콘크리트 블록의 규정 검토 (AISC)

베이스 플레이트 하부의 콘크리트는 균일한 강성을 가진 Winkler 지반으로 시뮬레이션되며, 이를 통해 접촉 응력이 산정됩니다. 베이스 플레이트와 접촉하는 재하 면적의 평균 응력이 압축 검토에 사용됩니다.

압축 상태의 콘크리트

콘크리트 설계 압축 지압 강도는 AISC 360-16, Section J8에 따라 설계됩니다. 콘크리트의 지지 면적이 베이스 플레이트보다 큰 경우, 설계 지압 강도는 다음과 같이 정의됩니다.

\[ f_{p(max)}=0.85 f_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le 1.7 f'_c \]

여기서:

• f'_c – 콘크리트 압축 강도
• A₁ – 콘크리트 면과 접촉하는 베이스 플레이트 면적 (절두체의 상부 면적)
• A₂ – 콘크리트 지지 면적 (수직 1 : 수평 2의 경사를 가진 절두체의 기하학적으로 유사한 하부 면적)

지압에 대한 콘크리트 검토는 다음과 같습니다.

σ ≤ ϕ_c f_p(max) (LRFD의 경우)

σ ≤ f_p(max) / Ω_c (ASD의 경우)

여기서:

• σ – 베이스 플레이트 하부의 평균 압축 응력
• ϕ_c = 0.65 – 콘크리트에 대한 저항 계수
• Ω_c = 2.31 – 콘크리트에 대한 안전 계수

전단력 전달

전단 하중은 다음 옵션 중 하나를 통해 전달될 수 있습니다:

• 전단 키,
• 마찰,
• 앵커 볼트.

전단 키

LRFD만 사용 가능합니다. 전단 하중은 전단 키를 통해 전달됩니다. 콘크리트 지압 검토와, 필요 강도를 발현하기 위한 철근이 제공되지 않는 경우 콘크리트 파열 검토가 필요합니다.

콘크리트에 대한 전단 키의 지압 내력은 ACI 349-01 – B.4.5 및 ACI 349-01 RB11에 따라 다음과 같이 산정됩니다:

ϕP_br = ϕ 1.3 f'_c A₁ + ϕ K_c (N_y – P_a)

여기서:

• ϕ = 0.7 – ACI 349에 따른 콘크리트 지압에 대한 강도 감소 계수
• f'_c – 콘크리트 압축 강도
• A₁ – 힘 방향으로의 매립된 전단 키의 투영 면적 (콘크리트 부재 상부의 그라우트와 접촉하는 키 부분 제외)
• K_c = 1.6 – 구속 계수
• N_y = n A_se F_y – 인장 앵커의 항복 강도
• P_a – 외부 축력

ACI 349 – B11에 따른 전단 키의 콘크리트 파열 강도는 다음과 같습니다:

\[ \phi V_{cb} = A_{Vc} 4 \phi \sqrt{f'_c} \]

여기서:

• ϕ = 0.85 – ACI 349에 따른 전단에 대한 강도 감소 계수
• A_Vc – 전단 하중 방향으로 전단 키의 지압 모서리에서 자유면까지 45° 평면을 투영하여 정의되는 유효 응력 면적. 전단 키의 지압 면적은 투영 면적에서 제외됨

코드 설정에서 콘크리트 파열 저항이 비활성화된 경우, 철근 콘크리트를 통해 전달되어야 하는 힘이 사용자에게 제공됩니다.

마찰

전단 하중은 마찰을 통해 전달됩니다. 전단 저항은 다음과 같이 산정됩니다:

ϕ_c V_r = ϕ_c μ C    (LRFD)

V_r / Ω_c =μ C / Ω_c    (ASD)

여기서:

• ϕ_c = 0.65 – 저항 계수 (LRFD)
• Ω_c = 2.31 – 안전 계수 (ASD)
• μ = 0.4 – 베이스 플레이트와 콘크리트 사이의 마찰 계수 (AISC Design guide 7 – 9.2 및 ACI 349 – B.6.1.4의 권장값 0.4, 코드 설정에서 편집 가능)
• C – 압축력

앵커 볼트

전단 하중이 앵커 볼트만을 통해 전달되는 경우, 각 앵커에 작용하는 전단력은 유한요소법으로 산정되며, 앵커 볼트는 다음 장에 설명된 바와 같이 ACI 318-14에 따라 검토됩니다.