실전 예제 — 2기둥 직접기초

기둥 둘, 하중 케이스 둘입니다. 기둥 1은 8,500 kN에 120 kN과 5,500 kN·m를, 기둥 2는 8,000 kN에 130 kN과 6,000 kN·m를 싣고, 조합은 둘을 더합니다. 지반은 스프링으로 반력을 내므로 기초 아래 압력이 고르지 않습니다. 기술서 예제를 열면 2기둥 직접기초 템플릿에 치수·하중·재료·철근이 이미 입력되어 있습니다.

템플릿은 상현을 상면 아래 100 mm, 하현을 하면 위 100 mm에 두고, 기둥마다 절점 두 개와 절점마다 수직재를 둡니다. 절점 20, 부재 37입니다. 기술서처럼 기둥이 지점이고 지반압은 하현을 따라 하중으로 들어갑니다. 스프링 때문에 트러스는 2차 부정정이라 앱은 강성 해석으로 풉니다. 기술서의 최종 모델은 최적화 해석으로 다듬은 절점 24, 요소 45짜리라 부재력이 다릅니다. 최대 하현 인장은 여기서 2,549.6 kN, 기술서 2,535.4 kN(+0.6%)이고, 최대 압축은 사재 m31의 4,498.6 kN, 기술서 상현의 4,844.4 kN(−7.1%)입니다.

강도 검토 49건이 모두 통과합니다. 최소 안전율은 기둥 1 근처 수직 타이 m22의 1.25이며, #6 전단철근이 받습니다. 정착은 강도 판정과 따로 보고되며, 하현 타이 양 끝이 통과하지 못합니다. 이유는 ⑦에서 설명합니다.

기둥 아래와 바깥쪽에서는 하현이 인장이며, m3의 2,549.6 kN이 최대로 8,499 mm²가 필요합니다. 33-#8이 16,721 mm²를 제공합니다(1.97). 기둥 사이에서는 기초가 반대로 휘어 상현이 인장을 받고, m14·m15의 2,236 kN이 최대입니다. 수직 타이는 전단철근이 맡습니다. m22는 1,853.6 kN을 받고, 유효 폭 안의 #6 27가닥 7,696 mm²가 받칩니다(1.25). 기술서가 싣는 타이 검토, 예컨대 T45의 2,535.40 kN에 필요한 8,451.34 mm²는 앱의 대조표에서 같게 나옵니다.

이 기초의 전단철근은 양방향 #6 @ 300 mm로, ρ가 연직 약 0.0013, 수평 약 0.0011입니다. β_s = 0.75에 필요한 §23.5의 방향별 0.0025에 못 미칩니다. 그래서 기술서처럼 모든 스트럿을 β_s = 0.40으로 보며, f_ce = 8.16 MPa입니다. 템플릿 기본값은 0.75인데, 이 기초에 없는 철근을 전제로 한 값입니다. 가장 큰 힘을 받는 스트럿은 기둥 1에서 내려오는 사재 m31로, 4,498.6 kN에 가용 폭 282.5 mm 중 147 mm가 필요합니다(1.92).

가장 빠듯한 절점은 기둥 1 안쪽 지점 t3입니다. 지압면이 200 mm 중 97.1 mm를 씁니다(2.06). 현재를 따라 타이가 만나는 절점은 CTT며, 사재 m31이 닿는 b4가 3.04로 가장 낮습니다. 기술서의 절점 N3 C-3 면 검토(4,050.0 kN에 필요 52.9 mm)는 앱의 대조표에서 그대로 재현됩니다.

하현 철근은 기초 양 끝에서 350 mm 떨어진 절점 b1과 b10에서 끝납니다. 직선이면 #8 철근에 ℓd = 1,220 mm가 필요한데, 확장 절점영역이 남기는 길이는 514 mm로 안전율 0.42입니다. 갈고리로 바꿔도 필요 길이가 753 mm라 514 mm보다 깁니다. 절점이 연단에 그만큼 가깝기 때문입니다. 기술서의 이 예제 검토표에는 정착 검토가 없으며, NG는 앱이 보고한 그대로 보였습니다.

같은 기초, 같은 하중, 같은 철근입니다. 두 판의 강도식과 φ가 같아 기술서 검토표가 싣는 값은 모두 같게 나옵니다. 달라지는 것은 모델(템플릿 트러스 대 기술서의 최적화 모델)과 검토 두 가지입니다. 기초에 §23.5 철근이 없어 스트럿은 기술서의 β_s = 0.40을 그대로 쓰고, 앱은 모든 타이 끝의 정착을 검토합니다.