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도로 박스 암거 설계 GUIDE - Part 5. 도로암거 설계 활하중

Written by MIDAS CIM | 2024.02.22

🔗 [관련 게시글] KDS 44 90 도로 박스 암거 설계 가이드 시리즈 모아보기

 

Part1. 도로암거의 설계 조건과 재료 (바로가기 ↗️)

Part2. 도로암거의 지지력 (바로가기 ↗️)

Part3. 도로암거의 지반반력계수 (바로가기 ↗️)

Part4. 도로암거 설계하중 (바로가기 ↗️)

Part5. 도로암거 설계 활하중 - (◀️ 현재 글)

Part6. 도로암거 설계 하중조합 (바로가기 ↗️)

Part7. 도로암거의 내진설계  (바로가기 ↗️)

Part8. 도로암거 설계 지진하중 - 3월 출간 예정 *

Part9. 도로암거의 구조세목 - 3월 출간 예정 *

Part10. 도로암거의 철근상세 - 3월 출간 예정 *

Part11. 도로암거의 접합부설계 - 4월 출간 예정 *

Part12. 도로암거의 부재검토 - 휨검토 - 4월 출간 예정 *

Part13. 도로암거의 부재검토 - 전단검토 - 4월 출간 예정 *

Part14. 도로암거의 부재검토 - 처짐검토 - 4월 출간 예정 *

Part15. 도로암거의 부재검토 - 균열검토 - 4월 출간 예정 *

A. 활하중(LL)

 

이 페이지에서는 설계차량하중과 충격하중(IM) 그리고 활하중의 분배 방법에 대해 확인할 수 있습니다. 최종적으로 하중조합에 사용하는 활하중, LL은 (LL+IM) 입니다.

 

 

i. 충격하중 (IM)

 

충격하중 (IM)은 “KDS 24 12 21 (4.4.2)”를 따라 적용합니다.

 

  • 4.4.1 일반사항

    • 정적하중에 적용시켜야 할 충격계수 : 1 + IM/100

  • 4.4.2 매설된 부재

    • 암거나 매설된 구조물에 대한 충격하중은 백분율로 나타냅니다

    • KDS 44 90 00 식 4.2-2


 

 

📝 Calculation Examples

 

 

 

ii. 차량활하중(LL)

 

차량활하중은 “KDS 24 12 21(4.3.1.3)”를 따라 KL-510을 적용합니다.

 

 

 

KDS 24 12 21 교량 설계하중(한계상태설계법) 그림 4.3-1 표준트럭하중

흙 채움에 대한 활하중의 분배는 “KDS 24 12 21 - 4.3.1.6 흙 채움에 의한 윤하중의 분배”를 따릅니다.

  • 활하중 재하 방법과 토피의 관계 (단경간 암거 기준)
    • 600mm 이하 : 차량활하중이 슬래브에 직접 작용하는 것으로 검토합니다.
      • 암거 상부의 활하중 분배는 “KDS 24 10 11 (4.6.2.1), (4.6.3.2)”의 차량방향과 평행한 바닥판 규정
        을 근거로 합니다.
    • 600mm 초과 2400mm 이하 :
      • 4.3.1.4(2)에 따라 타이어 접촉면과 크기가 같은 직사각형에 균등하게 작용하는 분포하중으로 간주합니다.
      • 양질의 입상채움에서는 재하폭과 길이를 분포하중을 깊이의 1.15배만큼 증가시켜야 합니다.
      • 다른 채움에서는 그 깊이만큼 증가시킵니다.
    • 2400mm 초과 : 단경간 암거의 경우 활하중의 효과를 무시할 수 있습니다.

 

🔖 토피가 600mm 이하인 경우와 토피가 2400mm를 초과하는 경우는 기존 “도로교설계기준” 과 달라진 부분이 있으니 반드시 확인 후 적용해야 합니다.

 

 

iii. 토피 600mm 이하 활하중 분배

 

🔖 Tips

기준에서 토피 600mm 이하인 경우에 대해, “KDS 24 10 11 - 4.6.3 보-슬래브 교량의 근사적 해석방법”의 하위 챕터인 “4.6.3.2 모멘트 및 전단 분배계수” 장에서 차로당 활하중 분배계수에 대해 설명하고 있습니다.

 

🔖 Tips

또한 “차량방향과 평행한 바닥판 규정을 근거로 한다” 라는 규정이 있기 때문에 “KDS 24 10 11 - 4.3.2.4 단순판 및 연속판” 에서 “주철근방향이 차량진행방향에 평행한 경우” 에 대해서만 적용할 수 있습니다. “주철근이 차량방향에 직각인 경우”는 해석모델을 3D로 구성해야 합니다.

 

 

“KDS 24 12 21 - 4.3.1.6” 토피가 600mm 이하인 경우의 활하중 분배는 “KDS 24 10 11 - 교량 설계 일반사항(한계상태설계법)”에서 확인할 수 있습니다.

“KDS 24 10 11 - 4.6.2.1 적용범위”

  • 지간과 한 변의 길이비(변장비)가 1 : 2를 넘는 철근콘크리트 바닥판
    • 여기서 지간은 벽체 중심 간격이고 한 변의 길이는 슬래브 전폭을 의미합니다.
      • “KDS 44 90 00 그림 4.7-1 경사암거의 경간방향”에서 확인할 수 있습니다.
    • 변장비 1:2는 1방향, 2방향 슬래브를 구분하는 기준이고, 2를 넘는 바닥판에만 적용할 수 있기 때문에 1방향 슬래브에만 적용가능한 기준입니다.

 

 

“KDS 24 10 11 - 4.6.2.4 단순판 및 연속판”

주철근방향이 차량진행방향에 평행한 경우

  • 윤하중이 분포되는 바닥판의 유효폭
  • 이 폭을 갖는 바닥판에 트럭 윤하중이 작용하는 것에 대하여 설계한다.
  • KDS 24 10 11 식 4.6-2

 

 


6m이하 지간의 단순판에서 폭 1m에 대한 휨모멘트 (충격하중은 별도 고려)

  • KDS 24 10 11 식 4.6-3

 

 


  • 6m초과 12m이하 장지간의 경우 정밀해석 방법이나 간략식 사용가능

    • KDS 24 10 11 표 4.6-1 내측부 바닥판의 설계휨모멘트

 

 

iV. 토피 600mm 초과 2400mm 이하 활하중 분배

 

“KDS 24 12 21 - 4.3.1.4 바닥판과 바닥틀을 설계하는 경우의 설계차량활하중” 에서 제시하고 있는 토피가 600mm 초과, 2400mm 이하인 경우의 활하중의 분배를 확인해보겠습니다.

  • 차륜의 접지면적

    • 각 차륜에 대해 면적이 아래와 같은 하나의 직사각형으로 간주한다.
    • 직사각형의 폭과 길이의 비는 2.5 : 1 로한다.


 

 

📝 Calculation Examples

  • 후륜바퀴 192 kN인 경우

 

 

 

  • 중간축 135 kN인 경우

 

 

 

설계차량 활하중 재하 방식에 대해 주의해야 할 점이 두가지 있습니다.

먼저, 고려해야하는 하중케이스가 두개라는 점입니다. 기존 DB-24에서는 중륜과 후륜하중이 모두 192kN이기 때문에 한가지 케이스만 적용해왔습니다. 하지만 KL-510은 후륜 192 kN만 고려하는게 아니라, 1.2m 폭을 갖는 중간축 135kN하중 두개가 재하되는 경우도 고려합니다. 두 경우를 비교해서 큰 값을 설계에 적용해야 합니다.

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전체 콘텐츠에는 아래 내용까지 포함되어 있어요!

 

토피 깊이별 불리한 하중 케이스

접지면적이 중복된 경우

📝 Calculation Examples

V. 기타 설계기준의 활하중

토피 두께가 1.0m 미만인 경우

토피가 1.0m 이상, 4.0m 미만인 경우

토피 두께 4.0m 이상인 경우

도로교설계편람 제7편 지하차도 704.2.1.3 활하중 <표 704.4> 도로면 활하중의 등가 등분포하중

Vi. 활하중에 의한 상재토압(LS)

KDS 11 80 05 표 1.7-3 차량의 이동방향과 직교하는 옹벽의 교통 상재하중에 대한 등가상재하중 높이

📝 Calculation Examples

 

 

 
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