근사해법을 실무 설계에 적용하기
연속보의 조건을 검토하고, 근사해법의 적용 가능 여부를 판단한 뒤 계수모멘트와 전단력을 산정한다. 조건을 만족하지 않으면 계산값을 설계값으로 사용하지 않고 정밀해석으로 전환한다.
설계 과제와 기본 데이터
아래 기본값은 3경간 연속보의 예시이다. 입력값을 실제 프로젝트 값으로 바꾸어 다시 검토할 수 있다.
- 구조형식: 3경간 철근콘크리트 연속보
- 순경간: 5.0 m, 5.4 m, 5.2 m
- 등분포 고정하중: 12 kN/m
- 등분포 활하중: 18 kN/m
- 불연속 단부: 받침부와 일체
- 외단부 받침: 테두리보
근사해법 적용 가능성 판정
수치조건과 설계자가 확인해야 하는 조건을 분리해 검토한다.
자동 판정 결과
인접 경간차는 각 쌍의 짧은 경간에 대한 비율로 계산한다. 활하중은 고정하중의 3배 이하이어야 한다.
적용할 근사식
정모멘트
부모멘트와 전단력
외단부가 받침과 일체인 경우의 부모멘트는 테두리보 \(\displaystyle \frac{w_u l_n^2}{24}\), 기둥 \(\displaystyle \frac{w_u l_n^2}{16}\)을 사용한다.
계수하중과 단면력 계산
기본 하중조합은 \(w_u=1.2w_D+1.6w_L\)로 설정하였다. 프로젝트에 적용되는 최신 기준의 지배 하중조합을 확인한 후 계수를 조정한다.
계산 요약
| 검토 위치 | 적용식 | 기준 경간 | 계산 단면력 |
|---|
받침부 계산의 기준 경간은 교육용으로 해당 외측 경간을 사용한다. 실제 설계에서는 받침부 좌우 경간, 받침면 위치, 순경간 정의 및 기준 적용 위치를 도면과 현행 설계기준에서 재확인한다.
제출할 설계 검토서
- 구조 평면 또는 보 일람표에 순경간과 받침 조건을 표시한다.
- 다섯 가지 적용조건을 표로 정리하고 적합·부적합의 근거를 쓴다.
- 지배 하중조합과 \(w_u\) 산정 과정을 제시한다.
- 경간별 정모멘트, 받침부 부모멘트와 전단력 계산표를 작성한다.
- 집중하중, 경간 불규칙, 단면 급변 등 정밀해석이 필요한 사항을 기술한다.
- 근사해석 결과를 해석프로그램 결과와 비교하고 차이의 원인을 설명한다.
기본값 계산 결과 및 검토 요점 보기
기본값의 계수하중은 \(w_u=1.2(12)+1.6(18)=43.2\,\mathrm{kN/m}\)이다. 인접 경간차 비율은 8.0%와 약 3.85%이며, \(w_L/w_D=1.50\)이므로 수치조건을 만족한다. 나머지 세 조건도 체크된 경우에만 근사해법 적용 가능으로 판정한다.
근사해법은 적용조건을 모두 만족할 때만 설계 단면력 산정에 사용한다. 하나라도 만족하지 않거나 집중하중·강성 급변·불규칙 지점조건이 있으면 구조해석 모델을 이용한 정밀해석 결과를 우선한다.