지하박스 구조물 설계방법 및 벽체 단면검토 방법 기준 및 방침정리

■ 설계방법 관련 설계기준

1) KDS 14 20 00 (콘크리트 구조설계(강도설계법) 일반사항)

∙ 1.2 적용범위 (2) : 콘크리트 구조물의 설계는 이 기준에서 제시한 강도설계법을 적용하는 것을 원칙으로 한다.

2) KDS 24 10 11 (교량 설계 일반사항(한계상태설계법))

∙ 1.1 적용범위 (1) : 이 기준의 규정은 도로교 및 철도교의 설계, 평가 및 보수·보강에 적용함을 그 목적으로 한다.

3) KDS 47 10 40 (철도설계기준, 지하구조물)

∙ 1.2 적용범위 (1) : 지하철도 본선 및 정거장과 부대시설을 건설하는데 시행되는 개착구조(무근 및 철근콘크리트 구조, 강구조)와 가시설구조 및 기타 지하철도와 관련된 부대시설의 설계에 적용한다.

4) KDS 44 90 00 (도로암거 구조설계기준)

∙ 1.2 적용범위 (1) : 이 기준은 도로 하부에 설치되는 수로 및 통로 암거의 구조설계에 적용한다.

5) KDS 29 10 00 (공동구 설계일반)

∙ 1.2 적용범위 (1) : 이 기준은 공동구, 공동구 관련 특수부, 부대설비 설계에 적용한다.

■ 설계방법 관련 설계실무요령 및 도로공사 방침

1) 국도건설공사 설계실무 요령 (국토교통부, 2021) [4. 구조물공(설계요령) 마. 설계방법 및 적용 구조물

∙ 적용구조물

2) 고속도로 암거 설계기준 개선검토(도로공사, 2014.2, 설계처-531)

∙ 암거 설계조건 및 기준 제시

구 분	내 용
설계 조건 및 기준	o 사용재료 특성	- 콘크리트 강도(fck) = 27 MPa - 콘크리트 탄성계수(Ec) =8500(27+4)^1/3 = 26,700 MPa - 철근강도(fy) : 500 MPa , 철근 탄성계수(Es) = 200,000 MPa
	o 성토재 특성	- 토사성토 : 단위중량 19KN/㎡, 내부마찰각 30˚ - 암 성 토 : 단위중량 20KN/㎡, 내부마찰각 35˚
	o 하중조합	- 콘크리트 구조설계기준(2012) 적용
	o 수압	- 지하수에 의한 수압(절토부) 및 암거내공단면 80% 내부수압 고려(수로암거)
	o 설계 안전율	- 90%내외 적용
	o 단면조정 기준	- 단면 최적화시 단면 축소는 50㎜ 단위 적용
	o 철근간격	- 주철근 배근간격 : 100㎜, 125㎜, 150㎜

■ 벽체 단면검토 방법 기준 및 방침

설계기준	내용
KDS 14 20 20 (콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준 4.1.2(5))	휨모멘트와 축력을 동시에 받는 철근콘크리트 부재로서 계수축력이 0.10fckAg보다 작은 경우 축력의 영향을 무시하고 휨부재로 취급하여 휨강도를 계산할 수 있다.
지하박스 구조물 설계개선 방안 (도로공사, 기술심사처-2695(2015.11.23.)	… 벽체 설계 시 휨·압축 부재 설계 및 최신 설계 기준 적용을 통한 합리적이고 경제적인 설계 유도

■ 검토방법 비교

설계방법	내용
휨부재 설계	일반적으로 휨에 의한 인장지배 단면은 순수 휨부재 설계시 보수적인 설계가 가능하며 설계방법 간단
휨·압축부재 설계	인장지배 영역에서 축강도(ΦPn)와 휨강도(ΦMn)의 상관관계를 고려하여 단면 및 철근량 축소 가능

■ “지하박스 구조물 설계개선방안“의 휨·압축부재 설계 일반사항

- 단면 설계 전 벽체 또는 기둥 여부 판별 후 단면 특성에 적합한 구조세목 적용(수평철근, 띠철근 관련 규정 등)

※ 판별조건 : 콘크리트 구조기준 11.2.(1)

․ 벽체 조건 : Pu ≤ 0.4 x fck x Ag 이고 수직철근량 As ≤ 0.01 x Ag

․ 기둥 조건 : 벽체 이외의 조건

- 암거 등 벽체 두께가 얇은 구조물의 경우 콘크리트 단면만으로 전단에 저항할 수 있도록 계획

- 휨·압축부재 설계 시 균열 등 사용성 검토 시행

- 고정하중 감소 및 활하중 미재하 상태를 반영할 수 있는 하중조합 포함

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