휨 부재의 강도감소계수 : 부재의 연성능력을 고려한 강도감소계수의 결정

안녕하세요 오늘은 휨 부재의 강도감소계수를 산정하는 방법에 대해서 글을 작성해 보려고 합니다. 강도감소계수는 일정한 상수의 값을 가지는 것이 아니라 인장철근의 변형률에 따라서 값이 변화하는 변수입니다. 기본적으로 강도설계에서는 설계휨모멘트가 외력에 의한 소요휨모멘트보다 커야합니다. 아래의 식으로 나타낼 수 있을 것입니다.

 

여기서 강도감소계수는 앞서 말했듯이 최외단 인장철근의 변형률에 의해서 변화하는 변수입니다. 그렇다면 왜 강도감소계수가 최외단 인장철근의 변형률에 의해서 종속되는 변수일까요? 그것은 연성능력에 의해서 부재의 안전율을 다르게 고려하기 위해서입니다. 연성능력이 좋은 휨 부재에 대해서는 강도감소계수를 큰 값으로 설정(1.0에 가까운 값)하여 설계안전율을 작게 해도 되지만 연성능력이 낮은 부재에 대해서는 강도감소계수를 작게 설정(0에 가까운 값)하여 설계안전율을 크게 해야합니다. 상식적을 생각했을 때 합리적인 강도감소계수의 산정방법입니다. 강도감소계수를 결정하는 방법은 아래의 표와 같으며 해당 강도감소계수는 건축구조기준에 나와있으며 많은 실험과 연구에 의해서 결정된 값입니다.

 

하지만 여기서 최외단 철근의 인장변형률이 0.004(또는 2.0*항복변형률)미만인 경우 휨만 받는 부재로 설계할 수 없습니다. 하지만 휨과 압축을 동시에 받는 부재의 경우에는 압축지배단면에서도 설계가 가능하기 때문에 강도감소계수가 제시되어 있는 것입니다. 해당 내용은 다음에 다루어 보도록하겠습니다. 우선 휨만 받는 부재의 강도감소계수를 산정하는 방법에 집중해 봅시다!

 

휨부재의 강도감소계수를 산정하는 정확한 방법은 아래와 같습니다.

 

 

해당 내용은 띠철근으로 보강된 부재에 대하여 나타낸 것입니다. 그래프로 나타내면 아래와 같이 표현할 수 있습니다. 

 

 

 

오늘은 휨부재의 강도감소계수를 산정하는 방법에 대해서 알아보았습니다. 휨부재의 강도감소계수는 부재의 연성능력에 의해서 부재의 설계안전율을 고려하기 위한것임을 꼭 알고 설계할 때 잘 사용할 수 있도록하면 좋을 것 같습니다. 오늘도 글을 읽어주셔서 감사합니다 :)