복철근보 설계휨강도

복철근보의 정의

복철근보는 인장철근 외에 압축철근을 함께 배근하여 휨강도를 높인 보다.

단면 크기를 키울 수 없을 때 큰 휨모멘트를 견디는 기본 수단이다.

시험에서는 단철근보와의 차이와 설계휨강도 계산이 자주 출제된다.

단철근보와 비교

단철근보는 인장철근만 배근한 보다. 휨강도가 압축 블록 깊이에 제한된다.

복철근보는 압축철근을 추가해 같은 단면에서 더 큰 휨강도를 얻는다.

보 높이가 제한되거나 역모멘트가 걸리는 지점부에 복철근보를 쓴다.

설계휨강도 계산 원리

복철근보의 휨강도는 인장철근량을 두 몫으로 나누어 구한다.

첫째 몫 As - As′ 는 압축 콘크리트와, 둘째 몫 As′ 는 압축철근과 짝을 이룬다.

두 모멘트를 각각 구해 더하면 공칭휨강도 Mn 이 된다.

마지막으로 강도감소계수 φ를 곱해 계수모멘트 Mu 와 비교한다.

압축철근 항복 판정 예제

예제로 압축철근이 항복하는지 먼저 판정한다.

먼저 인장철근이 모두 항복한다고 가정하고 압축블록 깊이 a 를 구한다.

a 는 약 91.6 mm 이다. 이어서 압축철근 변형률로 항복 여부를 판정한다.

항복하지 않으면 응력을 Es·εs′ 로 줄여 평형식을 다시 세운다.

흔한 실수와 정리

가장 흔한 실수는 압축철근 응력을 항상 fy 로 두는 것이다.

압축철근이 항복하지 않으면 fs′ = Es·εs′ 로 계산해야 한다.

복철근보 계산은 항복 판정, 블록 깊이, Mn 합산, φ 적용 순서로 진행한다.

시험에서는 항복 판정과 설계휨강도 계산이 함께 출제된다.