조항 클릭 = 원문 PDF 해당 쪽. RC는 사용응력 한계 규정이 없어 $f_s$를 산정해 균열 검토에만 씀
단면 $b$ × $h$ = 400 × 600 mm
그림 전체는 ⤢ 크게
그림 전체는 ⤢ 크게
| RC | FRP | |
|---|---|---|
| 보강근 | G25(#8) ⌀25.4 × 6본 | G25(#8) ⌀25.4 × 6본 |
| 최하층 간격 $s$ [mm] | 134 | 134 |
| 균열 간격 한계 $s_{\max}$ [mm] | 950 | 231 |
📘 기준KDS 14 20 68 (GFRP), $C_E$ = 0.85🧱 재료$f_{ck}$ = 30, $f_y$ = 400, $f_{fu}$ = 850 MPa, $E_f$ = 45 GPa▦ 단면$b$ × $h$ = 400 × 600 mm, 피복 40 + ⌀13, $d$ = 509 mm➰ 인장 보강근G25(#8) ⌀25.4 × 6본 (2단), $A_f$ = 3,040 mm²⚖️ 하중$M_s$ = 120 kN·m (지속 60%), $L$ = 6 m 단순지지, $\xi$ = 2📐 균열 조건$\kappa_{cr}$ = 280, $w$ = 0.7 mm, $k_b$ = 기준값칩 클릭 = 그 패널, 숫자키 1–6, A = 모두
빠른 조정 자주 바꾸는 8개, 드래그하면 그림이 바로 움직임
① $M_s$ = 120 kN·m (지속 60%) 📚 설계 6종 (이 하중)
RC (KDS 14 20 30, 14 20 20 이형철근)
✓ 여유 큼
0.23$\text{최대 이용률} = \max\!\left(\dfrac{\text{값}}{\text{한계}}\right)$
여유 77% (소요가 4.29배 되어야 한계)
활하중 순간처짐1.46 mm ≤ 한계 16.7 mm
장기 합계 처짐5.82 mm ≤ 한계 25.0 mm
균열 간격 $s$134 mm ≤ 한계 950 mm
철근 사용응력 $f_s$88 MPa
지배: 장기 합계 처짐
지배: 장기 합계 처짐
VS
$\text{장기 처짐}\ \dfrac{\text{FRP}}{\text{RC}}$
212%
212%
$\dfrac{I_e}{I_g}$
0.62 vs 0.21
0.62 vs 0.21
$s_{\max}$ [mm]
950 vs 231
950 vs 231
보강근 응력 [MPa]
88 vs 83
88 vs 83
FRP (KDS 14 20 68, GFRP)
✓ 통과
0.58$\text{최대 이용률} = \max\!\left(\dfrac{\text{값}}{\text{한계}}\right)$
여유 42% (소요가 1.72배 되어야 한계)
활하중 순간처짐4.41 mm ≤ 한계 16.7 mm
장기 합계 처짐12.35 mm ≤ 한계 25.0 mm
균열 간격 $s$134 mm ≤ 한계 231 mm
지속 사용응력 $f_{fs,\mathrm{sus}}$50 MPa ≤ 크리프 한계 255 MPa
지배: 균열 간격
지배: 균열 간격
📉 처짐 도해, RC vs FRP점선 = 활하중 순간, 실선 = 장기 합계
가로 점선 = 한계
가로 점선 = 한계
활하중 한계 $\dfrac{L}{360}$ = 16.7 mm
장기 한계 $\dfrac{L}{240}$ = 25.0 mm
값과 한계 5항목최대 이용률 RC 0.23, FRP 0.58
활하중 순간처짐, 장기 합계 처짐, 균열 간격, 사용응력, 지속 사용응력
가운데 = 검토 항목과 한계, 붉은 눈금 = 한계
막대 = 값, 빨간 막대 = 초과
막대 = 값, 빨간 막대 = 초과
검토 항목, 한계
활하중 순간처짐
한계$\dfrac{L}{360}$ = 16.67 mm
활하중을 얹은 직후의 처짐
사용감, 비구조재 손상
사용감, 비구조재 손상
장기 합계 처짐
한계$\dfrac{L}{240}$ = 25.00 mm
크리프, 건조수축까지 포함한 최종 처짐
균열 간격 $s$
한계RC 950 / FRP 231 mm
균열폭을 허용값 이하로
보강근 간격 제한
보강근 간격 제한
사용응력 $f_{fs}$
한계응력, 피복 제한 $f_{fs,\mathrm{lim}}$ = 168 MPa
전체 사용하중에서 보강근에 걸리는 응력
한계는 균열폭을 잡는 응력, 피복 제한
한계는 균열폭을 잡는 응력, 피복 제한
지속 사용응력 $f_{fs,\mathrm{sus}}$
한계크리프 파단 0.30$f_{fu}$ = 255 MPa
지속하중분만의 응력
오래 버티면 끊어지는 크리프 파단을 막는 한계
오래 버티면 끊어지는 크리프 파단을 막는 한계
활하중 순간처짐
한계$\dfrac{L}{360}$ = 16.67 mm
RC1.460.09 ✔
FRP4.410.26 ✔
활하중을 얹은 직후의 처짐, 사용감, 비구조재 손상
장기 합계 처짐
한계$\dfrac{L}{240}$ = 25.00 mm
RC5.820.23 ✔
FRP12.350.49 ✔
크리프, 건조수축까지 포함한 최종 처짐
균열 간격 $s$
한계RC 950 / FRP 231 mm
RC1340.14 ✔
FRP1340.58 ✔
균열폭을 허용값 이하로, 보강근 간격 제한
사용응력 $f_{fs}$
한계응력, 피복 제한 $f_{fs,\mathrm{lim}}$ = 168 MPa
RC해당 없음
FRP830.49 ✔
전체 사용하중에서 보강근에 걸리는 응력, 한계는 균열폭을 잡는 응력, 피복 제한
지속 사용응력 $f_{fs,\mathrm{sus}}$
한계크리프 파단 0.30$f_{fu}$ = 255 MPa
RC해당 없음
FRP500.20 ✔
지속하중분만의 응력, 오래 버티면 끊어지는 크리프 파단을 막는 한계
단계별 요약 6단계① 단면 → ② 균열 여부 → ③ 처짐 → ④ 균열 간격 → ⑤ 응력 → ⑥ 종합
RC 와 FRP 를 단계마다 나란히
① 단면 → ② 균열 여부 → ③ 처짐 → ④ 균열 간격 → ⑤ 응력 → ⑥ 종합
| 단계 | 항목 | RC (KDS 14 20 30, 14 20 20) | FRP (KDS 14 20 68) |
|---|---|---|---|
| ① 단면 성질 탄성계수비, 중립축 | 탄성계수비 $n$ | $E_s/E_c$ = 7.26 ($E_c$ = 27.5 GPa) | $E_f/E_c$ = 1.63 ($E_c$ = 27.5 GPa) |
| 균열단면 중립축 $kd$ | 188.2 mm ($k$ = 0.370) | 100.7 mm ($k$ = 0.198) | |
| $I_g$, $I_{cr}$ | 7,200 $\times 10^6$ mm⁴, 3,163 $\times 10^6$ mm⁴ | 7,200 $\times 10^6$ mm⁴, 965 $\times 10^6$ mm⁴ | |
| ② 균열 여부 $M_s$ vs $M_{cr}$ | 균열모멘트 $M_{cr}$ | 82.8 kN·m ($f_r$ = 3.45 MPa) | 82.8 kN·m ($f_r$ = 3.45 MPa) |
| $M_s$ vs $M_{cr}$ | 120 vs 82.8 kN·m → 균열 | 120 vs 82.8 kN·m, 균열 판정은 0.8$M_{cr}$ = 66.3 → 균열 | |
| 유효 단면2차모멘트 $I_e$ | 4,490 $\times 10^6$ mm⁴ ($I_e/I_g$ = 0.62) | 1,482 $\times 10^6$ mm⁴ ($I_e/I_g$ = 0.21) | |
| ③ 처짐 즉시, 장기 | 즉시 처짐 (전 사용하중) | 3.64 mm | 11.02 mm |
| 활하중 순간처짐 vs 한계 | 1.46 / 16.7 mm ✔ 만족 | 4.41 / 16.7 mm ✔ 만족 | |
| 장기 추가 처짐 | 4.37 mm ($\lambda_\Delta$ = 2.00) | 7.94 mm ($\lambda_\Delta$ = 1.20) | |
| 장기 합계 vs 한계 | 5.82 / 25.0 mm ✔ 만족 | 12.35 / 25.0 mm ✔ 만족 | |
| ④ 균열 간격 $s_{\max}$ vs 현재 $s$ | 보강근 사용응력 | $f_s$ = 88 MPa | $f_{fs}$ = 83 MPa |
| 최대 간격 $s_{\max}$ | 950 mm | 231 mm ($k_b$ = 1.2, $\beta$ = 1.22) | |
| 현재 간격 $s$ vs $s_{\max}$ | 134 / 950 mm ✔ 만족 | 134 / 231 mm ✔ 만족 | |
| ⑤ 응력 한계 FRP 전용 | 사용응력 vs 한계 | 규정 없음 | 83 / 168 MPa ✔ 만족 |
| 지속 응력 vs 크리프 한계 | 해당 없음 | 50 / 255 MPa (0.30$f_{fu}$) ✔ 만족 | |
| ⑥ 종합 판정 최대 이용률 | $\max\!\left(\dfrac{\text{값}}{\text{한계}}\right)$, 지배 | 0.23 ✓ 여유 큼 지배: 장기 합계 처짐 | 0.58 ✓ 통과 지배: 균열 간격 |
근거 계산서 11항목KDS 14 20 30 4.2.1, KDS 14 20 20 4.2.3
KDS 14 20 68 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 조항을 누르면 원문 PDF 그 쪽
조항 📄 = 원문 위치, 파란 블록 = 이 하중의 대입 계산
| 항목 | RC (KDS 14 20 30, 14 20 20) | FRP (KDS 14 20 68) |
|---|---|---|
| 검토 항목, 한계 | $$ \Delta_L\le\frac{L}{360},\quad \Delta_L+\Delta_{lt}\le\frac{L}{240} $$ 처짐 한계 = 표 4.2-2 (사이드바에서 선택) 균열 = KDS 14 20 20 4.2.3 간격 제한 동하중 구조물 $L$/800 (4.2.1(7)) | $$ s\le s_{max},\ \ f_{fs}\le f_{fs,lim},\ \ \Delta\le\Delta_{lim},\ \ f_{fs,sus}\le0.30f_{fu} $$ 처짐 한계 4.4.2.1(2) → KDS 14 20 30 표 4.2-2 준용 |
| 균열모멘트 $M_{cr}$, $f_r$이 값을 넘으면 갈라져 강성이 줌 | 4.2.1(3) (4.2-2)(4.2-3) $$ M_{cr}=\frac{f_r I_g}{y_t},\quad f_r=0.63\lambda\sqrt{f_{ck}} $$ $$\begin{aligned}f_r &= 0.63\sqrt{30} = 3.45\ \text{MPa} \\ I_g &= \dfrac{400\times600^3}{12} = 7{,}200\times10^6\ \text{mm}^4 \\ M_{cr} &= \frac{f_r I_g}{y_t} = \frac{3.45\times7{,}200\times10^6}{300} = \boxed{\mathbf{82.8}\ \text{kN}\cdot\text{m}} \\ M_s &= 120\ >\ M_{cr} = 82.8\ \to\ \text{균열 단면 → 균열 및 처짐 검토}\end{aligned}$$ | 4.4.2.2(4) (4.4-5)(4.4-6) $$ M_{cr}=\frac{f_r I_g}{y_t},\quad f_r=0.63\sqrt{f_{ck}} $$ 균열 판정은 $M_a>0.8M_{cr}$ (4.4-3) $$\begin{aligned}f_r &= 0.63\sqrt{30} = 3.45\ \text{MPa} \\ I_g &= \dfrac{400\times600^3}{12} = 7{,}200\times10^6\ \text{mm}^4 \\ M_{cr} &= \frac{f_r I_g}{y_t} = \frac{3.45\times7{,}200\times10^6}{300} = \boxed{\mathbf{82.8}\ \text{kN}\cdot\text{m}} \\ M_s &= 120\ >\ 0.8M_{cr} = 66.3\ \to\ \text{균열 단면 → 균열 및 처짐 검토}\end{aligned}$$ |
| 사용응력 산정 $k$, $I_{cr}$, RC $f_s$, FRP $f_{fs}$균열단면으로 구한 보강근 응력 아래 두 검토의 입력값 | $$ f_s=\frac{M_s\,n\,d(1-k)}{I_{cr}}\ (\text{탄성 균열단면})\quad\text{또는}\quad f_s\approx\dfrac{2}{3}f_y $$ $k=\sqrt{2\rho n+(\rho n)^2}-\rho n$ $I_{cr}=\dfrac{bd^3}{3}k^3+nA_s\,d^2(1-k)^2$ (사이드바에서 계산 / 항복강도의 2/3 선택) $$\begin{aligned}E_c &= 27.5\ \text{GPa} \\ n &= E/E_c = 200{,}000/27{,}537 = 7.26 \\ \rho &= \frac{A}{bd} = \frac{3{,}040}{400\times509.1} = 0.0149 \\ k &= \sqrt{2\rho n+(\rho n)^2}-\rho n = 0.370 \\ I_{cr} &= \dfrac{bd^3}{3}k^3 + nAd^2(1-k)^2 = 3{,}163\times10^6\ \text{mm}^4 \\ f_{s} &= \frac{M_s\,n\,d(1-k)}{I_{cr}} = \frac{120\times10^6\times7.26\times509.1\times(1-0.370)}{3{,}163\times10^6} = \boxed{\mathbf{88}\ \text{MPa}}\end{aligned}$$ | $$ f_{fs}=M_s\frac{n_f d(1-k_{cr})}{I_{cr}} $$ 사용하중 모멘트 $M_s$의 탄성 균열 단면 해석 (식은 (4.4-9)의 $M_{s,sus}\to M_s$) $$\begin{aligned}E_c &= 27.5\ \text{GPa} \\ n &= E/E_c = 45{,}000/27{,}537 = 1.63 \\ \rho &= \frac{A}{bd} = \frac{3{,}040}{400\times509.1} = 0.0149 \\ k &= \sqrt{2\rho n+(\rho n)^2}-\rho n = 0.198 \\ I_{cr} &= \dfrac{bd^3}{3}k^3 + nAd^2(1-k)^2 = 965\times10^6\ \text{mm}^4 \\ f_{fs} &= \frac{M_s\,n\,d(1-k)}{I_{cr}} = \frac{120\times10^6\times1.63\times509.1\times(1-0.198)}{965\times10^6} = \boxed{\mathbf{83}\ \text{MPa}}\end{aligned}$$ |
| 균열 제어 간격 $s_{\max}$균열폭을 허용값 이하로 | 4.2.3(4) (4.2-3)(4.2-4) $$ s=375\frac{\kappa_{cr}}{f_s}-2.5c_c,\qquad s=300\frac{\kappa_{cr}}{f_s}\ \ \text{중 작은 값} $$ $\kappa_{cr}$ = 280(건조환경) / 210(그 외) $c_c$ = 철근 표면–콘크리트 표면 최소 두께 철근 1본이면 인장연단 폭을 $s$로 $$\begin{aligned}s_1 &= 375\frac{\kappa_{cr}}{f_s}-2.5c_c = 375\times\frac{280}{88}-2.5\times53 = 1{,}055 \\ s_2 &= 300\frac{\kappa_{cr}}{f_s} = 300\times\frac{280}{88} = 950 \\ s_{max} &= \min(s_1,\,s_2) = \boxed{\mathbf{950}\ \text{mm}} \\ s &= \frac{b-2c_c-d_b}{n-1} = \frac{400-2\times53-25.4}{3-1} = 134\ \le\ s_{max}\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ | 4.4.1.1(1) (4.4-1) $$ s_{max}=1.15\frac{E_f w_a}{f_{fs}k_b}-2.5c_c\ \le\ 0.94\frac{E_f w_a}{f_{fs}k_b} $$ $w_a$ = 0.7 mm (별도 규정 없을 때) 상한 계수 0.94 (ACI 0.92와 다름) 1본이면 인장연단 폭 (4) $$\begin{aligned}\frac{E_fw}{f_{fs}k_b} &= \frac{45{,}000\times0.7}{83\times1.20} = 316.3 \\ s_1 &= 1.15\times316.3-2.5\times53 = 231 \\ s_2 &= 0.94\times316.3 = 297 \\ s_{max} &= \min(s_1,\,s_2) = \boxed{\mathbf{231}\ \text{mm}} \\ s &= \frac{b-2c_c-d_b}{n-1} = \frac{400-2\times53-25.4}{3-1} = 134\ \le\ s_{max}\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ |
| 사용응력 한계 응력, 피복 제한전체 사용하중 응력의 한계 균열폭 제어 | 해당 없음 RC 해당 없음 (간격 제한만으로 균열폭 제어) | 4.4.1.1(2) (4.4-2) $$ f_{fs}\le\frac{0.36E_f}{d_c\beta_{cr}k_b} $$ $d_c$ = 인장연단–최외측 보강근 중심 $\beta_{cr}=(h-kd)/(d-kd)$ 0.36 mm = 0.014 in (= $w/2$) 환산 $$\begin{aligned}\beta_{cr} &= \frac{h-kd}{d-kd} = \frac{600-100.7}{509.1-100.7} = 1.223 \\ d_c &= c_c+d_b/2 = 65.7\ \text{mm} \\ f_{fs,lim} &= \frac{0.36E_f}{d_c\beta_{cr}k_b} = \frac{0.36\times45{,}000}{65.7\times1.223\times1.20} = \boxed{\mathbf{168}\ \text{MPa}} \\ f_{fs} &= 83\ \le\ 168\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ |
| 허용균열폭 $w$ 부착계수 $k_b$, $C_b$ | $$ \kappa_{cr}=280\ (\text{건조환경})\ /\ 210\ (\text{그 외}) $$ 균열폭 대신 노출계수 $\kappa_{cr}$로 간접 제어 $$\begin{aligned}\kappa_{cr} &= 280\ (\text{건조환경})\end{aligned}$$ | $$ k_b=1.2,\qquad w_a=0.7\ \text{mm} $$ $$\begin{aligned}k_b &= 1.20 \\ w &= 0.7\ \text{mm}\end{aligned}$$ |
| 유효단면2차모멘트 $I_e$갈라진 뒤 남는 강성 | 4.2.1(3) (4.2-1) $$ I_e=\left(\frac{M_{cr}}{M_a}\right)^3 I_g+\left[1-\left(\frac{M_{cr}}{M_a}\right)^3\right]I_{cr}\ \le I_g $$ Branson $$\begin{aligned}\left(\dfrac{M_{cr}}{M_a}\right)^3 &= \left(\dfrac{82.8}{120}\right)^3 = 0.3287 \\ I_e &= 0.3287\times7{,}200 + (1-0.3287)\times3{,}163 = \boxed{\mathbf{4{,}490}\ \text{×10⁶ mm⁴}} \\ \frac{I_e}{I_g} &= \mathbf{0.624}\end{aligned}$$ | 4.4.2.2(4) (4.4-3)(4.4-4) $$ I_e=\dfrac{I_{cr}}{1-\gamma\left(\dfrac{0.8M_{cr}}{M_a}\right)^2\left[1-\dfrac{I_{cr}}{I_g}\right]}\ (M_a>0.8M_{cr}),\quad \gamma=1.72-0.72\dfrac{0.8M_{cr}}{M_a} $$ Bischoff + $0.8M_{cr}$ (ACI 440.11 계보) $M_a\le0.8M_{cr}$ 이면 $I_g$ $$\begin{aligned}\gamma &= 1.72-0.72\left(\dfrac{0.8M_{cr}}{M_a}\right) = 1.72-0.72\times0.552 = 1.322 \\ I_e &= \dfrac{I_{cr}}{1-\gamma\left(\dfrac{0.8M_{cr}}{M_a}\right)^2\left[1-\dfrac{I_{cr}}{I_g}\right]} = \dfrac{965}{1-1.322\times0.552^2\times(1-0.134)} \\ &= \boxed{\mathbf{1{,}482}\ \text{×10⁶ mm⁴}} \\ \frac{I_e}{I_g} &= \mathbf{0.206}\end{aligned}$$ |
| 순간처짐 $\Delta_i$ 허용처짐얹은 직후 처짐 사용감 | 4.2.1(2)(3)(6) 표 4.2-2 $$ \Delta_i=K\frac{M_a L^2}{E_c I_e},\qquad \Delta_L\le\frac{L}{360} $$ 탄성처짐공식 ($K$ = 단순 5/48 캔틸레버 1/4 …) 활하중 순간처짐 한계 $$\begin{aligned}\Delta_i &= K\frac{M_a L^2}{E_c I_e} = 0.1042\times\frac{120\times10^6\times6000^2}{27{,}537\times4{,}490\times10^6} = 3.64\ \text{mm} \\ \Delta_{sus} &= 0.60\times3.64 = 2.18 \\ \Delta_L &= \Delta_i-\Delta_{sus} = \boxed{\mathbf{1.46}\ \text{mm}} \\ \Delta_L &\ \le\ L/360 = 16.7\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ | $$ \Delta_i=K\frac{M_a L^2}{E_c I_e},\qquad \Delta_L\le\frac{L}{360} $$ 한계 → KDS 14 20 30 표 4.2-2 $$\begin{aligned}\Delta_i &= K\frac{M_a L^2}{E_c I_e} = 0.1042\times\frac{120\times10^6\times6000^2}{27{,}537\times1{,}482\times10^6} = 11.02\ \text{mm} \\ \Delta_{sus} &= 0.60\times11.02 = 6.61 \\ \Delta_L &= \Delta_i-\Delta_{sus} = \boxed{\mathbf{4.41}\ \text{mm}} \\ \Delta_L &\ \le\ L/360 = 16.7\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ |
| 장기처짐 $\lambda_\Delta$크리프, 건조수축까지 포함 | 4.2.1(5) (4.2-4) $$ \lambda_\Delta=\frac{\xi}{1+50\rho'},\qquad \xi=2.0\,(5\text{년}),\ 1.4,\ 1.2,\ 1.0 $$ $\Delta_{lt}=\lambda_\Delta\Delta_{sus}$ 합계 $\Delta_L+\Delta_{lt}\le \frac{L}{240}$ $$\begin{aligned}\lambda_\Delta &= \frac{\xi}{1+50\rho'} = \frac{2}{1+50\times0} = 2.00 \\ \Delta_{lt} &= \lambda_\Delta\Delta_{sus} = 2.00\times2.18 = 4.37\ \text{mm} \\ \Delta_L+\Delta_{lt} &= 1.46+4.37 = \boxed{\mathbf{5.82}\ \text{mm}}\ \le\ L/240 = 25.0\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ | 4.4.2.3(1) (4.4-8) $$ \lambda_\Delta=0.6\,\xi $$ ξ → KDS 14 20 30 4.2.1(5) 압축보강근 무시 $$\begin{aligned}\lambda_\Delta &= 0.6\,\xi = 0.6\times2 = 1.20 \\ \Delta_{lt} &= \lambda_\Delta\Delta_{sus} = 1.20\times6.61 = 7.94\ \text{mm} \\ \Delta_L+\Delta_{lt} &= 4.41+7.94 = \boxed{\mathbf{12.35}\ \text{mm}}\ \le\ L/240 = 25.0\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ |
| 지속 사용응력 $f_{fs,\mathrm{sus}}$지속하중분만의 응력 크리프 파단 방지 | 해당 없음 RC 해당 없음 | 4.4.3(1) (4.4-9) $$ f_{fs,sus}=M_{s,sus}\frac{n_f d(1-k_{cr})}{I_{cr}}\ \le\ 0.30f_{fu} $$ $$\begin{aligned}M_{s,sus} &= 0.60\times120 = 72.0\ \text{kN}\cdot\text{m} \\ f_{fs,sus} &= \frac{M_{s,sus}\,n_f\,d(1-k)}{I_{cr}} = \boxed{\mathbf{50}\ \text{MPa}} \\ &\ \le\ 0.30f_{fu} = 0.30\times850 = 255\ \ \color{#0a8a2a}{\checkmark\ \textbf{OK}}\end{aligned}$$ |
| 최소 두께 (참고) | 4.2.1(1) 표 4.2-1 $$ h_{min}=\frac{L}{16}\ (\text{보, 단순지지}),\ \ \frac{L}{20}\ (\text{1방향 슬래브}) $$ 만족하면 처짐 계산 생략 가능 $f_y\ne400$: ×(0.43+$f_y$/700) $$\begin{aligned}h_{min} &= \frac{L}{16} = 375\ \text{mm}\ \le\ h = 600\ \to\ \text{처짐 계산 생략 가능}\end{aligned}$$ | 해당 없음 최소두께 규정 없음 직접 계산 |
설계 대안지금 배치로 RC, FRP 모두 만족
미달이면 본수 증가, 단면 높이 증가 후보를 적용 단추로
| 하중 | RC (KDS 14 20 30, 14 20 20) | FRP (KDS 14 20 68) |
|---|---|---|
| ① $M_s = 120$ kN·m | ✓ 여유 큼 현재 배치로 만족, 지배 장기 합계 처짐 0.23 | ✓ 통과 현재 배치로 만족, 지배 균열 간격 0.58 |
기준 6종 비교같은 단면, 하중에서 KDS 14, KDS 24, ACI 15, ACI 22, AASHTO, RC
조항, 식, 원문은 📚 설계 6종 비교 (새 창)
📚 설계 6종 비교, 조항과 계산 나란히 (새 창)최대 이용률 Δ /Δ a , s /s max , f fs /f a 중 최대 - - 점선: 1.0 = 한계 다섯 검토 중 가장 불리한 것 1.0 이하면 만족 0.23 RC 0.58 KDS 14 0.58 KDS 24 0.75 ACI 15 0.58 ACI 22 0.59 AASHTO 장기 합계 처짐 [mm] - - 점선: L /240 = 25.0 mm 크리프, 건조수축까지 포함한 최종 처짐 5.8 RC 12.3 KDS 14 9.4 KDS 24 9.8 ACI 15 12.7 ACI 22 13.7 AASHTO 활하중 순간처짐 [mm] - - 점선: L /360 = 16.7 mm 활하중을 얹은 직후의 처짐 사용감, 비구조재 손상 1.46 RC 4.41 KDS 14 3.36 KDS 24 3.51 ACI 15 4.54 ACI 22 3.42 AASHTO 균열 제어 간격 한계 s max [mm] - - 점선: 실제 s = 134 mm 균열폭을 허용값 이하로 보강근 간격 제한 950 RC 231 KDS 14 230 KDS 24 179 ACI 15 230 ACI 22 229 AASHTO 막대(간격 한계)가 점선(실제 간격) 위면 OK 사용응력 [MPa] (RC f s , FRP f fs ) 붉은 짧은 선 = 그 기준의 한계 전체 사용하중에서 보강근에 걸리는 응력 한계는 균열폭을 잡는 응력, 피복 제한 88 한계 없음 RC 83 168 KDS 14 83 163 KDS 24 83 140 ACI 15 83 168 ACI 22 83 163 AASHTO 붉은 짧은 선 = 그 기준의 응력, 피복 제한 RC 는 한계 규정 없음(균열 간격으로 제어) 지속 사용응력 f fs,sus [MPa] 붉은 짧은 선 = 그 기준의 한계 지속하중분만의 응력 오래 버티면 끊어지는 크리프 파단을 막는 한계 해당 없음 RC 50 255 KDS 14 50 240 KDS 24 50 160 ACI 15 50 255 ACI 22 50 240 AASHTO 붉은 짧은 선 = 그 기준의 크리프파괴 한계 (KDS, ACI 440.11, AASHTO = 0.30f fu / ACI 440.1R-15 = 0.20f fu , RC 해당 없음) 한계 사용모멘트 M s,max [kN·m] - - 점선: 현재 M s = 120 kN·m 이 단면이 사용성으로 버티는 모멘트 368 RC 164 KDS 14 163 KDS 24 140 ACI 15 163 ACI 22 159 AASHTO 모든 사용성 검토를 만족하는 최대 M s (이분법) 막대가 점선 위면 여유 있음 균열모멘트 M cr [kN·m] - - 점선: 현재 M s = 120 kN·m 이 값을 넘으면 단면이 갈라져 강성이 떨어짐 82.8 RC 82.8 KDS 14 82.8 KDS 24 81.5 ACI 15 81.5 ACI 22 82.8 AASHTO 막대(M cr )가 점선(M s ) 아래면 균열 단면으로 검토 KDS 14 20 68은 0.8M cr 기준 유효단면2차모멘트 비 I e /I g 갈라진 뒤 남는 강성 처짐 계산의 핵심 한계 없음 (1.0 = 비균열, 작을수록 강성 저하) 0.62 RC 0.21 KDS 14 0.27 KDS 24 0.28 ACI 15 0.21 ACI 22 0.28 AASHTO
노란 테두리 = 지금 고른 FRP 기준붉은 점선 = 모든 기준에 같은 한계붉은 짧은 선 + 숫자 = 그 기준만의 한계
약칭 KDS 14 = KDS 14 20 68 (건축, 일반), KDS 24 = KDS 24 50 05 (교량), ACI 15 = ACI 440.1R-15, ACI 22 = ACI 440.11-22, AASHTO = AASHTO GFRP 보강 콘크리트교 설계지침 2판 (2018)
기준 6종 핵심값
노란 칸 = 지금 고른 기준
막대 그림은 ⤢ 크게
노란 칸 = 지금 고른 기준
막대 그림은 ⤢ 크게
| 기준 | 최대 이용률 $\Delta/\Delta_{a}$, $s/s_{max}$, $f_{fs}/f_{a}$ 중 최대 | 장기 합계 처짐 [mm] | 활하중 순간처짐 [mm] |
|---|---|---|---|
| KDS 14 20 30 (RC) | 0.23 | 5.8 | 1.46 |
| KDS 14 20 68 | 0.58 | 12.3 | 4.41 |
| KDS 24 50 05 | 0.58 | 9.4 | 3.36 |
| ACI 440.1R-15 | 0.75 | 9.8 | 3.51 |
| ACI 440.11-22 | 0.58 | 12.7 | 4.54 |
| AASHTO-2018 | 0.59 | 13.7 | 3.42 |
💡 숫자에서 읽히는 것 (펼치기)
처짐가장 큼 AASHTO 13.7 mm (RC 5.8 mm의 2.4배), 가장 작음 KDS 24 9.4 mm
균열 제어 간격RC 950 mm, FRP 179–231 mm → 실제 134 mm는 모두 OK
한계응력 가장 엄격 ACI 15 140 MPa, 가장 느슨 KDS 14 168 MPa; 크리프 한계는 ACI 15만 0.20$f_{fu}$ (나머지 0.30$f_{fu}$)
여유현재 $M_s$ = 120 kN·m → RC 368 kN·m (3.1배, 먼저 걸림: 장기 합계 처짐), KDS 14 164 kN·m (1.4배, 먼저 걸림: 균열 간격)
$C_E = \mathbf{0.85}$ ← KDS 14 20 68 3.2(6) 섬유, 환경과 무관하게 0.85 고정 (GFRP 전용 기준)
$f_{fu} = C_E\, f_{fu}^* = 0.85 \times 1{,}000 = \mathbf{850}\ \text{MPa}$
크리프파괴 응력한계 $f_{f,s} \le 0.30\, f_{fu} = \mathbf{255}\ \text{MPa}$ ← 4.4.3 (사용성 앱에서 사용)
이 앱(사용성)에서의 영향: $C_E \to f_{fu} \to$ 크리프파괴 한계 $0.30\, f_{fu} = \mathbf{255}\ \text{MPa}$ 뿐
처짐, 균열 간격은 $E_f,\ k_b$가 결정 (ACI 440.1R-15는 섬유 종류가 크리프 한계 0.20/0.30/0.55도 바꿈)
처짐, 균열 간격은 $E_f,\ k_b$가 결정 (ACI 440.1R-15는 섬유 종류가 크리프 한계 0.20/0.30/0.55도 바꿈)
자동: $d_t = h - c - d_{bv} - d_b/2 = 600 - 40 - 13 - 12.7 = 534.3$, $d = d_t - (d_b + 25)/2 = 509.1$ (2단: 두 층의 도심, 층간 순간격 25 mm)
0.23 / 0.58