동바리높이H=5.628m] [타설부재:슬래브t=250mm]‹œ스템동바리 안전성계산서.pdf · 2015.00. Ⅰ. 설계조건 ... 세장비에 따른 축방향 허용압축응력

하부거푸집 및 시스 동바리

구 검 서

(sample)

동바리 높이[ H = 5.628m]

타설부재 슬래브[ : t = 250mm]

2015.00

Ⅰ. 설계조건

1. 공사개요

2. 사용부재

3. 적용기준서

4. 검토범위 및 기타사항

5. 설계조건

6. 검토기준

7. 설계하중 및 하중조합

8. 동바리 부재의 연결조건 및 경계조건

9. 콘크리트의 타설속도 및 타설순서

10. 경사재 및 수평재 설치

Ⅱ. 합판, 장선, 멍에 검토

1. 타설부재 및 설계하중

2. 사용부재 및 설치간격

3. 거푸집 널 변형기준 등급

4. 합판 검토

5. 장선 검토

6. 멍에 검토

Ⅲ. 시스템 동바리 검토


2. 작용하중

3. 구조해석 결과

4. 수직재 검토

5. 경사재 검토

6. 수평재 검토

7. 받침철물 검토

목 차

1. 공사개요

1) 공 사 명 : -

2) 구조물명 : 지상1층 (층고 6.0m)

3) 타설부재 : 슬래브 t = 250 mm, B x L = 2740 x 4870 mm

2. 사용부재

3. 적용기준서

1) 가설공사표준시방서 (국토교통부, 2014)

2) 도로교설계기준 (허용응력설계법, 국토해양부, 2010)

3) 강구조설계기준 (허용응력설계법, 건설교통부, 2003)

4) 콘크리트 교량 가설용 동바리 설치지침 (건설교통부, 2007)

5) 강관구조설계기준 (건설교통부, 1998)

6) 콘크리트표준시방서 (국토해양부, 2009)

7) 거푸집 동바리 안전작업 매뉴얼 (한국산업안전보건공단)

4. 검토범위 및 기타사항

1) 본 구조검토는 구조계산서상에 표기된 사항에 의하여 진행되어 있으므로 이와 상이한 조건이 발생할 경우

설계자와 합의후 적절한 조치를 취함.

2) 본 공사는 국토교통부 제정 가설공사표준시방서(2014)에 의한 시공규칙에 준하여 공사하여야 하며

거푸집 및 동바리에 적용되는 각종 안전작업지침 및 설치지침에 따라 설치함.

3) 모든 재료적 성능은 계산서에 표기된 동등 이상의 제품을 확인하고 시공에 임함.

4) 동바리 지지부 하부에는 침하가 발생하지 않도록 지반을 다지고 버림콘크리트를 시공하는 등

8) 각각의 가설재(합판, 장선, 멍에 등)는 서로 견고하게 결속하여 미끄러지거나 변형이 발생되지 않도록 함.

제 원

6) 경사지에 설치되는 구조용 동바리는 수직을 유지하여야 함.

7) 슬래브에 설치되는 합판은 주변의 벽체 및 기둥 등에 견고하게 밀착되도록 설치함.

침하가 발생되지 않도록 조치함. (특히 지반하부에 공동, 배수관 등에 대한 확인 및 조치 필요)

5) 가설구조물 양측에 강성이 큰 구조물이 존재할 경우에는 직접 이에 지지하여 수평변위를 방지함.

○ 강관 Φ60.5 x 2.6t

○ 강관 Φ42.7 x 2.3t경사재

수평재

받침철물 -Jack Bse 및 U-Head : ○ 강관 Φ48.6 x 3.2t

914 mm

1725 mm

□ 강관 125×75×2.9t

□ 강관 50×50×2.3t

○ 강관 Φ42.7 x 2.3t

부 재

거푸집

장 선

멍 에

동바리 수직재

Ⅰ. 설 계 조 건

재 료

거푸집용

-

합판 t = 12 mm

STK400

설치간격

250 mm

1219 mm

-

STK400

STK400

STK400

STK500

STK400

5. 설계조건

1) 거푸집 설계

● 거푸집 설계는 허용응력설계법을 적용함.

● 거푸집 널, 장선, 멍에 부재는 등분포하중이 작용하는 단순보로 구조검토 함.

● 거푸집 널의 변형기준은 공사시방서에 따르며, 달리 명시가 없는 경우는 표면의 평탄하기 등급에 따라

순간격(Ln) 1.5m 이내의 변형이 상대변형과 절대변형 중 작은 값 이하가 되어야 함.

● 거푸집용 합판, 장선 및 멍에로 사용되는 목재의 단면성능은 가설공사표준시방서(2014년)를 적용함.

● 규격품이나 성능이 확인된 제품이외에는 공인시험기관의 확인된 값을 기준으로 한 허용응력을 적용함.

2) 동바리 설계

● 동바리 설계는 허용응력설계법을 적용함.

● 재사용 동바리 부재의 허용압축응력은 재사용 가설기자재의 성능저하를 고려하여 산정함.

● 동바리, 장선, 멍에로 사용되는 강재의 구조적 성능은 도로교설계기준(2010년)을 적용함.

● 세장비에 따른 축방향 허용압축응력 산정 및 합성응력 검토기준은 도로교설계기준(2010년)을 적용함.

● 압축력과 휨모멘트를 동시에 받는 동바리는 조합력에 의한 합성응력 및 좌굴 안전성을 검토해야 함.

● 시스템 동바리는 수평재 및 경사재를 전체에 설치하여 예상되는 수평하중을 지지하도록 하며

다만, 구조검토에 의해 안전성이 확인된 경우에는 경사재를 적절히 설치할 수 있음.

● 동바리 설계시 하중은 수직하중, 수평하중, 풍하중(W), 특수하중 (S)을 고려하여 설계함.

▶ 수직하중 - 고정하중(D) : 철근콘크리트와 거푸집의 무게를 합한 하중

- 활하중(L) : 작업원, 경량의 장비하중, 기타 시공하중, 충격하중을 포함한 작업하중

▶ 수평하중 - 수평하중 (고정하중 2%, 수평방향 단위길이당1.5kN/m 중 큰 값)

- 한번에 타설하는 굳지 않은 콘크리트의 횡경사 및 종단경사에 의한 수평력

- 풍하중, 콘크리트 측압 등

▶ 특수하중 (S) : 비대칭 타설 편심하중, 매설물 양압력, 적설하중, 장비하중, 외부진동다짐 영향 등

● 풍하중, 특수하중을 고려하는 경우에는 동바리의 허용응력을 증가시킬 수 있음.

● 동바리는 현장여건에 부합하는 부재의 연결조건과 받침조건을 고려한 2차원 혹은 3차원으로 해석하나

구조물의 형상, 평면선형 및 종단선형의 변화가 심하고 편재하의 영향을 고려할 경우에는

반드시 3차원 구조해석을 수행하여 안전성을 검증하여야 함.

● 동바리 받침부 하단의 경계조건은 원칙적으로 힌지로 간주하며 최상단은 자유단으로 가정함.

● 구조설계 순서도

③ 조합력 검토

① 하중계산

② 응력검토

동바리에 작용하는 하중 및 외력의 종류, 크기 산정- 수직방향 하중, 수평방향 하중, 특수하중 등

하중·외력에 의하여 각 부재에 발행하는 응력을 검토- 휨모멘트, 전단력, 축력, 최대 처짐량, 좌굴, 비틀림의 영향 검토

축방향 압축력과 휨모멘트를 동시에 받는 부재는 조합력에 대해 검토- 조합력에 의한 단면의 응력 안전성 및 부재의 좌굴 안전성을 검토

6. 검토기준

1) 거푸집 널의 변형기준 및 적용 (가설공사표준시방서-2014년)

표면의 평탄하기 등급에 따라 순간격(Ln) 1.5m 이내의 변형이 상대변형과 절대변형 중 작은 값 이하여야 함.

표면 등급

2) 거푸집용 합판 및 목재의 단면성능 (가설공사표준시방서-2014년)

● 콘크리트 거푸집용 합판

● 목 재 - 미 송

x

x

x

x

3) 설계기준에 의한 허용응력

① 휨 및 축방향 허용 인장응력 및 전단응력

●

● 가설공사표준시방서 - 2014년

도로교 설계기준 - 2010년

240

가설공사표준시방서와비교시 보다 안전측인도로교설계기준 적용

355 215 125

205000

190 110

330

235

강 종항복응력(MPa)

허용응력 (MPa)

STK490 210000

140 80

205000

강 종항복응력(MPa)

허용응력 (MPa) 탄성계수 E(MPa)

315 205000STK490

210000

-

STK500 360 140 210000

인장응력 (fba)

STK400 240 160

220 127

적용기준

적 용

7350 192938

탄성계수 E(MPa)

0.78

탄성계수E (MPa)

허용전단응력τb (MPa)

A급

B급

C급

상대변형 비 고

미관상 중요한 노출콘크리트 면3 mm

6 mm

13 mm 미관상 중요하지 않은 노츨콘크리트 면

A급

-

-

절대변형

Ln / 360

3413333

탄성계수E (MPa)

허용휨응력fb (MPa)

160

마감이 있는 콘크리트 면

5467500

허용전단응력τb (MPa)

하중방향단면계수

Z (mm3)

인장응력 (fba) 전단응력 (va)

STK400

STK500

단면2차모멘트

I (mm4)

두께(mm)

11000

전단응력 (va)

적용기준

15 0o (섬유방향) 18

Ln / 270

Ln / 180

16.811000 0.63

종 류전단 단면적

As (mm2)

단면계수Z (mm3)

단면2차모멘트I (mm4)

허용휨응력fb (MPa)

9012 0o (섬유방향) 13

18 0o (섬유방향) 23 250

90 5400

80

84

80 4267

13

10129219

121500

85333

98784 4148928

105

92.4

105

84 4704

90

② 허용축방향 압축응력 fca_1

● 도로교설계기준 - 2010년

+ + +

● 강구조설계기준 - 2003년

5

3

- 한계 세장비 Cc = √ (2 π2 E / fy)

- 한계 세장비에 따라 단주와 장주로 구분하여 허용축방향 압축응력 산정

● 허용축방향압축응력 fca_1 산정시 적용 설계기준

4) 동바리 부재의 세장비 한계

2차부재

131.2

STK400 STK490

강관구조설계기준강구조설계기준

- 도로교설계기준 적용

- 수직재는 주요부재, 기타 부재는 2차부재로 가정

구 분

압축부재

인장부재

120

240 300

도로교설계기준

주요부재

150 200

200

적용기준

23 (L/r)2

[ 1 -(L/r)2

적용 설계기준 적용 사유

+8Cc3

12 π2 E

3 L/r]

8Cc

]

L/r < Cc

fy2Cc2

-(L/r)

3

[

113.3

STK500

106.8

구 분

한계세장비 Cc

(L/r)26700 (L/r)2 (L/r)2

- 세장비 L/r ( L : 부재의 유효좌굴길이 r : 부재의 총단면의 단면회전반경 )

(단위 : MPa )

1,200,000 1,200,000 1,200,000

- 세장비 (L/r)에 따라 단주, 중간주, 장주로 구분하여 허용축방향 압축응력 산정

5000

15.1 < L/r ≤ 75.5

L/r ≥ 92.8 L/r ≥ 80.1 L/r ≥ 75.5

4400

비 고

215 - 1.55 ( L/r - 15.1 )140 - 0.82 ( L/r - 18.6 ) 190 - 1.29 ( L/r - 16 )

구 분 STK490 STK500

L/r > Cc

(국부좌굴을 고려하지 않은 허용축방향 압축응력, 단위 : MPa )

140 190

18.6 < L/r ≤ 92.8

L/r ≤ 15.1

STK400

축방향허용

압축응력

판두께40mm이하

L/r ≤ 16

16 < L/r ≤ 80.1

215

L/r ≤ 18.6

도로교설계기준 - 2010년 세장비가 30 이상이면 강구조설계기준보다 안전측으로 산정됨

축방향허용

압축응력

비 고

구 분

5) 거푸집 지지를 위해 사용하는 동바리의 허용압축하중에 대한 안전율 (가설공사표준시방서-2014년)

6) 부재의 성능시험에 대한 허용축방향 압축응력 fca_2 (안전율 2.5 적용)

● 수직재 ( STK500, ○ 강관 Φ60.5 x 2.6t, 단면적 A = 472.9 mm) - 시험성적서 첨부

● 경사재 ( STK400, ○ 강관 Φ42.7 x 2.3t, 단면적 A = 291.9 mm) - 시험성적서 첨부

● 수평재 ( STK400, ○ 강관 Φ42.7 x 2.3t, 단면적 A = 291.9 mm)- 시험성적서 미첨부

●

7) 허용축방향 압축응력 fca

설계기준에 의한 fca_1과 시험성적의 최대압축하중을 안전율 2.5로 나눈 fca_2 중 작은 값을 fca로 선정함.

∴ 허용축방향 압축응력 fca = min ( fca_1, fca_2 )

허용압축하중 (kN) 51.000 59.600

적용 응력값

-허용축방향 압축응력 (MPa) - - - - -

허용압축하중 (kN) - - - - - -

-최대압축하중 (kN) - - - - -

1158mm 1463mm 1768mm구 분

명칭 H-3 H-6 H-9 H-12

길이 244mm 549mm 853mm

19.300

허용축방향 압축응력 (MPa) 24.783 22.584 22.838 22.838 20.385

허용압축하중 (kN) 11.720 10.680 10.800 10.800 9.640

최대압축하중 (kN) 29.300 26.700 27.000 27.000 24.100

길이 1081mm 1289mm 1446mm 1607mm 1844mm

B-1776 B-1952

1973mm

허용축방향 압축응력 (MPa) 111.744 130.587 111.744

-

최대압축하중 (kN) 127.500 149.000 -

25.629152.252 152.252

B-2112

H-15 H-18

구 분명칭 Jack Base U-Head

길이 505mm 505mm

구 분명칭

길이

최대압축하중 (kN)

허용압축하중 (kN)

허용축방향 압축응력 (MPa)

구 분

180.000 180.000 160.900

136.096 103.954

명칭 B-1239 B-1427 B-1582

79.086

72.000 72.000 64.360 49.160 37.400 12.120

122.900 93.500

7.720

26.447

30.300

216mm 432mm 863mm 1291mm 1725mm 3450mm

P-2 P-4 P-8 P-12 P-17 P-34

지지형식 안전율 시공상태

지주형식동바리

단품 3 강재 파이프 서포트, 강관과 같이 개개폼을 이용하여 지지하는 동바리

조립형 2.5 각각의 부재(수직재, 수평재, 경사재)를 현장에서 조립하여 지지하는 동바리

받침철물 ( STK400, Jack Bse 및 U-Head : ○ 강관 Φ48.6 x 3.2t, 단면적 A = 456.4 mm )

- 시험성적서 첨부

8) 압축력과 휨모멘트를 받는 부재의 조합력에 의한 안전성 검토 기준

● 부재의 좌굴에 대한 안전정성 검토

- 부재에 대해 검토

- 부가적인 휨모멘트 영항 고려

- 부재에 대해 검토


● 단면의 응력에 대한 안전성 검토

- 단면에 대해 검토


- 단면에 대해 검토

● 조합력 검토에 대한 적용 설계기준

● 조합력에 의한 부재의 좌굴 안전성 검토 (도로교설계기준-2010년)

● 조합력에 의한 단면의 응력 안전성 검토 (도로교설계기준-2010년)

Cm : 지점간 모멘트 변화를 고려한 계수 (모멘트 변화가 직선일 경우)

fc : 단면에 작용하는 축방향력에 의한 압축응력

fca : 허용축방향압축응력

fbc : 단면에 작용하는 휨모멘트에 의한 휨 압축응력

fba : 허용휨압축응력

fe : 허용 오일러 좌굴응력 ( = 1,200,000 / (L/r )2 )

fcal : 국부좌굴에 대한 허용압축응력

fba0.6fy

fbc

fc

Cm fbc

1

≤ fcal

fba (

산 식

≤ 1fca

fba -fc

)

비 고

fcal

1

)

fca

- )fe

fcfbc

-fc

)fe

도로교설계기준2010년

fc+

(

≤

강구조설계기준2003년

fc+

fc

fca

(

설계기준

fc)

fe

(

+

fe

강구조설계기준2003년

도로교설계기준2010년

+

fc

적용 설계기준 적용 사유

≤

≤

1

fc Cm fbc

비 고

1 -fc

fe

(

1

1

fba 1

+

≤

+Cm fbc

도로교설계기준 - 2010년 허용응력 및 조합력에 대한 검토 값이 강구조설계기준보다 다소 안전측임

1 -

여기서

설계기준 산 식

fbc

9) 지점간 모멘트 변화를 고려한 계수 Cm

● 절점의 이동이 발생하는 경우

=

● 절점의 이동이 구속된 경우

M2 / M1 : 단곡률 (+), 복곡률 (-)

● 가로흔들이에 대한 브레이싱(가새)이 있고, 부재에 횡하중이 작용하는 경우

- 단부가 구속되어 있는 경우 Cm =

10) 국부좌굴에 대한 허용압축응력 fcal

11) 하중조합 및 허용응력 증가계수

12) 재사용 동바리 부재의 허용압축응력 저감 기준 및 적용 (가설공사표준시방서-2014년)

● 재사용 동바리 부재의 허용압축응력은 재사용 가설재의 성능저하에 따른 안전율 1.3으로 나눈 값 사용.

● 다만, "재사용 가설기자재 자율등록제"에 등록된 동바리 부재의 경우 안전율 1.15로 나눈 값을 사용함.

M1

0.4≥

( 단위 : MPa )

재사용 등록 1.15 부재검토시 구조해석의 단면력을 15% 증가시켜 검토함

비 고

Load Case 하 중 조 합 허용응력 증가계수

1 고정하중 + 활하중 + 수평하중 1.00

3 고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 특수하중

비 고

190 215

2

140

재사용 여부 등록 여부 저감 안전율

고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 풍하중 1.25

STK500STK400

( M1 > M2 )

STK490

1.50

- 단부가 구속되어 있지 않은 경우 Cm =

0.85

0.85

1.0

0.4+

여기서

M2

구 분

Cm

fcal

Cm = 0.6

7. 설계하중 및 하중조합

1) 수직하중 ( 고정하중, 활하중)

① 고정하중

● 콘크리트와 거푸집의 무게를 합한 하중

● 콘크리트의 단위질량은 24 kN/m3 이상 적용

● 거푸집 무게는 최소 0.4 kN/m2 이상 적용

② 활하중

● 작업원, 경량의 장비하중, 기타 시공하중 및 충격하중을 포함

● 타설부재 두께가 0.5m 미만인 경우 2.5 kN/m2 이상 적용, 전동식 카트장비 사용시 3.75 kN/m2 이상 적용

● 타설부재 두께가 0.5m 이상 1.0m 미만인 경우 3.5 kN/m2, 1m 이상인 경우 5.0 kN/m2 이상 적용

③ 최소 수직하중

● 수직하중은 고정하중과 활하중을 합한 하중

● 타설부재 두께에 관계없이 최소 5.0 kN/m2 이상, 전동식카트 사용시 최소 6.25 kN/m2 이상 적용

④ 수직하중 검토

● m

x =

2) 수평하중 (①과 ②중 큰 값 적용)

① 동바리 상단에 고정하중의 2 % 이상

② 동바리 상단에 수평방향으로 단위길이당 1.5 kN/m 이상

● 수평하중은 동바리 설치면에 대하여 X방향 및 Y방향에 각각 작용시킴.

● 콘크리트를 한번에 타설할 때 종단경사 및 횡경사에 의해 굳지 않은 콘크리크의 유체 압력이 발생하는 경우

굳지 않은 콘크리트에 의한 수평력을 수평하중(①과 ② 중 큰 값)에 추가하여 고려함.

3) 풍하중 강도 Pw

● Pw = kN/m2 (가정 값)

4) 특수하중 S (현장여건상 특수하중은 고려하지 않음)

● Ps = kN/m2

5) 하중조합

2

고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 특수하중 1.50

수직하중

kN/m20.250 6.000

0

0.75

kN/m20.400

3

1

Load Case 하 중 조 합 허용응력 증가계수 비 고

-

kN/m2

적용

적용

활하중

1.00

고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 풍하중 1.25

슬래브 하중 거푸집 하중

24 kN/m23.750 10.150

고정하중 + 활하중 + 수평하중

타설부재 두께 t = 0.250

8. 동바리 부재의 연결조건 및 경계조건 (가설공사표준시방서 - 2014년)

1) 부재의 연결조건 (가설공사표준시방서 - 2014년)

● 수직재와 수직재의 연결조건 : 연속 부재

● 수직재와 수평재의 연결조건 : 힌지 연결 (수평재 단부)

● 수직재와 경사재의 연결조건 : 힌지 연결 (경사재 단부)

● 수평재와 경사재의 연결조건 : 힌지 연결

● 구조해석시 모델링

2) 경계조건

● 구조검토시 동바리 하단은 힌지단으로 가정하였기에 침하가 발생하지 않도록 조치함.

● 동바리 하부에 별도의 기초를 사용할 경우 기초의 지지력을 검토해야 함.

특히 지반하부에 공동, 배수관 등에 대한 확인 및 지지력 확보를 위한 대책을 강구해야 함.

● U-Head에 설치되는 멍에재는 고임목 등을 사용하여 멍에재와 U-Head와의 유격을 없애야 함.

타설부재 또는 Jack Base 지지부가 경사진 경우에는 쐐기 등을 설치하여 수평을 유지해야 함.

Jack Base U-Head Jack 구조해석시 모델링

수직재와 수평재 연결 경사재와 수평재 연결

Jack Base 하단 U-Head Jack 상단

구조해석시 모델링

자유단힌지단

9. 콘크리트 타설속도 및 타설순서

● 부재 두께가 0.5m이하면 2층 이상, 0.5m 이상이면

3~4층 이상 나누어서 타설하며 이에 따른 타설속도 계획.

● 상층의 콘크리트 타설은 하층의 콘크리트가 굳기 전에

행하고 상층과 하층이 일체가 되도록 타설함.

10. 경사재 및 수평재 설치

● 경사재는 전단면에 설치하는 것을 기본으로 하고 구조해석에 의해 안전성이 확인된 경우에는

적절히 설치할 수 있음.

● 경사재는 수평재 위치마다 설치하며 시스템 경사재가 없은 경우에는 강관으로 보강함.

● 경사재는 한단면상에서 가능한 동일한 방향으로 설치하며 다음 단면에서는 반대방향으로 설치함.

● 시스템 수평재가 없는 경우에는 수평연결재(강관)으로 보강함.

타설속도 타설순서

대칭이 되도록 타설 (균형유지)

1. 타설부재 및 설계하중

● 타설부재 : 슬래브 t = 250 mm

● 설계하중 w = = = N/mm2


mm (장선간격)

mm

L3 = mm

3. 거푸집 널 변형기준 등급

kN/m2

Ⅱ. 합판, 장선, 멍에 검토

합판 t = 12 mm

설계하중 w

kN/m2

STK400

미관상 중요한 노출콘크리트 면

STK400

0.011

활하중

kN/m2 10.150

(수직재 간격)

멍에 □ 강관 125×75×2.9t

거푸집 하중

사용부재 설치간격

kN/m20.250

항 목

0.40024 3.750

L1 = 250

재료

동바리 수직재 STK500

10.150 0.01015 N/mm2

슬래브 하중

=

914 mm

□ 강관 50×50×2.3t

x 6.000

250 mm

914

1219 (멍에간격)

합판

kN/m2

○ 강관 Φ60.5 x 2.6t

1219 mm

- 거푸집용

장 선

적용 등급

/Lnmm

L2

∥

절대변위 상대변위 노춞면

-

비 고

3603A급

4. 합판 검토

1) 단면제원 (콘크리트 거푸집용 합판 t = 12 mm)

2) 작용하중 w1

● w1 = w x 1 mm = x

3) 휨응력 검토

x 2

= N-mm mm

4) 전단응력 검토

x

5) 처짐검토 (절대처짐)

① 절대변형 검토

x x 4

x x

= mm < δa = mm

② 상대변형 검토

3

250

360

3.0

12

12

90

13

11000

16.8

0.63

=

0.63

L1

mm2

O.K439 360

mm

<

허용처짐 (δa)

O.K

N/mm

=

250

w1

합판

장선

mm

w1L12 0.011

N/mm2

Mmax

1.0

MPaτb

5w1L14

Smax

전단 단면적 (As) MPa

MPa

장선간격 (L1)

상대변위

mm3

탄성계수 (E) MPa

250●

88

0.011

0.57

단면계수 (Z)

w1L1 0.011

Smax

f

12

85.938

● τ 0.115 MPa=

= 0.57δL1

mm

0.011

허용휨응력 (fb)

허용전단응력 (τb)

mm2

단면2차모멘트 (I)

<

1.375250

= 6.611 fb

N

mm4

=

단면적 (A)

=

●

Mmax = =

Z16.8 MPa O.KMPa●

0.011

13

mm =

= =

85.938

= =

=

2 2

AsO.K

● δ = =384EI

5 250

11000

1.375

90384

●

<=

5. 장선 검토

1) 단면제원 ( □ 강관 50×50×2.3t STK400 )

2) 작용하중

● w2 = w1 x L1 = x

3) 휨응력 검토

x 2

= N-mm mm


x

5) 처짐검토


x x 4

x x

= mm < δa = mm


6340

205000

140

80

3

250

1219

mm159000

2.750


mm = 0.011

O.K

O.K

N/mm2

MPa

=502

3.0

L2

<360

L2

2.750

MPa

mm

mm


N/mm

mm4

합판

멍에

MPa 멍에간격 (L2)

장선

8.027

w2

1219

8Mmax

2.43

w2L22

5w2L24

δ

허용처짐 (δa)

장선간격 (L1)

2.750

전단 단면적 (Asx) MPa

MPa

mm2

250

2.750

80

8

MPa

2

MPa <

단면계수 (Zx)

단면2차모멘트 (Ix)

단면적 (A) 425.2

208.8

탄성계수 (E)

mm3

mm2

1219

● f = =Zx

= =●

Mmax

510799.094

fb = 14080.568 O.K

=

=

1219

2

w2L2

Smax 1676.125

●

● O.K

1676.125 N

τAsx

Smax = =

12195

384 205000

mm

=208.8

159000

= τb

●

●

δ = =

=

2.43

384EIx

=

=510799.094

6340<

6. 멍에 검토 (멍에 최외측 캔틸레버 길이 L = 457mm 이하)

1) 단면제원 ( □ 강관 125×75×2.9t STK400 )

2) 작용하중

● w3 = w1 x L2 = x

3) 휨응력 검토

x 2

= N-mm mm


x

5) 처짐검토


x x 4

x x

= mm < δa = mm


1126.4

691.4

2440200

39043

205000

140

80

3

1219

MPa

mm mm4

mm3단면계수 (Zx)

w3L32

N/mm2

●

멍에간격 (L2)

허용처짐 (δa)

1219

13.409

수직재

=

δ = 0.24 mm =

914

80

140

=

=

O.K8.863

13.409

N/mm

3.0

MPa

2440200205000

O.K

MPa

mm수직재 간격 (L3)

합판

w3

mm = 13.409

914


<L3

3808 360

L3

6127.913

13.409

0.011

<

단면2차모멘트 (Ix)

5w3L34

Smax

35.864 MPa

단면적 (A)

전단 단면적 (Asx) mm2

=Mmax

mm2

장선

멍에

0.24

탄성계수 (E) MPa

O.K

●

●

●

MPa허용휨응력 (fb)

mm

Mpa

=

1400228.121

Mmax = =

=Zx

O.K

Smax = = = N

39043

=

f

δ384EIx

5 914

= =

384

τ

8

914

226127.913

fb=

w3L3

1400228.121

Asx

●

691.4

●

<

=

τb

914

8


2. 작용하중 ( 수직재 본당 하중 )

2) 동바리 상단에 작용하는 하중 (고정하중, 수평하중, 활하중)

● 설계사하중 = 타설두께 x 24 + 거푸집 하중 = x + = kN/m2

● kN/m2

●

●

● 수평하중 Ph = (고정하중의 2%, 수평방향 단위길이당 1.5 kN/m) 큰 값

● 동바리 상단에 작용하는 고정하중, 수평하중(고정하중 2%), 활하중

● 수평하중 Ph (수평방향 단위길이당 1.5 kN/m)

- Ph_X방향 = 1.5 x 수직재 간격(Y방향) / 수직재 개수(X방향)

= x / = kN

- Ph_Y방향 = 1.5 x 수직재 간격(X방향) / 수직재 개수(Y방향)

= x / = kN

● 수평하중 Ph는 고정하중의 2%와 수평방향 단위길이당 1.5 kN/m 중 큰 값 적용

Jack Base 최대길이는 200mm, U-Head 최대길이는 253mm, 수직재 길이는 1725 mm.

단위길이당 1.5kN/m

0.457

설계활하중 = 3.750

6.400

수직재 간격 (m)

X방향 간격 Y방향 간격

활하중 PL = 설계활하중 x 수직재 X방향 간격 x 수직재 Y방향 간격

고정하중 Pd = 설계사하중 x 수직재 X방향 간격 x 수직재 Y방향 간격

Ⅲ. 시스템 동바리 검토

항 목 제 원 설치간격 강 종

동바리 수직재 ○ 강관 Φ60.5 x 2.6tX-방향 914 mm

STK500Y-방향 1219 mm

경사재 ○ 강관 Φ42.7 x 2.3t - STK400

수평재 ○ 강관 Φ42.7 x 2.3t 1725 mm STK400

받침철물 Jack Base 및 U-Head ○ 강관 Φ48.6 x 3.2t 최대길이 L = 253 mm STK400

1) 부재 배치 및 간격

X-방향으로는 수직재가 4개, 간격은 914 mm임.

Y-방향으로는 수직재가 5개, 간격은 1219 mm임.

0.250 24 0.400

고정하중 Pd(kN)

활하중 PL

(kN)

0.250 6.400 0.914 1.219

수평하중Ph(kN)

(고정하중 2%)

두께(m)

설계사하중

(kN/m2)

7.131 0.143 4.178

0.274

1.5

0.143 0.457 단위길이당 1.5kN/m

1.219 4 0.457

1.5 0.914 5

구 분 고정하중 2% 수평하중 Ph

Y 방향

적용 하중

X 방향

0.143 0.274 단위길이당 1.5kN/m0.274

3) 풍하중 Pw

● 풍하중 강도는 kN/m2 으로 가정

● 동바리 상단에 작용하는 풍하중 Pw

풍하중 Pw = 풍하중 강도 x 부재두께 x 수직재 간격(길이방향) / 수직재 갯수(계산방향)

● 동바리 부재에 작용하는 풍하중 Pw = 풍하중 강도 x 부재 단면직경

4) 하중조합 및 허용응력 증가계수

비 고

적용

적용

비 고

0.750

부재면에 작용받침철물 0.75 0.0360.0486

부재면에 작용

부재면에 작용경사재

Load Case 하 중 조 합 허용응력 증가계수

1 고정하중 + 활하중 + 수평하중 1.00

2

0.75

풍하중 Pw(kN/m)

작용위치부 재풍하중 강도

(kN/m2)

풍하중 강도

(kN/m2)

0.75

0.75

부재 두께(m)

0.250

구 분

X 방향

Y 방향

0.045

0.032

단면직경(m)

0.0605

0.0427

길이방향수직재 간격(m)

계산방향수직재 갯수(ea)

풍하중 Pw(kN/ea)

1.219 4 0.057

0.250 0.914 5 0.034

1.25

0.75

고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 풍하중

전부재에풍하중작용수평재 0.75 0.0427 0.032 부재면에 작용

수직재

3. 구조해석 결과

■ 모델링 및 작용하중

해 석 모 델 (3차원)

해 석 모 델 (X-방향 , Y-방향)

활 하 중

고 정 하 중

수 평 하 중

동바리 상단에 작용 동바리 부재에 작용

풍 하 중

■ Load Case 1 해석결과 : 하중조합 (고정하중 + 활하중 + 수평하중)

축 력 도 (kN)

전 단 력 (kN)

휨 모 멘 트 도 (kN-m)

변 형 도 (mm)

수평 및 수직 최대변위 수평 최대변위 2.602 mm 수직 최대변위 1.558 mm

■ Load Case 2 해석결과 : 하중조합 (고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 풍하중)

축 력 도 (kN)

전 단 력 (kN)

휨 모 멘 트 도 (kN-m)

변 형 도 (mm)

수평 및 수직 최대변위 수평 최대변위 3.661 mm 수직 최대변위 0.882 mm

■ 단면력 집계

● L.C 1 : 고정하중 + 활하중 + 수평하중

● L.C 2 : 고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 풍하중

■ 동바리 부재 재사용 여부에 따른 단면력 조정

■ 부재 검토를 위한 단면력

● 풍하중을 고려할 경우 허용응력증가계수는 1.25임.

● 따라서 허용응력증가 대신에 단면력을1.25로 나눈 것과 동일함.

= = =

= = =

= = =

= = =

휨모멘트 (kN-m)

L.C 2

전 단 력 (kN)

2.408

21.172 / 1.25

16.938

6.098 / 1.25

4.878

0.107

0.000

0.307 / 1.25

축 력 (kN)

L.C 1 L.C 2 L.C 1 L.C 1L.C 2

18.685 25.514 0.555 1.705 0.133

경사재

수평재 0.859 0.000 0.025 0.000 0.008

수직재

받침철물

수직재

받침철물

경사재

2.134

0.747수평재

L.C 2

부 재축 력 (kN) 전 단 력 (kN) 휨모멘트 (kN-m)

비 고L.C 1 L.C 2 L.C 1 L.C 2 L.C 1 L.C 2

14.879 18.410 0.093 0.267 0.120 0.291

2.094 5.303 0.000 0.038 0.000 0.020

1.856 0.000 0.022 0.000 0.007

16.248 22.186 0.483 1.483 0.116 0.296

부 재축 력 (kN) 전 단 력 (kN) 휨모멘트 (kN-m)

비 고L.C 1 L.C 2 L.C 1 L.C 2 L.C 1

17.111 21.172 0.107 0.307 0.138 0.335

2.408 6.098 0.000 0.044 0.000 0.023

0.340

0.246

0.044 / 1.25

0.035

0.555

0.025 / 1.25

0.020

1.705 / 1.25

0.006

경사재

25.514 / 1.25

20.411

0.0001.707

수평재 0.859

1.364

0.138

0.000

0.000

0.133

2.134 / 1.25

수직재0.335 / 1.25

0.268

0.023 / 1.25

0.018

0.008 / 1.25

부 재

17.111

0.34 / 1.25

0.272

저감 안전율 단면력 조정재사용 여부

재사용

등록 여부

등록

받침철물 18.685

1.15 부재검토시 구조해석의 단면력을 15% 증가시킴

4. 수직재 검토

1) 수직재의 단면제원 ( ○ 강관 Φ60.5 x 2.6t STK500 )

2) 수직재의 허용축방향 압축응력 fca

● 세장비 λ = kL / r = x ／ = <

● 세장비(λ)에 따른 허용축방향 압축응력 fca_1

+

● 최대압축하중에 안전율 2.5를 고려한 허용축방향 압축응력 fca_2

( 설계조건 참조, 부재 P-17 )

● 허용축방향 압축응력 fca = min ( fca_1, fca_2 ) =

3) 수직재에 발생한 최대 단면력

4) 축력에 대한 검토

5) 전단력에 대한 검토

6) 휨모멘트에 대한 검토

79.086 MPa

전 단 력 (kN) 안전도

0.01

fca_2 =

0.10

0.19

양 호

0.45

세장비 (λ)

허용축방향압축응력fca_1

( 단위 : MPa )

( 단위 : MPa )

L.C 2고정하중 + 활하중 + 수평하중 + 풍하중

L.C 1고정하중 + 활하중 + 수평하중

MPa

구 분

1.0


L.C 1

발생응력구 분

17.111

1725.0

양 호

O.K

λ = KL / r > 75.5

1200000

4400 (L/r)2215

전단력 / 전단면적 = 246 / 236.5 = 1.04

120

-

84.146

0.00 양 호

( 단위 : MPa )

L.C 2 모멘트 / 단면계수 = 268000 / 6564.8 = 40.824

L.C 1 축력 / 단면적 = 17111 / 472.9 = 36.183

L.C 2

0.46

215.000

MPa

205000

355

휨모멘트(kN-m)

mm

mm2 허용휨응력 (fb)

탄성계수 (E)

MPa79.086

MPa

mm

6564.8

단면2차반경 (r)

16.938 0.246

- 104.525

수직재 좌굴길이 (L)

20.5

구 분

1725

구 분 비 고

L.C 1

전단력 / 전단면적 = 107 / 236.5 = 0.452

모멘트 / 단면계수 = 138000 / 6564.8 = 21.021

1.0

응력비

λ = KL / r < 15.1

( 단위 : MPa )

15.1 < λ = KL / r < 75.5

( 단위 : MPa )

215 - 1.55 (L/r - 15.1)

발생응력

허용응력

허용응력

79.086

215.000

125.000

양 호

응력비

20.5

mm4

0.268

0.1380.107

1.0

236.5

MPa항복응력 (fy)

축 력 (kN)

비 고

198583.8

비 고

125.000

허용응력 응력비

L.C 2 축력 / 단면적 = 16938 / 472.9 = 35.817 79.086 양 호

전단면적(As)

양 호


단면계수 (Z) mm3

mm2

125

215

472.9단면적 (A)

발생응력

7) 조합력에 의한 좌굴 안전성 검토

● 축방뱡 압축력과 휨모멘트가 작용하는 경우

fc : 축방향력에 의한 압축응력

fca : 허용축방향 압축응력

fbc : 휨모멘트에 의한 휨 압축응력

fba : 국부좌굴을 고려하지 않은 허용휨압축응력

fey : 허용 오일러 좌굴응력 ( = 1,200,000 / (L/r )2 )= / 2

=


x


x

8) 조합력에 의한 응력 안전성 검토




O.K79.086

<

+36.183

)

(

0.69

+

1

fc1.0

51.764

MPa

1

215.000

84.146

35.817

Cm =

1.000

)fbafc

(fca

Cm fbc ≤

-

+

-

-

여기서

1

36.183

=

+

fe

169.478

+

215.000

169.478

1.00

0.46 0.12

(

=

)169.478

<

<

O.K

1200000

26.727

0.58 <

= 1.00.24

=

1.0

= 0.45 +

O.K

1.000

79.086

fey

-

+ =

36.183

21.021=

)

fc +fbc

≤

( 1 -fc

+

fcal (국부좌굴에 대한 허용압축응력)

)169.478

40.824

35.817

35.817

169.478

36.183 36.183

( 1

)

=

35.817 87.581

21.021

O.K215.000

62.910 215.000

40.824

( 1 -35.817

+

5. 경사재 검토

1) 경사재의 단면제원 ( ○ 강관 Φ42.7 x 2.3t STK400 )

2) 경사재의 허용축방향 압축응력 fca

● 세장비 λ = kL / r = x ／ = <


+


( 설계조건 참조, 부재 B-2112 )


3) 경사재에 발생한 최대 단면력




fca_2 = 26.447 MPa

MPa

1.0

1.0

( 단위 : MPa )

0.05

비 고

구 분



안전도

세장비 (λ)


비 고

291.9

단면계수 (Z)

( 단위 : MPa )

18.6 < λ = KL / r < 92.8 λ = KL / r > 92.8

147.692

양 호

양 호

응력비

0.31

0.63

전단면적(As) mm2 허용휨응력 (fb)

14.3


6700

80

발생응력

MPa

-

140 - 0.82 (L/r - 18.6)

λ = KL / r < 18.6

14.3 mm

O.K

59749.9 mm4

2798.6

mm2 항복응력 (fy)

146.0

MPa

탄성계수 (E)

경사재 좌굴길이 (L)

단면적 (A)

응력비

MPa


150

140

mm3

1.0 2112.0

140

L.C 1 모멘트 / 단면계수 = 0 / 2798.6 = 0

구 분 발생응력

L.C 2

구 분

( 단위 : MPa )

(L/r)2

전 단 력 (kN)

2.408

응력비

26.447

-

26.447

0.035 0.018

L.C 1

L.C 2

휨모멘트(kN-m)축 력 (kN)

구 분

42.086

0.000

( 단위 : MPa )

2112

축력 / 단면적 = 4878 / 291.9 = 16.711 양 호

1200000

mm

205000

235 MPa

비 고발생응력 허용응력

80.000

허용응력

80.000전단력 / 전단면적 = 35 / 146 = 0.24

전단력 / 전단면적 = 0 / 146 = 0

0.000

4.878


L.C 1 축력 / 단면적 = 2408 / 291.9 = 8.249 26.447 양 호

허용응력

140.000 양 호

0.00

0.00

0.00

L.C 2 모멘트 / 단면계수 = 18000 / 2798.6 = 6.432 140.000 양 호





fb : 휨모멘트에 의한 휨 압축응력


fey : 허용 오일러 좌굴응력 ( = 1,200,000 / (L/r )2 )= / 2

=


x


x





1.00

-fc

)

1.0fc

+Cm fbc

≤fca

fba ( 1

55.013

0.00

fey

여기서

1200000 147.692

O.K

Cm =

55.013 MPa

8.249+

1.000 0.000= 0.31

)

+26.447

140.000 ( 1 -8.249

= 0.31 < 1.0

16.711+

1.000 6.432= 0.63

1 -26.447

< 1.0 O.K0.07 = 0.70+

( 1 -

140.000 (16.711

8.249 +0.000

)55.013

fc +fbc

≤ fcal (국부좌굴에 대한 허용압축응력)

8.249 + 0.000 = 8.249

fc)

fe

< 140.000 O.K

( 1 -8.249

)55.013

=

16.711 +

( 1 -16.711

)55.013

9.238 = 25.949 < 140.000 O.K16.711 +6.432

=

6. 수평재 검토

1) 수평재의 단면제원 ( ○ 강관 Φ42.7 x 2.3t STK400 )

2) 수평재의 허용축방향 압축응력 fca

● 세장비 λ = kL / r = x ／ = <


+


( 설계조건 참조, 부재 H-12 )


3) 수평재에 발생한 최대 단면력




fca_2 = - MPa

MPa

( 단위 : MPa )

( 단위 : MPa )

( 단위 : MPa )

λ = KL / r > 92.8세장비 (λ)


구 분



안전도

1.0

O.K

MPa

Mpa

140

mm

항복응력 (fy)

mm2

응력비

양 호

비 고

235

0.00

6700


-

mm4

mm2

MPa

양 호

(L/r)2

-

0.006

0.07

140.000

허용응력

1.0

응력비

0.04

0.00

양 호

59749.9

146.0

모멘트 / 단면계수 = 0 / 2798.6 = 0

0.02

전단면적(As)

0.00

mm3

응력비

83.219

1200000

16 < λ = KL / r < 92.8

140 - 0.82 (L/r - 16)

λ = KL / r < 16


291.9

2050002798.6

80

14.3 1219

탄성계수 (E)

140

수평재 좌굴길이 (L)mm

1.0

양 호80.000

발생응력

1.707

1219.0 85.245

축력 / 단면적 = 1707 / 291.9 = 5.848 83.219

축 력 (kN) 전 단 력 (kN)

양 호

( 단위 : MPa )

L.C 2 전단력 / 전단면적 = 20 / 146 = 0.137 80.000

비 고

비 고

구 분

모멘트 / 단면계수 = 6000 / 2798.6 = 2.144 140.000L.C 2

허용응력

0.000

150

MPa

14.3

0.859 0.000

83.219

양 호

단면적 (A)

휨모멘트(kN-m)

L.C 1

0.020

구 분 발생응력

축력 / 단면적 = 859 / 291.9 = 2.943

허용응력

L.C 2

83.219


단면계수 (Z)


발생응력

L.C 1

L.C 1

전단력 / 전단면적 = 0 / 146 = 0

구 분







fey : 허용 오일러 좌굴응력 ( = 1,200,000 / (L/r )2 )= / 2

=


x


x





Cm = 1.00

165.137 MPa

O.K

< 140.000

+ 0.04 < 1.00.00 =

+Cm fbc

≤ 1.0fca

fba ( 1 -fc

)fey

fc

여기서

1200000 85.245

2.943+

1.000 0.000= 0.04

2.943)

165.137

83.219140.000 ( 1 -

0.09 < 1.0 O.K5.848

+1.000 2.144

= 0.0783.219

140.000 ( 1 -5.848

165.137

( 1 -fc

)

)

fbc ≤ fcal (국부좌굴에 대한 허용압축응력)

+ 0.02 =

2.943 +0.000

= 2.943

fc +

0.000 = 2.943

fe

-5.848

)165.137

2.223 =

( 1

O.K

( 1 -2.943

)165.137

+

8.071 < 140.000 O.K5.848 +2.144

= 5.848 +

7. 받침철물 검토

1) 받침철물의 단면제원 ( ○ 강관 Φ48.6 x 3.2t STK400 )

2) 받침철물의 허용축방향 압축응력 fca

● 세장비 λ = kL / r = x ／ = <


+


( 설계조건 참조, 부재 B-253 )


3) 받침철물에 발생한 최대 단면력




비 고

( 단위 : MPa )

(단위 : kN-m)

MPa

( 단위 : MPa )

( 단위 : MPa )

mm

(L/r)2

MPa

0.40

-

O.K

λ = KL / r > 92.8

235

253

fca_2 = 111.744

양 호

안전도

1.0

1.0

140 - 0.82 (L/r - 18.6)1200000

205000

MPa

MPa140

( 단위 : MPa )

18.6 < λ = KL / r < 92.8

-

모멘트 / 단면계수 = 133000 / 4863.2 = 27.348 140.000

140

140

L.C 1

세장비 (λ)


λ = KL / r < 18.6

0.133

구 분

0.37

받침철물 좌굴길이 (L)

15.7141.0

허용전단응력 (τb) 80

16.1

150

mm4118176.1

253.0

4863.2 탄성계수 (E)

MPa


20.411 1.364 0.272

18.685 0.555

6700

16.1

mm3

전단면적(As) mm2

항복응력 (fy)

단면계수 (Z)

456.4

228.2


mm

축 력 (kN) 전 단 력 (kN) 휨모멘트(kN-m)

축력 / 단면적 = 20411 / 456.4 = 44.722 111.744


구 분

0.03

0.07

0.20

L.C 1 전단력 / 전단면적 = 555 / 228.2 = 2.432 80.000

양 호

MPa

mm2

0.40

L.C 2

L.C 2 모멘트 / 단면계수 = 272000 / 4863.2 = 55.93

구 분 발생응력 허용응력 응력비

응력비

L.C 1

비 고

발생응력 허용응력

양 호

L.C 2 전단력 / 전단면적 = 1364 / 228.2 = 5.977 80.000 양 호

양 호

구 분 발생응력 허용응력 비 고응력비

양 호


단면적 (A)

140.000

축력 / 단면적 = 18685 / 456.4 = 40.94 111.744

111.744








fey : 허용 오일러 좌굴응력 ( = 1,200,000 / (L/r )2 )= / 2

=


x


x





Cm = 1.00

= 68.520 < 140.000

55.930=

(

56.449 = 101.171 140.000 O.K44.722 +

O.K

)44.722

4859.681

<

1 -

44.722 +

)40.940

4859.681

= 40.940

( 1 -

40.940 +27.348

27.580+

fc

여기서

+

( 1 -

fbc

fe

1.000

fc)

≤ fcal (국부좌굴에 대한 허용압축응력)

1.000

111.744= 0.57 1.0

(

fca-

40.940

fey

<0.20

1 -

MPa

40.940)

27.348

fc

O.K

O.K+ = 0.40

Cm fbc ≤ 1.0

fba ( 1

4859.681

1200000 15.714

140.000 ( )4859.681

44.722

fc+

0.40 =

1 -

+ = 0.37 +

140.000

+ 0.80 < 1.0111.744

44.722 55.930

4859.681

)

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동바리높이H=5.628m] [타설부재:슬래브t=250mm]‹œ스템동바리 안전성계산서.pdf · 2015.00. Ⅰ. 설계조건 ... 세장비에 따른 축방향 허용압축응력