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“KDS 24 14 21 콘크리트교 설계기준 (한계상태설계법) - 3 재료” 에서 제시하고 있는 부재 설계에 필요한 콘크리트와 철근의 재료 특성을 확인합니다.
설계에 대한 검증과 콘크리트를 평가 하기 위해 평균압축강도를 사용합니다. 이때 기준압축강도는 재령28일에 평가한 원주형 공시체의 압축강도입니다.
“KDS 24 14 21 - 3.1.2.6 (1) 설계압축강도”를 따라 기준압축강도, 재료계수 그리고 유효계수로부터 설계압축강도를 구할 수 있습니다.
콘크리트의 기준인장강도는 평균인장강도로부터 구할 수 있습니다. 평균인장강도는 직접인장강도 시험에 의해 구하는 것이 원칙이지만 “KDS 24 14 21 - 3.1.2.1 (4) 콘크리트의 인장강도”에서 간접적으로 구할 수 있는 방법을 제시하고 있습니다.
콘크리트의 휨인장강도를 포함한 설계인장강도는 “KDS 24 14 21 - 3.1.2.6 (2) 설계인장강도”를 따라 기준인장강도, 재료계수 그리고 유효계수의 곱으로 구할 수 있습니다.
여기서 유효계수는 콘크리트 압축대의 쪼갬인장강도를 산정하는 경우에만 0.85를 사용하고, 그 외의 경우 모두 1.0을 적용합니다.
“KDS 24 14 21 - 3.1.2.2 탄성변형”에서 보통 콘크리트의 탄성계수 (0.4fcm 점에서 구한 할선 탄성계수)의 근삿값을 평가하는 방법을 제시하고 있습니다.
콘크리트의 탄성계수를 산정과정에서 콘크리트 단위질량의 확인이 필요합니다. 콘크리트의 단위질량은 “KDS 24 12 21 교량설계하중 (한계상태설계법) - 표 4.2-1 재료의 단위체적중량” 에서 확인할 수 있습니다.
📑 KDS의 한계상태설계법(”KDS 24 17 11 교량내진설계기준(한계상태설계법)”)에서는 중력가속도
9.81 m/s^2을 사용하고 있고, 탄성계수 산정을 위해 단위를 kg으로 환산하면,
23.0 / 9.81 = 2,344.54 kg/m^3 이 됩니다. 그래서mc = 2,350 kg/m^3을 적용합니다.
📑 “KDS 24 14 21“ 과 “도로교설계기준” 의 탄성계수 산정식은 다음과 같고 평균압축강도 (mean compressive strength)계산 방법이 다른 것을 알 수 있습니다.
도로교설계기준에서는 기준압축강도(fck) 에 8MPa을 더해서 사용하도록 하고 있고, 이 내용은 “Eurocode 2 : Design of Concrete Structures (BS EN 1992-1-1)“과 동일한 방식입니다.
반면 “KDS 24 14 21“는 콘크리트구조기준의 방식을 따르고 있습니다.
| KDS 24 14 21 | 도로교설계기준 |
“KDS 24 12 21 표 4.2-1 재료의 단위체적중량” 에 나오는 것처럼 철근콘크리트의 단위체적중량 24.0 kN/m^3 적용하기 위해서는 User Defined 타입을 선택해야 합니다.
하지만 User Defined 타입으로 concrete의 재질을 입력하면 Civil의 Design 기능을 사용할 수 없기 때문에 design 기능을 사용하려면 DB에 등록된 material 을 선택해야 합니다. KS01(RC)-KCI 2007이 위 내용을 반영 하고 있지만 Weight density가 23.54 kN/m^3 임에 주의해야 합니다.
재령 t일에서 콘크리트의 압축강도와 탄성계수는 시멘트의 종류와 양생조건의 영향을 받습니다.
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시간에 따른 콘크리트의 강도와 탄성계수의 변화
철근
재료계수