국내의 구조 엔지니어가 1방향슬래브설계의 실무에 사용하고 있는 기존 국내 상용컴퓨터프로그램들은 대부분 근사해석법(일명 계수법)을 적용하고 있어 구조기준(KBC2016)에 규정하고 있는 근사해석 적용조건 및 프로그램의 기능에 의해 제한적인 조건에 한해서만 설계 할 수 있다. 또한 상기 조건들을 만족하더라도 각 경간의 중앙부 구간에 큰 부모멘트가 발생되기도 하지만 근사해석법에는 이에 대한 모멘트 계수를 제공하고 있지 않다. 하지만 실무에서는 근사해석 적용조건 이외의 조건에 대해서도 기존 상용컴퓨터 프로그램을 이용하여 설계하고 있다.
따라서, 영국(BS 8110)과 호주(AS 3600) 콘크리트구조기준은 아래 표와 같이 근사해석법의 적용조건을 더 엄격하게 제한하고 있으며, 근래의 유로통합 콘크리트구조기준(EC2)은 근사해석법에 대한 조항을 포함하지 않았고 활하중의 배치(pattern loading)와 지지조건 등을 고려한 구조해석을 통한 구조설계를 요구한다.
[각 국가의 콘크리트구조기준의 근사해석 적용 조건]
| 제한 조건 | 한국, 미국 (KBC 2016, ACI 318) |
영국 (BS 8110) |
호주 (AS 3600) |
| 최소 경간 수 | 2경간 이상 | 3 경간 이상 | 2경간 이상 |
| 인접 2경간의 길이 차이 | 20% 이하 | 15% 이하 | 20% 이하 |
| 하중분포 | 등분포 | 등분포 | 등분포 |
| 활하중/고정하중 비 | 3배 이하 | 1.25배 이하, LL ≤5.0kN/m2 | 2배 이하 |
| 부재단면의 크기(두께) | 일정 | 일정 | 일정 |
여기에 소개하는 ConSlab는 현행 국내 건축구조기준 및 해설과 해외기준의 중요 요구사항도 함께 고려하여 기준에 적합하고 합리적으로 설계할 수 있도록 구조설계의 경험이 많은 여러 구조엔지니어와 협의하여 개발한 1방향 연속슬래브 설계프로그램이다.
프로그램 주요특징 및 적용범위
| 경간 | 1경간 이상의 연속 1방향 슬래브 |
| 해석법 | 유한요소해석법 |
| 설계조건 | 근사해석 적용조건 및 이외의 조건 |
| 하중 분포 | 등분포, 집중, 각종 하중분포 조합 |
| 활하중의 배치 | Pattern Loading의 영향 고려 |
| 지점 종류 | H형강 강재보, 철근콘크리트 보, 철근콘크리트 벽체 |
| 소요강도 및 설계강도 | 휨강도 및 전단강도 |
| 자동 최적화 설계 | 최적 배근 및 상세도 |
| 처짐 | 사용하중에 대한 순간처짐 및 장기처짐 검토 |
| 균열-1 | 강재부식에 대한 노출환경을 고려한 철근간격에 의한 제어 |
| 균열-2 | 강재부식에 대한 노출환경, 크리프 및 건조수축 영향을 고려한 지속하중에 대한 최대 균열폭 검토 |
- 현행구조기준(KBC2016)을 정확하게 반영한 해석 및 설계
- 유한요소해석법을 이용한 연속경간 1방향 슬래브 설계
- 근사해석 적용조건 및 이외의 조건에 대한 설계
- 유한요소해석법에 의해 모든 요소분할 위치에서 소요강도 산정하고 철근을 자동으로 배치하여 설계강도 결정
- 유한요소해석법에 의해 모든 요소분할 위치에서 전단면2차모멘트, 균열단면2차모멘트 및 유효단면2차모멘트를 고려하여 처짐량과 균열폭을 산정
- 다양한 조건의 하중 분포(등분포, 집중 및 각종 하중분포 조합) 적용 가능
- 활하중의 배치(Pattern Loading)의 영향을 고려한 소요강도 산정
- 다양한 지지조건(RC보, 철골보, RC벽) 적용 가능
- 최근 개정된 구조기준(ACI 318-19)의 유효강성을 이용하여 처짐 검토
(이전 기준에 의한 처짐량보다 휠씬 크게 산정되므로 유의가 필요함) - 개정된 CEB-FIB Model Code 2010의 균열폭 계산식을 이용하여 Creep 및 건조수축 영향을 고려한 균열상태 및 최대 균열폭 검토
- 철근콘크리트 배근상세지침(KSEA, ACI)에 따른 배근 상세 최적화 자동설계
- 경간 중앙부의 상부철근이 필요한 경우 부모멘트의 분포형상을 고려하여 자동배치
- 각종 그래픽, 각종 분석표, 요약표 및 상세계산서 출력