연결기초 설계

정의

연결기초는 두 개 이상의 기둥 기초를 스트랩 보로 묶은 복합 기초다.

외부 기둥의 편심 하중을 내부 기초와 함께 저항하도록 만든 것이다.

이때 스트랩 보는 기초판에 하중을 전달하는 연결 부재가 된다.

등장 배경

건물이 대지 경계선에 붙으면 외부 기둥을 기초 중심에 둘 수 없다.

그러면 기둥 하중이 기초판 가장자리에 편심으로 걸린다.

편심이 커지면 접지압이 한쪽에 몰려 기초가 기울 수 있다.

그래서 옆 기초와 보로 묶어 힘을 나눠 받게 한다.

편심 평형

외부 기둥의 편심 모멘트는 연결보가 내부 기초로 넘긴다.

모멘트 평형식은 R2 와 l 의 곱이 P1 과 e 의 곱과 같다는 식이다.

여기서 연결보는 토압을 받지 않는 순수 휨 부재로 가정한다.

계산 예시

정답은 연결보다. 이 보가 외부 기초의 편심 모멘트를 넘긴다.

예로 C1 의 고정하중 900kN, 활하중 600kN, 허용지지력 300kN/m² 를 본다.

사용하중 1,500kN 을 허용지지력으로 나누면 필요 면적은 5.0 m² 이다.

계수하중 2,040kN 은 사용하중 1,500kN 보다 커서 방향이 맞다.

세 형식 비교

연결 형식은 스트랩 기초, 결합기초, 캔틸레버 기초로 나뉜다.

결합기초는 기초판 하나로 두 기둥을 받고, 캔틸레버 기초는 보로 잇는다.

기둥 배치와 대지 여건에 따라 형식을 고른다.

흔한 실수

실수는 대개 네 가지로 나온다.

편심을 무시하고 두 기둥 하중의 합을 중심에 두면 접지압이 틀린다.

자중을 빼먹거나 전단 검토를 생략하면 안 된다.

편심이 커지면 연결보 휨모멘트는 어떻게 바뀌는지 확인해 보자.

정리

정답은 커진다. 편심 모멘트에 비례해 연결보 휨모멘트가 커진다.

정리하면 연결보로 편심을 넘기고, 접지압과 전단을 함께 검토한다.