확대기초 설계

확대기초의 정의

확대기초는 기둥이나 벽체의 하중을 넓은 기초판으로 분산해 지반에 전달하는 얕은기초다.

이 기초판은 지반반력을 받는 캔틸레버 판 또는 보로 설계한다.

설계의 기본 조건은 지반반력이 허용지내력 이하가 되는 것이다.

지반반력과 위험단면

기초판 밑면에 작용하는 접촉압력을 지반반력이라 한다.

중심하중이면 등분포로 보고, 편심하중이면 사다리꼴 분포로 본다.

휨의 위험단면은 기둥 외면이다. 벽체를 지지하면 벽체 외면으로 본다.

편심하중이면 기초 조건에 따라 지반반력 분포를 따로 검토한다.

전단 검토 위치

전단은 두 가지로 나누어 검토한다. 두 위치가 다르다는 점이 핵심이다.

휨은 기둥 외면이고, 1방향 전단은 기둥 면에서 유효깊이 d 떨어진 위치다.

2방향 전단, 즉 뚫림 전단은 기둥 둘레 b0의 임계단면에서 검토한다.

두 위치를 섞으면 감점이 된다. 전단과 휨의 위치를 구분해 쓴다.

계수하중과 기초폭 계산

벽체 확대기초의 소요 기초폭을 구하는 계산 예제다. 기초의 자중은 무시한다.

계수하중 U는 고정하중 D와 활하중 L에 적용 하중조합을 적용해 구한다.

계수하중 U를 허용지내력 35tonf/m²로 나누면 소요 기초폭 B가 된다.

U는 tonf/m, q_a는 tonf/m²이므로 B는 m 단위가 된다. 실제 설계에서는 자중을 더해 다시 검토한다.

최소 두께와 배근

마지막으로 최소 두께와 배근 기준을 정리한다.

직접기초는 d 기준 150mm 이상, 말뚝기초는 d 기준 300mm 이상으로 검토한다.

무근콘크리트 기초판은 전체 두께 h 기준으로 200mm 이상으로 본다.

2방향 직사각형 기초판은 장변 철근을 전폭에 균등 배치하고, 단변 철근은 유효폭 안에 집중 배치한다.

핵심 정리와 직접 풀기

확대기초 설계의 핵심을 정리한다. 정의, 위험단면, 전단 위치, 최소 두께다.

이제 직접 풀어 보자.

정답 확인

정답은 유효깊이 d 떨어진 위치다.

휨 위험단면은 기둥 외면이므로 두 위치를 혼동하지 않는다.