워크드 예제 — 지반 위 교대 확대기초
교대 확대기초는 이 묶음에서 가장 비대칭인 부재입니다. 한쪽 끝에서 벽체가 내리누르며 옆으로 밀고, 뒷굽은 뒤채움을 길이 방향으로 받고, 지반은 결코 균일하지 않은 압력으로 답합니다. 힘의 크기도 교각 기초보다 한 자릿수 큽니다 — 지배 스트럿이 35,379 kN을 받습니다.
AStrutTie 2020 Technical Book, Example 03-3.2(교대, 직접기초).
주어진 값
- 저판 6,900 × 11,400 × 1,600 mm, 벽체 폭 1,600 mm, 저판 구간 3,700 + 1,600 + 1,600 mm
- fck = 24 MPa · fy = 400 MPa · 검토 폭 b = 11,400 mm
- 벽체 W: V = 13,460 kN · H = 3,590 kN · M = 42,700 kN·m
- 뒷굽 D: 분포하중 w₁ = 1,300 kN/m · w₂ = 650 kN/m
- 하중조합 LC01 = 1.00 W + 1.00 D
- 철근: 상·하면 91-#9 · 수직전단 22-#6 @300 · 수평전단 2-#6 @300
모델
절점 12, 요소 21, 지점 2, 지압판 5개. 상현 1–6, 하현 7–12. 벽체면에서 절점 거리는 여기서 150 mm(기초들보다 큼)이고 상·하 피복은 100 mm입니다.
부재력 — 규모가 드러나는 곳
| 요소 | 부재력 (kN) | 요소 | 부재력 (kN) |
|---|---|---|---|
| E3 (타이) | +17,522.3 | E13 (스트럿) | −35,379.0 |
| E4 (타이) | +17,522.3 | E15 (스트럿) | −13,300.1 |
| E12 (타이) | +29,683.8 | E11 (스트럿) | −10,878.0 |
| E21 (타이) | +9,660.2 | E9 (스트럿) | −10,227.0 |
| E20 (타이) | +8,892.7 | E14 (스트럿) | −9,675.3 |
타이 — 여유가 거의 없는 하나
ACI 318 §23.7배근 91-#9 = 58,670.22 mm². Tie 3의 필요량은 58,407.55 mm² — 여유 0.4%로 통과합니다. 이 숫자가 볼 값어치가 있습니다. 철근 한 가닥이면 뒤집힐 O.K.인데, 요약 판정 안에 숨지 않고 그대로 인쇄됩니다.
| 타이 | Fu (kN) | As,req (mm²) |
|---|---|---|
| Tie 1 | 3,465.98 | 11,553.28 |
| Tie 2 | 10,277.36 | 34,257.87 |
| Tie 3 | 17,522.27 | 58,407.55 |
| Tie 20 | 8,892.74 | 29,642.46 |
| Tie 21 | 9,660.17 | 32,200.56 |
스트럿
ACI 318 §23.4S13은 35,379 kN을 받고도 통과합니다 — 필요 507.1 mm, 제공 1,052.0 mm. 여기서 검토 폭이 저판 전폭 11.4 m이기 때문입니다.
| 스트럿 | θ | Fu (kN) | wreq (mm) | wprov (mm) |
|---|---|---|---|---|
| S13 | 47.1° | 35,379.0 | 507.1 | 1,052.0 |
| S15 | 40.3° | 13,300.1 | 190.6 | 262.0 |
| S11 | 48.2° | 10,878.0 | 155.9 | 300.0 |
| S9 | 48.2° | 10,227.0 | 146.6 | 300.0 |
| S14 | 90.0° | 9,675.3 | 138.7 | 1,300.0 |
| S19 | 0.0° | 8,599.4 | 123.3 | 200.0 |
절점영역
ACI 318 §23.9Node 2·3 = CTT(βn = 0.60), Node 7 = TTT, Node 11 = CTT. 집중절점 N1 CTT · N4 TTT · N5 CCT · N8 CTT · N9 CCT · N10 CTT · N12 CCT. 전 면 O.K. — 빠듯한 절점을 통과시키는 것은 확장 절점영역 기하입니다(Node 12에서 W₁,prov = 269.8 mm).
벽체·뒷굽·뒤채움·지반압이 하나의 비대칭 저판 위에 얹혀도, 설계는 여전히 세 검토로 줄어듭니다. 기억할 숫자는 Tie 3입니다 — 여유 0.4%의 O.K., 있는 그대로. 검증 방법 보기 →