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제8장 전단 및 비틀림 설계

8.1 전단파괴

전단파괴는 보의 복부에 경사진 균열이 발생하여 일어나는 취성파괴로, 휨보다 먼저 발생할 경우 구조물에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 보의 길이 대비 깊이, 전단력의 위치 및 조합응력 등이 영향을 미친다.

KDS 14 20 22, 4.1 전단설계 원칙

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해설 그림 4.1.1-1 보 단부의 자유물체도
(출처: ACI318M-08)
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해설 그림 4.1.1-2 하중이 부재의 하단에 작용하는 부재의 전단 위험단면
(출처: ACI318M-08)
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해설 그림 4.1.1-3 전형적인 받침 조건에 따른 전단위험단면
(출처: ACI318M-08)

8.2 전단강도

전단강도는 콘크리트와 전단철근이 공동으로 담당하며, 무보강 보에서는 골재 맞물림, 다월작용, 아치작용 등에 의해 전단에 저항한다. 보강이 있을 경우 공칭전단강도는 𝑉𝑛 = 𝑉𝑐 + 𝑉𝑠 형태로 나타난다.

KDS 14 20 22, 4.2 콘크리트에 의한 전단강도

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해설 그림 4.2.2-2 콘크리트 보의 균열 형상

8.3 전단설계

전단설계는 KDS 기준에 따라 지점으로부터 거리 d의 위험단면에서 수행한다. 𝑉𝑢 ≤ 0.5𝜙𝑉𝑐일 경우 전단보강이 불필요하나, 그 이상에서는 최소 또는 충분한 전단철근이 필요하다. 전단보강철근량과 간격은 공식을 통해 산정되며, 최대 간격 제한도 적용된다.

KDS 14 20 22, 4.11 슬래브와 기초판에 대한 전단 설계

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내부 접합부에서 위험단면과 스터럽 전단철근의 배치
(출처: ACI 318)