[건축] 지진을 고려하지 않은 강구조주각부

지진을 고려하지 않은 강구조 주각부
Column Base Plate before Earthquakes

1 개요

본 글은 철골기둥의 주각부(Base Plate) 설계에 관한 AISC Design Guide Series(1991)의 내용을 요약 편집한 내용으로, 주각부의 거동에 대한 이해와 설계를 위한 지침과 정보를 제공하고자 한다. 우선 그림 1과 같이 3가지의 하중조건에 대하여 살펴보고자 한다.

(a) 축하중 (b) 축하중과 모멘트 (c) 축하중과 전단력
그림 1. Base Plate의 종류

첫 번째는 그림 1a와 같이 중심축하중을 받는 경우이다. 이 경우는 해석상 기둥 주각부를 Pin으로 가정한 경우에 해당한다. Anchor Bolts가 골조의 설치과정에 안정성 확보를 위해 사용되나, 설계과정에서는 그 고정도는 일반적으로 무시된다.
두 번째는 그림 1b와 같이 축하중과 모멘트를 동시에 받는 경우이다. 이러한 경우 주각부는 모멘트에 대한 내력을 확보하여야 한다. 모멘트가 상대적으로 작을 경우 설치 과정중의 안정성을 위한 경우를 제외하고는 Anchor Bolts 없이도 설계가 가능할 수 있다. 그러나 대체로 모멘트에 의한 인장력에 저항하기 위해 Anchor Bolts를 사용하는 것이 일반적이다.
세 번째는 그림 1c와 같이 축하중과 수평하중을 동시에 받는 경우이다. 이 경우 수평하중이 주각부의 마찰력에 비해 적을 경우 무시되어 질 수 있다. 그러나 기둥에 수직가새가 접합되어 수평하중이 큰 경우 주각부의 마찰력이나 Anchor Bolts의 전단력 등으로 수평하중에 저항할 수 있도록 설계되어야 한다.
Base Plate의 설계규정은 일반적으로 Allowable Stress Design (ASD) 형식으로 발전되어, 한계상태설계 형식으로 변경되었고, 현재는 ASD와 선택적으로 사용되어질 수 있게 되었다. 또한 설계자의 판단과 합리적인 설계방법들이 적절히 사용될 수 있다.

2 중심축하중을 받는 주각부 설계

2.1 설계과정

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