경험적 설계법 - 교량 바닥판

정의

경험적 설계법은 교축직각 방향 부재에 지지된 바닥판을 휨 해석 없이 규정 배근으로 설계하는 방법이다.

이 방법은 바닥판이 아치작용으로 하중을 전달한다는 점에 근거한다.

시험에서는 적용 조건과 배근 계획을 함께 묻는다.

구속 바닥판의 하중 경로

바퀴 하중을 받은 바닥판은 휨으로 처진다.

처짐이 커지면 판 중앙면에 인장과 압축 막력이 생긴다.

가장자리 구속이 있으면 압축 막력이 유지되어 펀칭 강도가 증가한다.

이 때문에 구속된 바닥판은 탄성 휨 해석값보다 큰 저항을 보인다.

설계 판단 4단계

설계 판단은 네 단계로 진행한다.

첫째, 교축직각 방향 부재에 지지되는지 확인한다.

둘째, 면내 구속 조건이 성립하는지 확인한다.

셋째, 두께와 지간이 적용 범위에 드는지 확인한다.

넷째, 조건을 만족하면 규정 배근을 적용하고, 만족하지 않으면 일반 휨 해석으로 되돌아간다.

철근량 계산 예시

철근량은 단위 폭 1m당 철근 단면적으로 구한다.

A_s는 단위폭 1m당 철근 단면적이고, A_b는 철근 1본의 단면적이다.

H16은 단면적 198.6mm²이다. 간격 150mm로 배치하면 1324mm²/m가 된다.

간격 125mm이면 1589mm²/m이다. 이 값은 가상의 예이며, 실제 배근은 기준의 간격과 최소 철근 조건을 먼저 만족해야 한다.

적용 조건과 지지 방식

경험적 설계법은 적용 조건이 정해진 방법이다.

교축직각 방향 부재에 지지되고 횡구속이 확보된 경우에만 적용한다.

거더 간격, 바닥판 두께, 지간비 등 조건을 먼저 확인한다.

조건을 벗어나면 일반 해석법으로 되돌아간다.

시험에서 자주 나오는 실수

시험에서 자주 나오는 실수를 짚어 본다.

첫째, 모든 교량에 경험적 설계를 적용하는 실수가 많다.

둘째, 두께와 지간에 단위를 빠뜨리거나 mm와 m를 섞으면 감점된다.

셋째, 주철근은 교축직각, 배력철근은 교축 방향에 배치한다. 넷째, 간격의 최소·최대 규정을 확인한다.