강구조 기둥 주각부 베이스플레이트

베이스플레이트의 정의

기둥은 강재라서 기초 콘크리트 위에 그대로 세울 수 없다.

그래서 기둥 밑에 넓은 강판을 깔아 하중이 콘크리트 면적 전체에 퍼지게 한다.

이 강판이 베이스플레이트이며, 축력과 휨모멘트를 기초로 전달한다.

주각부 구성요소

주각부는 기둥의 축력과 휨모멘트를 베이스플레이트를 거쳐 기초로 전달하는 부위다.

구성요소는 기둥 하단, 베이스플레이트, 앵커볼트, 그라우트, 콘크리트 기초다.

베이스플레이트는 지압응력과 휨두께를 검토하고, 앵커볼트는 인장력과 전단력에 저항한다.

지압 면적 검토

베이스플레이트 설계는 먼저 지압 면적을 검토하는 것부터 시작한다.

소요 면적은 소요 축력을 φc·0.85·fck로 나눠 구한다.

면적이 부족하면 콘크리트가 지압 파괴되므로 충분한 면적을 확보한다.

지압 면적을 정한 뒤 두께를 계산하는 순서로 검토한다.

두께 산정

다음은 두께 산정이다. 기둥 외곽에서 돌출된 판이 캔틸레버처럼 휜다고 본다.

위험단면의 소요 모멘트를 구하고, 그 휨에 저항할 두께를 계산한다.

두께는 휨 저항 조건으로 산정하며, 이 두께가 주각 설계의 핵심이다.

식에서 tp는 플레이트 두께, Mu는 위험단면 소요 모멘트다.

주각 형식 비교

주각 형식은 힌지형(핀)과 고정형으로 나뉜다.

핀 주각은 휨모멘트를 거의 전달하지 않아 판 두께가 상대적으로 작다.

고정 주각은 큰 휨을 받으므로 앵커와 판 두께 검토가 중요하다.

고정 주각은 강성이 커서 횡변위를 줄이지만 앵커와 기초 부담이 커진다.

흔한 실수와 판정

먼저 하중 조합을 빠뜨리는 실수다. 고정하중과 활하중을 각각 계수한다.

지압 면적과 페데스탈 면적을 혼동하는 실수도 흔하다.

단위는 kN, MPa, mm로 통일해 계산한다.

중심축하중만 받으면 지압응력은 균등하게 분포한다.

핵심 정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

설계 축력은 계수하중 조합으로 구하고, 지압 면적을 먼저 검토한다.

두께는 캔틸레버 휨모멘트로 산정하고, 답안에는 적용한 근거 기준을 명시한다.