콘크리트 부재의 경우

극한강도법으로 부재설계를 하도록 하고 있습니다.

극한강도법이란 부재의 극한상태의 강도를 가지고 설계하는 방법입니다.

탄성설계와는 달리 부재의 균열도 허용하고 있습니다.

골조의 해석은 어떻게 하고 있습니까?

대부분은 전체단면을 사용한 강성으로 탄성해석을 하고 있을 것입니다.

그렇다면,

부재설계와 골조해석에서 무언가 이상하다고 생각되지 않습니까?

부재설계는 부재에 균열이 있는 상태로 설계합니다.

균열이 있다면 단면의 강성은 전단면이 아닌 균열단면으로 됩니다.

그리고 균열단면에 따른 응력의 재분배가 이루어 지게 됩니다.

골조해석은 균열단면이 전체단면을 사용한 탄성해석을 하고 있습니다.

응력의 재분배도 허용을 하지 않고 있습니다.

올바른 구조 설계를 할려면,

하중부터 시작하여 골조해석, 부재설계를 일관되게 사용하여야 합니다.

하중은 극한강도법으로 계산하고 부재설계는 허용응력도법으로 해서는 않된다는 말입니다.

그렇다면 우리가 사용하는 해석법에 문제가 있어 보이지는 않습니까?

극한강도설계법을 사용할려면

해석도 극한강도상태의 해석을 하여야 합니다.

균열이 있는 단면으로 응력의 재분배도 고려하여야 합니다.

기준의 0506.5.2.1에 보면

   부재길이에 걸쳐 있는 균열구역,하중지속효과를 고려하여

   계산된 단면특성을 이용하여 1 계 탄성골조해석에 의하여 계산하여야 한다.
   위의 방법 대신에 구조물부재에 대한 단면특성으로 다음 값을 사용할 수 있다.

라고 되어 있으며,

단면2차 모멘트 및 단면적을 저감시켜 사용하도록 하고 있습니다.

기준에는 극한강도상태의 골조해석을 하기 위하여

단면2차모멘트 및 단면적을 단면의 극한상태에 맞추어 저감하도록 하고 있으며,

부모멘트의 재분배, 활하중의 재배치 등을 하도록 되어 있습니다.

이해하기 쉽게 비약해서 말하면,

단면의 균열로 인해 응력이 재부분배된 부재설계를 하고 는데,

해석은 응력이 재분배 되기 전의

부담하지 않는 엉뚱한 부재에 응력을 부담시키고,

정작 응력을 부담해야 하는 부재에는 재분배된 응력이 없는 것으로

해석해서는 않된다는 것입니다.

이렇게 해야만 골조해석과 부재설계가 일관성을 가지게 될 것입니다.