε_t가 압축 지배와 인장 지배 단면 사이에 있을 경우		ε_t가 압축 지배 변형률 한계에서 0.005로 증가함에 따라 Φ값을 압축 지배 단면에 대한 값에서 0.85까지 증가
전단력과 비틀림 모멘트		0.75
콘크리트의 지압력 (포스트텐션 정착부, 스트럿-타이 모델은 제외)		0.65
포스트텐션 정착구역		0.85
스트럿-타이 모델	스트럿, 절점부 및 지압부	0.75
스트럿-타이 모델	타이	0.85
긴장재 묻힘 길이가 정착 길이보다 작은 프리텐션 부재의 휨단면	부재 단부에서 절단 길이 단부까지	0.75
긴장재 묻힘 길이가 정착 길이보다 작은 프리텐션 부재의 휨단면	절단 길이 단부에서 정착 길이 단부 사이	0.75에서 0.85까지 선형 증가
무근 콘크리트의 휨모멘트, 압축력, 전단력, 지압력		0.55

참조

_[1] 간행물 콘크리트 구조기준 6 휨과 압축 - 6.2.1(7)①에서 정의된 등가직사각형 응력블록의 깊이
_[2] 간행물 콘크리트 구조기준 6 휨과 압축 - 6.2.1(7)③ 참고

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com