SOG(Slab on Grade, Slab on Ground)에 대한 검토 방법(ACI 360-10)

안녕하세요. 오늘은 SOG에 대해서 설명을 해보려고 합니다. SOG는 ACI 360R 지침에 설명이 잘되어 있어서 해당 내용을 참고하여 설명하도록 하겠습니다.

 

SOG는 Slab on Grade,Ground 로 지반에 바로 접하여 타설되는 슬래브를 말합니다. 실제로 건축물 주변의 도로나 작은 공장의 바닥에 SOG로 설계하는 경우들이 종종있습니다. 해당 내용을 어떤식으로 검토하면 되는지 알아보도록 하겠습니다.

SOG(출처 :https://rcenggstudios.com/grade-slab-details/)

 

---

1. 하중의 위치를 어디로 볼 것인가?

ACI 360R 지침서에서는 크게 두 가지 전통적인 설계 방법론을 제시합니다. 실무 계산서를 작성할 때 우리 프로젝트의 하중 특성이 어디에 해당하는지 명확히 정의해야 합니다.

-하중이 슬래브 내부에 작용 : 하중 지점 사방으로 콘크리트가 연속되어 있어 응력 분산에 유리합니다.

-하중이 가장자리나 모서리에 작용: 조인트 부위는 하중 분산 능력이 떨어지므로 불연속면에 대한 가혹한 응력 상태를 전제합니다.

 

2. 가장 중요한 실무 가정: "휨 계산 시 철근 강도는 무시한다"

SOG 계산서에 철근을 배근했다고 해서, 이를 휨 강도 계산(Mn)에 포함하면 안 됩니다.

• Uncracked Section 설계: SOG는 설계 하중 상태에서 콘크리트에 균열이 가지 않는 상태를 유지해야 합니다. 지게차가 수없이 지나다니는 바닥에 균열이 가기 시작하면 평탄성이 무너지고 사용성이 극도로 저하되기 때문입니다.
• 철근의 역할: 콘크리트가 깨지기 전까지 내부 철근은 인장력을 받지 않습니다. 즉, SOG에서의 철근은 외력(하중)에 저항하는 용도가 아니라, 건조수축(Shrinkage) 및 온도 변화로 인해 발생하는 미세 균열이 더 벌어지지 않도록 꽉 잡아주는 역할(Crack width control)만 수행합니다.

따라서 휨 응력 검토 시에는 오직 콘크리트의 두께와 파괴계수만으로 안전율을 확보해야 합니다.

 

3. 실무 SOG 구조계산서 작성을 위한 4단계 워크플로우

Step 1. 콘크리트 허용 휨응력 산정

콘크리트의 인장 강도 한계를 나타내는 파괴계수(fr)를 구하고, 여기에 탄성 휨 안전계수(1.5~2.0)를 나누어 허용 응력을 구합니다.

 

Step 2. 집중하중(Post Load) 및 차량하중 검토

랙(Rack) 기둥에서 오는 집중하중이나 바퀴하중이 가해질 때, 슬래브 하부 지반의 강성(지반반력계수, k)을 스프링으로 모델링하여 슬래브에 발생하는 휨 응력(Flexural Stress)과 펀칭 전단 응력(Punching Shear)을 검토합니다.

 

Step 3. 조인트 Dowel Bar 지압 검토

시공 조인트(Construction Joint) 부위는 하중 전달이 불연속해지기 때문에 다우얼 바를 배치합니다. 계산서에는 다우얼 바의 직경과 간격이 적절한지, 콘크리트에 가해지는 지압 응력(Bearing Stress)이 허용치 이내인지 검증하는 페이지가 반드시 포함되어야 합니다.

 

Step 4. 건조수축 균열 제어 철근량 산정 (Subgrade Drag Theory)

지반 마찰계수(F)와 조인트 간격(L)을 고려하여, 콘크리트가 수축할 때 지반과의 마찰력 때문에 발생하는 인장력을 철근이 버텨줄 수 있도록 최소 철근량을 산정합니다.

• 주요 변수: 조인트 간격, 지반 마찰계수
• 이 공식에 의해 유도된 최소 수축온도철근량보다 실제 배근된 철근량이 많아야 OK됩니다.

---

 

ACI 360R을 기반으로 계산서를 만들려고 노력은 해봤으나 사실 저도 확실하게 맞다고 말할수는 없겠습니다. 참고정도만 해주세요

 

 

오늘도 글을 읽어주셔서 감사합니다.