19.1 아치 거동
아치 구조는 휨보다는 축력 위주의 아치형 하중 전달 시스템이다. 주로 개구부 위나 처마, 아치형 교량 등에 사용되며, 중력 하중에 대한 압축지배적 거동을 한다.
19.2 스트럿-타이 모델
스트럿-타이 모델은 복잡한 응력 상태를 이상화하여 단순화한 해석 기법으로, 스트럿(strut), 타이(tie), 노드(node)로 구성된다. 주로 깊은 보, 개구부 주변 등에서 사용된다.
- 스트럿: 압축력 지지 부재 (콘크리트)
- 타이: 인장력 지지 부재 (철근)
- 노드: 스트럿과 타이가 만나는 접점
19.3 적용 예
스트럿-타이 모델은 딥빔, 캔틸레버, 지점부, 개구부 주변 등에서 많이 사용된다. 수치해석보다는 보수적 설계가 가능하다는 장점이 있다. 하중 전달 경로를 명확히 하여, 구조 안전성을 확보할 수 있다.
[응용 예제] 스트럿-타이 구성요소와 타이 철근량
깊은 보의 스트럿-타이 모델에서 타이 인장력 Tu = 600 kN, 철근 항복강도 fy = 400 MPa, 강도감소계수 φ = 0.75일 때 필요한 타이 철근량 Ast를 구하시오.
[풀이] φ·Ast·fy ≥ Tu이므로,
Ast ≥ 600,000/(0.75×400) = 2,000 mm²
[해설] 스트럿은 콘크리트 압축장, 타이는 철근 인장재, 노드는 힘이 모이는 절점이다. 산정 철근은 타이의 힘 흐름을 따라 충분히 정착해야 한다.