KDS 14 20 54 콘크리트용 앵커 설계기준

1. 일반사항

1.1 목적

(1) 이 기준은 콘크리트구조물 앵커의 설계방법을 제시하고 부재의 안전성을 확보하기 위한 최소한의 요구조건을 규정한다.

1.2 적용 범위

(1) 이 기준은 연결된 구조 요소 간 또는 안전에 관련된 부속물과 구조 요소 간에 인장, 전단 및 인장과 전단의 조합에 의해 구조 하중을 전달하는 데 사용되는 콘크리트용 앵커에 관한 설계 조건을 제시하고 있다. 여기서, 규정된 안전율은 단기간 취급할 때 또는 시공할 때보다는 사용할 때 조건을 고려한 값이다.

(2) 이 기준은 선설치앵커(헤드볼트, 헤드스터드, 갈고리 볼트)와 후설치앵커(비틀림제어 확장앵커, 변위제어 확장앵커, 언더컷앵커, 부착식 앵커)에 모두 적용된다. 부착식 앵커는 재령 21일 이상 콘크리트에 설치되어야 한다. 특수 상입물, 관통 볼트, 다수 앵커의 문헌 단부 쪽에 한 개의 갈판에 연결된 앵커, 그라우트 앵커 그리고 화약이나 압축 공기에 의하여 직접 앵커리되는 못 또는 볼트 등은 포함하지 않는다. 매설물의 일부로 사용되는 절곡도 볼트 규정에 따라 설계하여야 한다.

(3) 이 기준은 다음 종류의 앵커에 적용된다.

① 비균열 콘크리트에서 1.4$N_c$ 이상의 뽑힘강도를 발휘할 수 있는 형태의 헤드스터드와 헤드볼트가 포함된다. 여기서, $N_c$는 식 (4.3-13)에 의한 값이다.

② 비균열 콘크리트에서 마찰을 제어하고 1.4$N_c$ 이상의 뽑힘강도를 발휘할 수 있는 형태의 갈고리볼트도 포함된다. 여기서, $N_c$는 식 (4.3-14)에 의한 값이다.

③ 해당 시험방법의 평가조건을 만족하는 확장앵커와 언더컷앵커도 포함된다.

④ 해당 시험방법의 평가조건을 만족하는 부착식 앵커가 포함된다.

(4) 고수파 피로하중 또는 충격하중에 대한 앵커 설계는 이 기준의 대응을 적용할 수 없다.

1.3 참고 기준

· KDS 14 20 01 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항

· KDS 14 20 10 콘크리트구조 해석과 설계 원칙

· KDS 14 20 20 콘크리트구조 힘 및 압축 설계기준

· KDS 14 20 22 콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준

· KDS 14 20 24 콘크리트구조 스트럿-타이모델 기준

· KDS 14 20 26 콘크리트구조 피로 설계기준

· KDS 14 20 30 콘크리트구조 사용성 설계기준

· KDS 14 20 40 콘크리트구조 내구성 설계기준

· KDS 14 20 50 콘크리트구조 철근상세 설계기준

· KDS 14 20 52 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준

· KDS 14 20 60 프리스트레스트 콘크리트구조 설계기준

· KDS 14 20 62 프리캐스트 콘크리트구조 설계기준

· KDS 14 20 64 구조용 무근콘크리트 설계기준

· KDS 14 20 66 합성콘크리트 설계기준

· KDS 14 20 70 콘크리트 슬래브와 기초판 설계기준

· KDS 14 20 72 콘크리트 벽체 설계기준

· KDS 14 20 74 기타 콘크리트구조 설계기준

· KDS 14 20 80 콘크리트 내진설계구조 설계기준

· KDS 14 20 90 기존 콘크리트구조물의 안전성 평가기준

· 콘크리트용 엠키 설계법 및 예제집((사)한국콘크리트학회)

1.4 용어의 정의

(1) KDS 14 20 01(1.4)에 따른다.

1.5 기호의 정의

$A_{srv}$ : 스터드 또는 앵커볼트의 헤드 지압 면적, mm$^2$

$A_{hs}$ : 인장을 받는 부착식 앵커의 부착강도 산정을 위한 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 투영영향면적, mm$^2$

$A_{hso}$ : 연단거리 또는 간격에 제한을 받지 않는 경우, 인장을 받는 부착식 단일 앵커의 투영영향면적, mm$^2$

$A_{hs}$ : 인장강도 산정을 위한 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 콘크리트 브레이크아웃파면 투영면적, mm$^2$

$A_{hso}$ : 연단거리 또는 간격에 제한을 받지 않는 경우, 인장강도 산정을 위한 단일 앵커의 콘크리트 브레이크아웃파면 투영면적, mm$^2$

$A_{se,N}$ : 인장력을 받는 앵커의 유효단면적, mm$^2$

$A_{se,V}$ : 전단력을 받는 앵커의 유효단면적, mm$^2$

$A_{vs}$ : 전단강도 산정을 위한 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 콘크리트 브레이크아웃파면 투영면적, mm$^2$

$A_{vso}$ : 모서리의 영향, 간격 또는 부재 두께에 제한을 받지 않는 경우, 전단강도 산정을 위한 단일 앵커의 콘크리트 브레이크아웃파면 투영면적, mm$^2$

$c_n$ : 콘크리트의 쪼개짐을 방지하기 위한 보조철근이 없는 경우의 비교열 콘크리트에 설치된 후설치앵커가 기본 콘크리트 브레이크아웃강도 또는 기본 부착강도를 발현할 수 있기 위해 요구되는 위험 연단거리, mm

$c_{n,max}$ : 앵커 사이트 중심부터 콘크리트 단부까지 최대 연단거리, mm

$c_{n,min}$ : 앵커 사이트 중심부터 콘크리트 단부까지 최소 연단거리, mm

$c_1$ : 앵커 샤프트 중심부터 콘크리트 단부까지의 거리, mm:단면 앵커에 전단력이 작용하는 경우 $c_{x1}$은 전단력 방향의 거리이며, 앵커에 인장력이 작용하는 경우 $c_{x1}$은 최소 연단거리임. 전단을 받는 앵커가 꼭이 좁은 단면에 설치된 경우에는 4.4.2(4)참조.

$c_2$ : 앵커 샤프트 중심부터 $c_1$과 직각방향에 있는 콘크리트 단부까지 거리, mm

$c_{Na}$ : 단일 부착식 앵커가 최대 부착강도를 발휘하기 위해 필요한 앵커 중심에서부터 투영영향면적 가장자리까지의 거리, mm

$d_a$ : 앵커의 외경, 혹은 헤드스터드, 헤드볼트, 갈고리형 볼트의 샤프트 지름, mm

$d_o$ : 대구경 앵커를 사용하는 경우의 $d_a$ 대체 값, mm

$e_1$ : J 또는 L볼트 샤프트의 안쪽면부터 J 또는 L볼트의 바깥쪽 끝까지 거리, mm

$e'_N$ : 앵커 그룹에 작용하는 축력의 편심. 인장하중을 받는 앵커 그룹에 작용하는 인장력의 합력과 앵커 그룹 도심 사이 거리, mm:단만 $e'_N$은 항상 양(+)의 값임.

$e'_V$ : 앵커 그룹에 작용하는 전단력의 편심. 전단력의 작용 위치부터 전단력에 저항하는 앵커 그룹 도심까지 거리, mm:단만 $e'_V$은 항상 양(+) 값임.

$f_{ck}$ : 콘크리트의 설계기준압축강도, MPa

$f_{ute}$ : 앵커 강재의 설계기준인장강도, MPa

$f_{ye}$ : 앵커 강재의 설계기준항복강도, MPa

$h_a$ : 앵커가 정착되는 부재 두께(앵커 축과 평행한 방향), mm

$h_{ef}$ : 앵커의 유효묻힘길이, mm

$k_c$ : 인장에 의한 기본 콘크리트 브레이크아웃강도 계수

$k_{cp}$ : 프라이아웃강도 계수

$l_e$ : 앵커의 전단력에 대한 지압 저항 길이, mm

$n$ : 한 그룹의 앵커 수

· $N_c$ : 인장을 받는 단일 부착식 앵커의 공칭부착강도, N

· $N_{ca}$ : 인장을 받는 그룹 부착식 앵커의 공칭부착강도, N

· $N_{cb}$ : 인장을 받는 단일 부착식 앵커의 기본 부착강도, N

· $N_p$ : 곡면 콘크리트에서 인장을 받는 단일 앵커의 기본 콘크리트 브레이크아웃강도, N

· $N_{pg}$ : 인장을 받는 단일 앵커의 공칭콘크리트 브레이크아웃강도, N

· $N_{pag}$ : 인장을 받는 앵커 그룹의 공칭콘크리트 브레이크아웃강도, N

· $N_s$ : 전단을 받는 단일 앵커의 공칭콘크리트 프라이아웃강도, N

· $N_{sag}$ : 전단을 받는 앵커 그룹의 공칭콘크리트 프라이아웃강도, N

· $N_t$ : 공칭인장강도, N

· $N_b$ : 곡면 콘크리트에서 인장을 받는 단일 앵커의 뽑힘강도, N

· $N_{pr}$ : 인장을 받는 단일 앵커의 공칭뽑힘강도, N

· $N_{rc}$ : 인장을 받는 단일 앵커 또는 앵커 그룹에서 개별 앵커의 공칭강재강도, N

· $N_{sb}$ : 단일 앵커의 공칭측면파열강도, N

· $N_{sbg}$ : 앵커 그룹의 공칭측면파열강도, N

· $N_{cb}$ : 단일 앵커 또는 앵커 그룹에서 개별 앵커의 계수 인장하중, N

· $N_{cb,s}$ : 앵커 그룹의 계수 인장하중, N

· $N_{cb,i}$ : 앵커 그룹에서 가장 큰 응력이 작용되는 앵커의 계수 인장하중, N

· $N_{ub,s}$ : 계수 지축 인장하중, N

· $s$ : 앵커 중심 간격, mm

· $V_b$ : 곡면 콘크리트에서 전단을 받는 단일 앵커의 기본 콘크리트 브레이크아웃강도, N

· $V_{cb}$ : 전단을 받는 단일 앵커의 공칭콘크리트 브레이크아웃강도, N

· $V_{cbr}$ : 전단을 받는 앵커 그룹의 공칭콘크리트 브레이크아웃강도, N

· $V_{cp}$ : 단일 앵커의 공칭콘크리트 프라이아웃강도, N

· $V_{cpg}$ : 앵커 그룹의 공칭콘크리트 프라이아웃강도, N

· $V_c$ : 공칭전단강도, N

· $V_n$ : 전단을 받는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 개별 앵커에서 강재강도가 지배하는 경우의 공칭전단강도, N

· $V_{sa}$ : 단일 앵커 또는 앵커 그룹에 작용하는 계수전단하중, N

· $V_{sa,g}$ : 앵커 그룹의 계수 전단하중, N

· $V_{sa,i}$ : 앵커 그룹에서 가장 큰 응력이 작용되는 앵커의 계수 전단하중, N

· $\lambda$ : 보통중량콘크리트와 같은 압축강도를 갖는 경량콘크리트의 저감된 물성을 고려한 수정계수

· $\lambda_a$ : 앵커 강도 설계에서 경량콘크리트의 저감된 물성을 고려한 수정계수

· $\tau_{cr}$ : 균열콘크리트에 사용된 부착식 앵커의 특성부착강도, MPa

· $\tau_{uncr}$ : 비균열콘크리트에 사용된 부착식 앵커의 특성부착강도, MPa

· $\phi$ : 강도감소계수

· $\psi_{c,V}$ : 균열 유무에 따른 인장강도에 대한 수정계수

· $\psi_{c,P}$ : 균열 유무에 따른 뽑기벌림강도에 대한 수정계수

· $\psi_{c,r}$ : 콘크리트 균열 및 보조철근의 유무에 따른 전단강도에 대한 수정계수

· $\psi_{cp,V}$ : 설치 시 포갑인장응력을 고려하여, 후설치앵커를 보조철근 없이 비균열 콘크리트에 사용하기 위한 인장강도에 대한 수정계수

· $\psi_{cp,P \& s}$ : 설치 시 포갑인장응력을 고려하여, 부착식 앵커를 보조철근 없이 비균열 콘크리트에 사용하기 위한 인장강도에 대한 수정계수

· $\psi_{ec,V}$ : 앵커가 편심하중을 받는 경우의 인장강도에 대한 수정계수

· $\psi_{ec,P \& s}$ : 부착식 앵커가 편심하중을 받는 경우의 인장강도에 대한 수정계수

• $\psi_{se,n}$ : 부착식 앵커에서 연단거리 영향에 따른 인장강도에 대한 수정계수

• $\psi_{se,V}$ : 앵커 그룹이 편심하중을 받는 경우의 전단강도에 대한 수정계수

• $\psi_{ed,N}$ : 연단거리 영향에 따른 인장강도에 대한 수정계수

• $\psi_{ed,V}$ : 연단거리 영향에 따른 전단강도에 대한 수정계수

• $\psi_{h,V}$ : $h_a < 1.5 c_{a1}$인 콘크리트 부재에 설치된 앵커의 전단강도에 대한 수정계수

• $\Omega_o$ : 시설물별 기준에 따른 지진하중에 대한 시스템초과강도계수

2. 조사 및 계획

내용 없음.

3. 재료

(1) KDS 14 20 01(3)에 따른다.

4. 설계

4.1 설계 일반

(1)앵커와 앵커 그룹은 탄성해석에 의해서 계수하중에 대해 설계되어야 한다. 소성해석은 변형 적합 조건이 고려되고 공칭강도가 연성적재료성에 의해 결정될 때 허용된다.

① 다음의 입계 간격 이하로 2개 이상의 앵커가 함께 사용되면 앵커 그룹 효과를 고려하여야 한다.

파괴유형	입계 간격
인장에 의한 콘크리트 브레이크아웃파괴	$3h_{ef}$

인장에 의한 부착 파괴	$2\varepsilon_{tk}$
전단에 의한 콘크리트 브레이크아웃파괴	$3\varepsilon_{tk}$

위 표에 해당되는 파괴가 발생될 것으로 판단되는 앵커만이 앵커 그룹에 포함된다.

(2) 앵커의 강도는 KDS 14 20 10(3.2)의 적용 가능한 하중조합에 의해 결정되는 최대 소요강도 이상이 되도록 설계하여야 한다.

(3) 내진설계

① 지진구역Ⅲ의 내진특등급과 지진구역Ⅰ의 내진등급 및 내진특등급 구조물에 사용하는 앵커는 ②에서 ⑦까지의 추가 요구 사항을 만족하여야 한다.

② 이 기준의 규정은 지진력에 대한 콘크리트 구조물의 소성힌지영역의 앵커설계에는 적용하지 않는다.

③ 후설치앵커를 지진하중에 대해 사용하기 위해서는 해당 시험방법에 따라 검증하여야 한다. 확장 및 언더컷앵커의 뽑힘강도 $N_s$와 강재의 전단강도 $V_{sa}$는 해당 시험방법의 모의 지진 실험 결과에 근거하여야 한다. 부착식 앵커의 경우에는 강재의 전단강도 $V_{sa}$와 특성부착강도 $\tau_{uncr}$와 $\tau_c$는 해당 시험방법 모의 지진 실험 결과에 근거하여야 한다.

④ 인장력에 대한 요구 사항

가. 강도 수준(strength level)의 지진력에 의하여 단일 앵커 또는 앵커 그룹에 작용하는 인장력이 동일한 하중조합에서 총 계수 인장력의 20% 이하인 경우, 단일 앵커 또는 앵커 그룹은 4.3과 4.2(2)의 인장 강도 요구 사항을 만족하도록 설계하는 것을 허용한다.

나. 강도 수준(strength level)의 지진력에 의하여 단일 앵커 또는 앵커 그룹에 작용하는 인장력이 동일한 하중조합에서 총 계수 인장력의 20%를 초과하는 경우, 앵커 및 그 부속물은 4.1(3)④다에 따라 설계하여야 한다. 앵커의 설계인장강도는 4.1(3)④라에 따라 결정하여야 한다.

다. 앵커 및 부속물은 (가)~(라) 중에서 하나를 만족하여야 한다.

(가) 다음에 해당하는 단일 앵커의 경우, 콘크리트 지배 강도(콘크리트에 의해 지배되는 강도)는 앵커의 강재강도보다 커야한다. 앵커 그룹의 경우, 가장 큰 응력을 받는 앵커의 강재강도에 대한 인장력의 비는 인장력을 받는 앵커들의 콘크리트 지배 강도에 대한 인장력의 비 이상이어야 한다.

(2) 앵커 공칭강재강도의 1.2배를 강재강도로 한 경우

(나) 법령, 축력파열, 콘크리트 브레이크아웃 및 부착강도를 고려하여 콘크리트 지배 강도를 공칭강도로 한 경우, 그들 앵커에서 법령을 고려하기 위해 가장 큰 응력을 받는 앵커에 대해 비율을 계산한 경우 추가로 다음사항을 만족하여야 한다.

(다) 해석으로 결정하지 않는다면, 앵커는 적어도 앵커 직경의 8배에 해당하는 놓임길이를 갖는 연성강재요소를 통해서 인장하중을 전달하여야 한다.

(라) 정부반복하중을 받는 앵커의 좌굴을 방지하여야 한다.

(마) 연결요소에는 나사산이 있고 연성강재에는 전체 길이에 걸쳐 나사산이 되어 있지 않은 경우, 나사부분이 파손되지 않는다면 $f_{cut}/f_{ut}$는 1.3보다 작아서는 안된다. 파손된 부분은 놓임길이에 포함하지 않는다.

(바) 지진효과에 저항하기 위해 연성강재를 사용하는 이형철근은 KS D 3504에서 정하는 SD300, SD400S로 제한한다.

(나) 앵커 또는 앵커 그룹은 인장, 휨, 전단, 지압 또는 이들의 조합하중 상태에서 부속물의 초과 강도와 변형경화효과를 고려한 연성 항복 메커니즘에 의해서 전달되는 최대인장력에 대해 설계하여야 한다. 앵커 설계인장강도는 4.1(3)⒜라에 따라 계산한다.

(다) 앵커 또는 앵커 그룹을 항복하지 않는 부속물에 의해서 앵커로 전달될 수 있는 최대인장력에 대해서 설계하여야 한다. 앵커 설계인장강도는 4.1(3)⒜라에 따라 계산한다.

(라) 앵커 또는 앵커 그룹은 초과강도계수에 의해서 증가되는 지진력을 포함하는 설계하중조합으로부터 얻은 최대인장력에 대해 설계하여야 한다. 앵커 설계인장강도는 4.1(3)⒜라의 인장강도 요구사항을 만족하여야 한다.

라. 지진하중에 대한 앵커 설계인장강도는 콘크리트가 균열이 없는 것으로 판단할 수 없다면, 콘크리트에 균열이 발생했다고 가정하고 표 4.2-10에 주어진 파괴모드에 대하여 (가)(바)를 고려하여 결정하여야 한다.

(가) $\phi N_{ex}$; 단일 앵커 또는 앵커 그룹에서 가장 큰 응력을 받는 개별 앵커

(나) $0.75\phi N_{ex}$ 또는 $0.75\phi N_{eex}$; 앵커철근이 4.3.2(9)를 만족하여 $N_{ex}$ 또는 $N_{eex}$ 를 계산할 필요가 없는 경우는 제외

(다) $0.75\phi N_{ex}$; 단일 앵커 또는 앵커 그룹에서 가장 큰 응력을 받는 개별 앵커

(라) $0.75\phi N_{ex}$ 또는 $0.75\phi N_{eex}$

(마) $0.75\phi N_{ex}$ 또는 $0.75\phi N_{eex}$

여기서, $\phi$는 4.2(7)에 따른다.

마. 4.3.2(9)에 따라 앵커철근이 사용된 경우, 4.3.2(9)에 제시된 첫 이상으로 설계인장강도를 감소시키지 않아도 된다.

⑤ 전단력 요구사항

가. 강도 수준(strength level)의 지진력에 의하여 단일 앵커 또는 앵커 그룹에 작용하는 전단력이 동일한 하중조합에서 총 계수 전단력의 20% 이하인 경우에는 단일 앵커 또는 앵커 그룹은 4.4와 4.2(2)의 전단 강도 요구 사항을 만족하도록 설계하는 것을 허용한다.

나. 강도 수준(strength level)의 지진력에 의하여 앵커에 작용하는 전단력이 동일한 하중조합에서 총 계수 전단력의 20%를 초과하는 경우에는 앵커 및 부속물은 4.1(3)⑤다에 따라 설계하여야 한다. 지진에 저항하기 위한 앵커 설계전단강도는 4.4에 따라 결정하여야 한다.

다. 앵커 및 부속물은 (가)(다)중 하나를 이용하여 설계하여야 한다.

(가) 앵커 또는 앵커 그룹은 휩, 전단, 지압 또는 이들의 조합하중 상태에서 발현되는 부속물의 연성 항복 메커니즘 뿐만 아니라 부속물의 초과 강도와 변형경화 효과를 고려하여 앵커 또는 앵커 그룹으로 전달될 수 있는 최대전단력에 대해 설계하여야 한다.

(나) 앵커 또는 앵커 그룹은 항복하지 않는 부속물에 의해서 앵커로 전달될 수 있는 최대전단력에 대해서 설계하여야 한다.

(다) 앵커 또는 앵커 그룹은 초과강도계수에 의해서 증가되는 지진력을 포함하는 설계하중조합으로부터 얻은 최대전단력에 대해 설계하여야 한다. 앵커 설계전단강도는 4.2(2)의 전단강도 요구사항을 만족하여야 한다.

라. 4.4.2(9)에 따라 앵커철근이 사용된 경우, 4.4.2(9)에 제시된 것 이상으로 설계전단강도를 감소시키지 않아도 된다.

⑥ 인장력과 전단력을 함께 받는 단일 앵커 또는 앵커 그룹은 4.1(3)④라에 따라 산정된 앵커 설계인장강도를 가져야 하며, 4.5의 요구사항을 만족하도록 설계하여야 한다.

⑦ 지진구역의 내진특등급과 지진구역의 내진등급 및 내진특등급 구조물에 사용하는 앵커철근은 이형철근이어야 하며, KDS 14 20 80(4.1.5) 또는 KS D 3504에서 정하는 SD300, SD400S로 제한한다.

(4) 수평 또는 상향으로 경사진 부착식 앵커는 해당 시험방법에 따라 설치방향 민감도에 대한 요구성능을 검증하여야 한다.

(5) 지속 인장하중을 받는 부착식 앵커는 4.2(3)을 만족하여야 한다. 부착식 앵커 그룹 중에서 가장 큰 지속 인장하중을 받는 앵커는 식 (4.2-1)을 만족하여야 한다. 지속 인장하중을 받는 수평 또는 상향으로 경사진 부착식 앵커에 대한 작업자 자격 및 검사 요건은 4.7(2)②에서 4.7(2)③에 따른다.

(6) 경량콘크리트에 대한 수정계수 $λ_a$

① 선설치앵커와 언더컷앵커에서 콘크리트 브레이크아웃파괴: $1.0λ$

② 확장앵커와 부착식 앵커에서 콘크리트 브레이크아웃파괴: $0.8λ$

③ 부착식 앵커에서 부착파괴(식 (4.3-22)): $0.6λ$

여기서, $λ$는 KDS 14 20 10(4.4)에서 규정한 경량콘크리트계수이다. 해당 시험방법에 따른 평가시험으로 산정된 $λ_a$를 사용할 수 있다.

(7) 이 기준에서 계산 용도로 사용하는 콘크리트 설계기준압축강도 $f_{ck}$는 선설치앵커의 경우 70MPa, 후설치앵커의 경우 55MPa을 초과할 수 없다. 후설치앵커를 사용할 때 콘크리트 설계기준압축강도가 55MPa을 초과하는 경우 시험으로 검증하여야 한다.

4.2 앵커 강도에 관한 일반 규정

(1)앵커의 강도 설계는 (4)의 조건을 만족하는 설계 모델을 이용한 개산 또는 다음 파리유럽법에 적합한 실험 결과의 제5액분위수를 사용한 평가에 따라 정하여야 한다.

① 인장을 받는 앵커의 강체강도(4.3.1)

② 인장을 받는 앵커의 콘크리트 브레이크아웃강도(4.3.2)

③ 인장을 받는 선설치앵커, 후설치확장앵커, 언더컷앵커의 뽑힘강도(4.3.3)

④ 인장을 받는 헤드앵커의 콘크리트 측면 파열강도(4.3.4)

⑤ 인장을 받는 부착식 앵커의 부착강도 (4.3.5)

⑥ 전단을 받는 앵커의 강체강도(4.4.1)

⑦ 전단을 받는 앵커의 콘크리트 브레이크아웃강도(4.4.2)

⑧ 전단을 받는 앵커의 콘크리트 프라이아웃강도(4.4.3)

추가로 쪼갬파괴를 방지하기 위해 4.6에서 규정된 연단거리, 간격, 두께를 만족하여야 한다.

(2) 파리유럽법 앵커 설계항목은 표 4.2-1에 따른다. 추가로 지진하중에 대해서는 4.1(3)을 만족해야 하며, 지속 인장하중을 받는 부착식 앵커는 (3)을 만족해야 한다.

표 4.2-1 앵커의 평가하중(4.1(3) 별도 적용)

파괴 유형	단일앵커	앵커 그룹¹⁾
		개별앵커
인장을 받는 앵커의 강체강도 (4.3.1)	$\phi N_{sa} > N_{ua}$	$\phi N_{sa} > N_{ua,i}$
인장을 받는 앵커의 콘크리트 브레이크아웃강도 (4.3.2)	$\phi N_{cb} > N_{ua}$	$\phi N_{cb} > N_{ua,g}$
인장을 받는 앵커의 뽑힘강도 (4.3.3)	$\phi N_{pn} > N_{ua}$	$\phi N_{pn} > N_{ua,i}$

	$\phi N_{ue} - N_{eu}$	$\phi N_{uco} - N_{eu,o}$
인장을 받는 앵커의 콘크리트 축면파열강도 (4.3.4)	$\phi N_{cb} = N_{cb}$	$\phi N_{cbo} = N_{cb,o}$
인장을 받는 앵커의 부착강도 (4.3.5)	$\phi N_{a} = N_{a}$	$\phi N_{ao} = N_{a,o}$
전단을 받는 앵커의 강재강도 (4.4.1)	$\phi V_{sa} = V_{sa}$	$\phi V_{sa} = V_{sa,t}$
전단을 받는 앵커의 콘크리트 브레이크아웃강도 (4.4.2)	$\phi V_{cb} = V_{cb}$	$\phi V_{cbo} = V_{cb,o}$
전단을 받는 앵커의 콘크리트 프라이아웃강도 (4.4.3)	$\phi V_{cp} = V_{cp}$	$\phi V_{cpo} = V_{cp,o}$

1. 강재파괴와 뽑힘파괴에 대한 요구강도는 앵커 그룹에서 가장 큰 하중이 작용하는 앵커에 대해 검토한다.

(3) 지속 인장하중을 받는 부착식 앵커는 (2)에 추가하여 식 (4.2-1)을 만족해야한다.

$0.55\phi N_{a} \geq N_{ua,s}$ (4.2-1)

여기서, $N_{a}$는 4.3.5(2)에 따라 결정한다.

(4) $N_{ua}$와 $V_{ua}$가 동시에 작용하는 경우 충분한 실험을 근거로 개발된 상관관계식을 사용하여야 하며, 그렇지 않은 경우 4.5항을 따른다.

(5)단일 앵커 또는 앵커 그룹의 공칭강도는 충합적인 실험 결과를 실질적으로 예측할 수 있는 설계 모델에 의하여야 하며, 실험에서 사용되는 재료는 구조물의 재료와 일치하여야 한다. 공칭강도는 개별 기본 앵커 강도의 제5백분위수에 의한다. 이때 콘크리트와 관련한 공칭강도는 크기 효과 보정, 앵커의 수, 인접 앵커의 영향, 연단거리, 콘크리트 부재의 깊이, 앵커 그룹의 편심 하중 그리고 균열의 존재 여부 등이 고려되어야 하며, 설계 모델의 연단거리 및 앵커 간격의 제한 사항은 모델을 입증하는 실험과 일치하여야 한다.

① 콘크리트 브레이크아웃파괴를 구속하는 보조철근의 효과는 이 (5)의 설계 모델에 포함될 수 있다. 앵커철근이 4.3.2(9)와 4.4.2(9)에 따라 배근된 경우에는 4.3.2와 4.4.2에 따른 콘크리트 브레이크아웃강도를 산정할 필요가 없다.

② 지름이 100mm를 초과하지 않는 앵커의 콘크리트 브레이크아웃강도에 관한 요구 사항은 4.3.2와 4.4.2의 설계 방법에 의해 만족하는 것으로 간주한다.

(6)문합길이 $4d_c ≤ l_{se} ≤ 20d_c$를 갖는 부착적 앵커의 부착강도는 4.3.5를 만족해야한다.

(7)앵커의 강도감소계수 $\phi$는 다음과 같다.

① 연성강재요소의 강도에 의해 지배되는 앵커

가. 인장력	0.75
나. 전단력	0.65

② 취성강재요소의 강도에 의해 지배되는 앵커

가. 인장력	0.65
나. 전단력	0.60

③ 콘크리트 브레이크아웃, 측면파열, 부착, 뽑힘 또는 프라이아웃강도에 의해 지배되는 앵커

	조건 A	조건 B
가. 전단력	0.75	0.70
나. 인장력
(가) 선설치 헤드스터드, 헤드볼트, 갈고리볼트	0.75	0.70
(나) 후설치앵커 범주 1	0.75	0.65
(낮은 설치 민감도와 높은 신뢰도)
(다) 후설치앵커 범주 2	0.65	0.55
(중간 설치 민감도와 중간 신뢰도)
(라) 후설치앵커 범주 3	0.55	0.45
(높은 설치 민감도와 낮은 신뢰도)

조건 A는 뽑힘강도와 프라이아웃강도를 제외하고 보조철근이 배근된 경우에 적용한다. 조건 B는 이와 같은 보조철근이 없거나 뽑힘강도 또는 프라이아웃강도가 지배적일 때 적용한다.

4.3 인장하중에 대한 설계 조건

4.3.1 인장력을 받는 앵커의 강재강도

(1)강재의 파괴에 의해 결정되는 앵커의 공칭인장강도 $N_{sa}$는 앵커의 재질과 앵커의 치수를 근거로 계산하여야 한다.

(2)인장을 받는 앵커의 공칭강도 $N_{sa}$는 식 (4.3-1) 과 이하이어야 한다.

$N_{sa} = A_{se} \times f_{uta}$ (4.3-1)

여기서, $A_{se}$는 인장에 대한 단일 앵커의 유효단면적이며, $f_{uta}$는 $1.9f_{ya}$ 또는 860MPa 중 작은 값 이하이어야 한다.

4.3.2 인장력을 받는 앵커의 콘크리트 브레이크아웃강도

(1)인장력을 받는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 공칭콘크리트 브레이크아웃강도 $N_{cb}$ 또는 $N_{cbg}$는 다음 값 이하이어야 한다.

① 단일 앵커

$N_{cb} = \frac{A_{Nc}}{A_{Nco}} \psi_{ec,N} \psi_{ed,N} \psi_{c,N} \psi_{cp,N} N_b$ (4.3-2)

② 앵커 그룹

$N_{cbg} = \frac{A_{Nc}}{A_{Nco}} \psi_{ec,N} \psi_{ed,N} \psi_{c,N} \psi_{cp,N} N_b$ (4.3-3)

여기서, 계수 $\psi_{ec,N}$, $\psi_{ed,N}$, $\psi_{c,N}$ 및 $\psi_{cp,N}$은 (4), (5), (6), (7)에 각각 정의되어 있다. 앵커의 중심(앵커 그룹에서는 최외곽 앵커 열의 중심선)으로부터 $1.5 h_{ef}$ 밖으로 투영하여 만들어지는 브레이크아웃파괴면 단면의 사각형상을 기초로 하여 계산된 단일 앵커 또는 앵커 그룹 브레이크아웃 파괴면의 투영면적을 $A_{Nc}$라고 하며, $A_o$는 $\pi A_{Nco}$ 이하이어야 한다. 그리고 $c$는 그룹에서 인장을 받는 앵커의 수이며, $A_{Nco}$는 연단거리가 $1.5h_{ef}$ 이상인 단일 앵커에 대한 콘크리트 브레이크아웃 파괴면의 투영면적으로서 식 (4.3-4)와 같다.

$A_{Nco} = 9h_{ef}^2$ (4.3-4)

(2) 굽힘 콘크리트에서 인장력을 받는 단일 앵커의 기본 콘크리트 브레이크아웃강도 $N_b$는 식 (4.3-5) 값을 초과할 수 없다.

$N_b = k_c \lambda \sqrt{f_{ck}} h_{ef}^{1.5}$ (4.3-5)

여기서, 선설치앵커에 대해서 $k_c = 10$이며, 후설치앵커에 대한 $k_c = 7$이다. 후설치앵커의 $k_c$ 값은 별도의 제품 시험에 근거하여 7 이상의 값을 사용할 수 있으나, 10을 초과할 수 없다. 또한 묻힘깊이가 280mm ~ $h_{ef} = 635$mm인 선설치 헤드스터드와 헤드볼트에서 $N_b$는 식 (4.3-6) 값 이하이어야 한다.

$N_b = 3.9 \lambda \sqrt{f_{ck}} h_{ef}^{1.5}$ (4.3-6)

(3) 앵커가 세 개 또는 네 개의 가장자리부터 $1.5h_{ef}$보다 짧은 거리에 위치한 경우, $A_{Nc}$ 산정시의 $h_{ef}$와 식 (4.3-2)부터 식 (4.3-9)까지의 $h_{ef}$는 $c_{c,min}/1.5$와 앵커 그룹의 경우 최대 앵커 간격의 1/3 중 큰 값으로 하여야 한다.

(4) 인장력의 편심이 작용하는 앵커 그룹에 대한 수정계수는 식 (4.3-7)과 같이 구하여야 한다.

$\psi_{ec,N} = \frac{1}{1-\frac{2e'_N}{3h_{ef}}}$ (4.3-7)

여기서, $\psi_{ec,N}$은 1보다 클 수 있다. 앵커 그룹에서 일부의 앵커에만 인장력이 가해질 경우 식 (4.3-7)에 사용되는 $e'_N$의 결정과 식 (4.3-3)에서 $N_{ua}$의 계산은 인장을 받는 앵커에 대해서만 고려하며, 두 축에 대하여 편심 하중이 존재하는 경우 수정계수 $\psi_{ec,N}$은 각 축에 대하여 독립적으로 계산하고, 이 계수의 곱을 식 (4.3-3)에서 $\psi_{ec,N}$으로 사용하여야 한다.

(5) 인장력을 받는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 가장자리 영향에 관한 수정계수는 식 (4.3-8)과 식 (4.3-9)에 의해 구하여야 한다.

① $c_{c,min} \geq 1.5h_{ef}$ 인 경우,

$\psi_{ed,N} = 1$ (4.3-8)

② $c_{c,min} < 1.5h_{ef}$ 인 경우,

$\psi_{ed,N} = 0.7 + 0.3\left(\frac{c_{c,min}}{1.5h_{ef}}\right)$ (4.3-9)

(6)부재가 사용하중을 받을 때 콘크리트에 균열이 발생하지 않는다고 해석된 위치에 설치된 영거는 다음 수정계수를 사용할 수 있다.

① 선설치앵거

$\psi_{eq,N} = 1.25$

② 식 (4.3-5)의 $k$로 7을 사용한 후설치앵거

$\psi_{eq,N} = 1.40$

여기서, 식 (4.3-5)에 사용되는 후설치앵거의 $k$ 값은 비균열 콘크리트와 균열 콘크리트에 대하여 별도의 제품평가 보고서에 의해 산정할 수 있으며, 이때 $\psi_{eq,N}$는 1.0을 적용하여야 한다. 사용하중을 받을 때 균열이 발생하는 경우에는 $\psi_{eq,N}$은 선설치앵거와 후설치앵거 모두 1.0을 적용하여야 하고, 후설치앵거를 균열 콘크리트에 사용하려면 사전에 그 성능이 입증되어야 한다. 콘크리트에서 균열은 KDS 14 20 20(4.2.3)에 따라 배치된 철근강철근 또는 구속철근에 의해 제어되어야 한다.

(7)위 (6)의 규정에 따라서 쪼개짐을 제어하기 위한 보조철근을 사용하지 않는 비균열 콘크리트에 사용되는 후설치앵거의 수정계수는 다음과 같다.

① $c_{s,min} \geq c_{cc}$인 경우,

$\psi_{cp,N} = 1.0$ (4.3-10)

② $c_{s,min} < c_{cc}$인 경우,

$\psi_{cp,N} = \frac{c_{s,min}}{c_{cc}}$ (4.3-11)

여기서, 식 (4.3-11)로 산정된 $\psi_{cp,N}$은 $1.5h_{ef}/c_{cc}$ 이상이어야 하며, 위험 연단거리 $c_{cc}$는 4.6(7)에 정의되어 있다.

선설치앵거를 포함한 다른 모든 경우에 $\psi_{cp,N}$은 1.0을 적용하여야 한다.

(8)플레이트나 와셔가 앵거의 헤드에 부착되어 있는 경우 브레이크아웃 파괴면의 투영면적은 그 플레이트나 와셔의 유효경계부터 $1.5h_{ef}$ 방으로 투영된 브레이크아웃 파괴면에 대해 계산할 수 있다. 이때 유효경계는 그 앵거 헤드의 바깥쪽 가장자리부터 와셔나 플레이트의 두께를 더한 값을 초과할 수 없다.

(9)앵커철근이 콘크리트 브레이크아웃 파괴면을 기준으로 양쪽으로 KDS 14 20 520에 따라 정착되어 있으면, 앵커

철근의 설계강도는 콘크리트 브레이크아웃강도를 대신하여 $8N_v$ 계산에 사용될 수 있다. 앵커철근 설계에 강도감소

계수는 0.75를 사용한다.

4.3.3 인장력을 받는 선설치앵커, 후설치 확장앵커 및 언더컷앵커의 뽑힘강도

(1)인장력을 받는 단일 선설치앵커, 후설치 확장앵커 및 언더컷앵커의 공칭뽑힘강도 $N_{pn}$은 식 (4.3-12)의 값 이하

이어야 한다.

$N_{pn} = \psi_{c,P} N_p$ (4.3-12)

여기서, $\psi_{c,P}$는 다음 (6)에서 정의된다.

(2)후설치 확장앵커, 언더컷앵커의 경우 $N_p$의 값은 별도의 실험과 평가를 통해 하위 5%를 기초로 하여야 한다. 이

러한 앵커들의 인장에 대한 뽑힘강도는 제조업자가 허용되지 않는다.

(3)선설치 헤드스터드와 헤드볼트는 (4)를 사용하여 인장에 대한 단일 앵커의 뽑힘강도를 계산하여야 한다. 단일

J, L볼트에 대한 것은 (5)를 사용하여 인장에 대한 뽑힘강도를 계산하여야 한다. 또는 별도의 시험과 평가를 통해 제

5백분위수를 기초로 $N_p$의 값을 사용할 수도 있으나 이 경우 마찰의 영향을 제외하여야 한다.

(4)식 (4.3-12)에서 인장을 받는 단일 헤드스터드 또는 헤드볼트의 뽑힘강도 $N_p$는 식 (4.3-13)의 값 이하이어야 한

다.

$N_p = 8A_{brg}f_{ck}$ (4.3-13)

(5)식 (4.3-12)에서 단일 갈고리볼트가 인장력을 받는 경우 뽑힘강도 $N_p$는 식 (4.3-14)의 값 이하이어야 한다.

$N_p = 0.8f_{ck}e_h d_a$ (4.3-14)

여기서, $3d_a \leq e_h \leq 4.5d_a$

(6)부재가 사용하중을 받을 때 균열이 없는 것으로 해석된 위치의 단일 앵커에 대하여 식 (4.3-15)의 수정계수를 사

용할 수 있다.

$\psi_{c,P} = 1.4$ (4.3-15)

여기서, 해석결과 사용하중을 받을 때 균열이 발생할 경우 $\phi_c = 1.0$이다.

4.3.4 인장력을 받는 앵커의 콘크리트축면파열강도

(1)분위김이가 길고 가장자리에 인접해 $h_{ef} \geq 2.5c_{a1}$로 설치된 단일 헤드앵커에 대한 공칭축면파열강도 $N_{sb}$는 식 (4.3-16)의 값 이하이어야 한다.

$N_{sb} = (13c_{a1}\sqrt{A_{brg}})_s\sqrt{f_{ck}}$ (4.3-16)

여기서, 만약 해당 단일 앵커의 $c_{a2}$가 $3c_{a1}$보다 작은 경우 $N_{sb}$에 $(1+c_{a2}/c_{a1})/4$의 값을 곱하여야 한다. 그리고 $1.0 \leq c_{a2}/c_{a1} \leq 3.0$이다.

(2)분위김이가 크고 $h_{ef} \geq 2.5c_{a1}$로 가장자리에 인접해 있으면서 앵커 간격이 $6c_{a1}$보다 작은 값을 가지는 앵커 그룹의 공칭축면파열강도 $N_{sbg}$는 식 (4.3-17)의 값 이하이어야 한다.

$N_{sbg} = \left(1+\frac{s}{6c_{a1}}\right)N_{sb}$ (4.3-17)

여기서, $s$는 앵커 그룹에서 가장자리를 따라 외곽에 설치된 양 끝에 있는 앵커들 사이의 간격이고, $N_{sb}$는 식 (4.3-16)에 의해 구하며, 직각방향의 열단거리에 대한 수정계수는 적용하지 않는다.

4.3.5 인장력을 받는 부착식 앵커의 부착강도

(1) 인장력을 받는 단일 부착식 앵커의 공칭부착강도 $N_a$ 또는 부착식 앵커 그룹의 공칭부착강도 $N_{ag}$는 다음 값을 초과할 수 없다.

① 단일 부착식 앵커

$N_a = \frac{A_{Na}}{A_{Nao}}\psi_{ed,Na}\psi_{cp,Na}N_{ba}$ (4.3-18)

② 부착식 앵커 그룹

$N_{ag} = \frac{A_{Na}}{A_{Nao}}\psi_{ec,Na}\psi_{ed,Na}\psi_{cp,Na}N_{ba}$ (4.3-19)

계수 $\psi_{ec,Na}$, $\psi_{ed,Na}$ 및 $\psi_{cp,Na}$는 (3), (4) 및 (5)에 각각 정의되어 있다. 부착식 앵커의 중심(부착식 앵커 그룹에서는 최외곽 앵커 열의 중심선)으로부터 $c_{Na}$ 범으로 두영여 만들어진 사각면적을 기초로 하여 계산된 단일 부착

식 영거 또는 부착식 영거 그룹의 투영영향면적을 $A_{ve}$라고 하며, $A_{ve}$는 $nA_{se}$ 이하이어야 한다. 여기서 $n$은 영

거 그룹에서 인장력을 받는 부착식 앵거의 수이며, $A_{se}$는 연단거리가 $c_{ye}$ 이상인 단일 부착식 앵거에 대한 투영

영향면적이다.

$A_{se0} = (2c_{ye})^2$ (4.3-20)

$c_{ye} = 10d_s\sqrt{\frac{f_{cer}}{7.6}}$ (4.3-21)

여기서, 상수 7.6은 MPa 단위에 대해 적용한다.

(2) 균열 콘크리트에서 인장력을 받는 단일 부착식 앵거의 기본 부착강도 $N_{bc}$는 다음 값을 초과할 수 없다.

$N_{bc} = \lambda_c\tau_{cr}\pi d_s h_{ef}$ (4.3-22)

특성부착강도 $\tau_{cr}$은 해당 시험방법에 따른 시험과 평가를 통해 제5백분위수로 산정하여야 한다.

사용하중을 받을 때 균열이 발생할 경우 부착식 앵거를 사용하기 위해서는 해당 시험방법에 따라 그 성능을 입증

하여야 한다.

부재가 사용하중을 받을 때 균열이 없는 것으로 예상된 위치에 설치된 부착식 앵거에 대해 $\tau_{cer}$은 식 (4.3-22)의

$\tau_{cr}$을 대체하여 사용할 수 있고 해당 시험방법에 따른 시험과 평가를 통해 제5백분위수로 산정하여야 한다.

다음의 ①부터 ⑤까지의 조건을 만족할 경우 표 4.3-1의 최소 특성부착강도 값을 사용할 수 있다.

① 앵거는 해당 시험방법의 요구조건을 만족하여야 한다.

② 앵거는 회전충격드릴이나 타격드릴을 사용하여 전공된 구멍에 설치하여야 한다.

③ 앵거 설치 시 콘크리트 최소 압축강도는 17MPa이어야 한다.

④ 앵거 설치 시 콘크리트 재령은 최소 21일이어야 한다.

⑤ 앵거 설치 시 콘크리트 온도는 적어도 10°C이어야 한다.

표 4.3-1 최소 특성부착강도¹⁾, ²⁾

설치 및 사용 환경	앵거 설치 시 콘크리트의 수분 함량	콘크리트의 최고 사용 온도	$\tau_{cr}$	$\tau_{cer}$
		(°C)	MPa	MPa
경	량

실외	건조부터 압접히 젖은 상태까지	79	1.4	4.5
실내	건조 상태	43	2.1	7.0

1. 앵커 설계 시 지속 인장하중이 포함되는 경우는 $\zeta_c$과 $\zeta_{c,N}$에 0.4를 곱한다.

2. 앵커 설계 시 지진하중(지진구역Ⅲ의 내진특등급과 지진구역Ⅰ의 내진등급 및 내진특등급 구조물)이 포함

되는 경우는 $\zeta_c$에는 0.8, $\zeta_{c,N}$에는 0.4를 곱한다.

(3) 인장력의 편심이 작용하는 부착식 앵커 그룹에 대한 수정계수 $\psi_{ec,Nc}$는 다음과 같이 구하여야 한다.

$\psi_{ec,Nc} = \frac{1}{1+ \frac{e'_N}{C_{Nc}}}$ (4.3-23)

단, $\psi_{ec,Nc}$는 1.0보다 클 수 없다.

부착식 앵커 그룹에서 일부의 부착식 앵커에만 인장력이 가해질 경우 식 (4.3-23)에 사용되는 $e'_N$의 결정과 식

(4.3-19)에서 $N_{cb}$의 계산은 인장력을 받는 부착식 앵커에 대해서만 고려하며, 두 축에 대하여 편심하중이 존재하

는 경우 수정계수 $\psi_{ec,Nc}$는 각 축에 대하여 독립적으로 계산하고, 이 계수의 곱을 식 (4.3-19)에서 $\psi_{ec,Nc}$로 사용하

여야 한다.

(4) 인장력을 받는 단일 부착식 앵커 또는 부착식 앵커 그룹의 가장자리 영향에 관한 수정계수 $\psi_{ed,Nc}$는 다음과 같이

구하여야 한다.

$c_{a,min} \geq c_{Nc}$인 경우

$\psi_{ed,Nc} = 1.0$ (4.3-24)

$c_{a,min} < c_{Nc}$인 경우

$\psi_{ed,Nc} = 0.7 + 0.3 \frac{c_{a,min}}{c_{Nc}}$ (4.3-25)

(5) 쪼개짐을 제어하기 위한 보조철근을 사용하지 않는 비균열 콘크리트에 사용되는 부착식 앵커의 수정계수 $\psi_{cp,Nc}$

는 다음과 같이 구하여야 한다.

$c_{s,min} \geq c_{sc}$인 경우

$\psi_{s2,Nc} = 1.0 \qquad (4.3-26)$

$c_{s,min} < c_{sc}$인 경우

$\psi_{s2,Nc} = \frac{c_{s,min}}{c_{sc}} \qquad (4.3-27)$

여기서, 식 (4.3-27)에서 산정된 $\psi_{s2,Nc}$는 $c_{Nb}/c_{sc}$보다 작아서는 안 되며, 외계 연단거리 $c_{sc}$는 4.6(7)에 정의되어 있다. 이외의 다른 모든 경우에 $\psi_{s2,Nc}$는 1.0을 적용하여야 한다.

4.4 전단하중에 대한 설계 조건

4.4.1 전단력을 받는 앵커의 강제강도

(1)장체에 의해 지배될 때, 전단력을 받는 앵커의 공칭강도 $V_{sa}$는 앵커의 재료적 특성과 치수에 근거하여 계산하여야 한다. 콘크리트 브레이크아웃풋피가 예상되는 경우, 앵커에 요구되는 전단강도는 콘크리트 브레이크아웃풋피에서 가정된 하중 분배를 고려하여 산정하여야 한다.

(2)전단력을 받는 앵커의 공칭강도 $V_{sa}$는 ①에서 ③까지 규정된 값 이하이어야 한다.

① 선설치 헤드스터드

$V_{sa} = A_{se,V}f_{uta} \qquad (4.4-1)$

여기서, $A_{se,V}$는 전단에 대한 단일 앵커의 유효단면적이며, $f_{uta}$는 1.9$f'_{cw}$와 860MPa 중 작은 값 이하이어야 한다.

② 선설치 헤드볼트와 갈고리볼트 그리고 슬리브가 전단 파괴면까지 연장되어 있지 않은 후설치앵커

$V_{sa} = 0.6A_{se,V}f_{uta} \qquad (4.4-2)$

여기서, $f_{uta}$는 1.9$f'_{cw}$와 860MPa 중 작은 값 이하이어야 한다.

③ 슬리브가 전단 파괴면까지 연장되어 있는 후설치앵커의 $V_{sa}$는 별도의 실험결과에 기초하여 산정하여야 한다. 또는 식 (4.4-2)를 사용할 수도 있다.

(3)그라우트로 채워 놓인 부위에 사용되는 앵커에 대하여 (2)의 공칭강도에 계수 0.80을 곱하여야 한다.

4.4.2 전단력을 받는 앵커의 콘크리트 브레이크아웃강도

(1)단일 앵커 또는 앵커 그룹의 전단력에 대한 공칭콘크리트 브레이크아웃강도 $V_{cb}$ 또는 $V_{cbg}$는 다음 값 이하이어야 한다.

① 단일 앵커에서 가장자리에 직각방향으로 작용하는 전단력

$V_{cb} = \frac{A_{Vc}}{A_{Vco}} \psi_{ec,V} \psi_{c,V} \psi_{h,V} V_b$ (4.4-3)

② 앵커 그룹에서 가장자리에 직각방향으로 작용하는 전단력

$V_{cbg} = \frac{A_{Vc}}{A_{Vco}} \psi_{ec,V} \psi_{ed,V} \psi_{c,V} \psi_{h,V} V_b$ (4.4-4)

③ 가장자리에 평행한 방향으로 작용하는 전단력에 대한 $V_{cb}$ 또는 $V_{cbg}$는 각각 식 (4.4-3)과 식 (4.4-4)로부터 정해지는 값의 2배로 할 수 있다. 이때 전단력은 가장자리에 직각 방향으로 작용한다고 가정하고 $\psi_{ec,V}$는 1.0을 적용한다.

④ 모서리에 위치한 앵커에 대한 공칭콘크리트 브레이크아웃강도는 각 가장자리에 대해 구해지는 값 중 최솟값을 사용하도록 제한되어야 한다.

수정계수 $\psi_{ec,V}$, $\psi_{ed,V}$, $\psi_{c,V}$ 및 $\psi_{h,V}$는 (5), (6), (7), (8)에서 각각 정의되며, $V_b$는 단일 앵커에 대한 기본 콘크리트 브레이크아웃강도이다. $A_{Vc}$는 단일 앵커나 앵커 그룹에 대해 콘크리트 가장자리의 측면에 생기는 브레이크아웃 파괴면의 투영면적으로서, 이 면적은 콘크리트 부재의 측면에 투영되는 콕대기가 절단 상태에서 받으로 절단된 피라미드의 밑면으로 평가할 수 있다. 이때 가장 위험한 앵커 절의 축이 받으로 절단된 피라미드의 꼭점이 된다. $c_{a1}$은 이 축에서 가장자리까지 거리이며, $A_{Vc}$는 $n A_{Vco}$를 초과할 수 없고, $n$은 앵커 그룹에서 앵커의 수가 된다. $A_{Vco}$는 부재가 두꺼우며 전단력에 대한 직각방향 연단거리가 1.5$c_{a1}$ 보다 큰 단일 앵커에 대한 투영면적이다.

$A_{Vco}$는 가장자리와 평행한 측면의 길이를 3$c_{a1}$, 길이를 1.5$c_{a1}$으로 하는, 받으로 절단된 피라미드의 밑면 면적과 같으며, 다음 식 (4.4-5)로 계산한다.

$A_{Vco} = 4.5 (c_{a1})^2$ (4.4-5)

앵커볼이 가장자리부터 다양한 거리에 위치하고 앵커가 부속물에 용접되어 모든 앵커에 힘을 분산시킬 수 있을 때, 가장자리부터 가장 멀리 있는 앵커 열까지의 거리에 근거해서 강도를 계산할 수 있다. 이 경우 가장 위험한 부위는 가장자리에서 가장 멀리 떨어진 앵커 열이고 $c_{a2}$값은 이 거리가 되며, 모든 전단력은 이 앵커 열을 따라 전달된다고 볼 수 있다.

(2)굽힘 콘크리트에 있는 단일 앵커가 전단력을 받을 때의 기본 콘크리트 브레이크아웃강도 $V_b$는 식 (4.4-6)과 (4.4-7) 중 작은값 이하이어야 한다.

$V_b = \left(0.6\left(\frac{l_e}{d_a}\right)^{0.2}\sqrt{d_a}\right)\lambda_v\sqrt{f_{ck}}(c_{a1})^{1.5}$ (4.4-6)

여기서, $l_e$는 전단력에 대해 앵커가 지압을 받는 길이이고, 물핀 단면의 전체 길이에 걸쳐 일정한 강성을 갖는 앵커로서 헤드스터드 및 전체 물핀길이에 걸쳐 단일 관을 가지는 후설치앵커인 경우는 $l_e = h_{ef}$이고, 간격슬리브가 확장슬리브와 분리된 비틀림제어 확장앵커인 경우는 $l_e = 2d_s$이며, 어떠한 경우도 $l_e \geq 8d_s$ 이하이어야 한다.

$V_b = 3.7\lambda_v\sqrt{f_{ck}}(c_{a1})^{1.5}$ (4.4-7)

(3)10mm 이상 그리고 앵커 지름의 1/2에 해당하는 최소 두께를 갖는 강재 부속물에 연속 용접된 선설치 헤드스터드, 헤드볼트 또는 갈고리볼트에서, 굽힘 콘크리트에 있는 단일 앵커의 전단력에 대한 기본 콘크리트 브레이크아웃강도 $V_b$는 식 (4.4-7)과 (4.4-8) 중 작은 값 이하이어야 한다.

$V_b = \left(0.6\left(\frac{l_e}{d_s}\right)^{0.2}\sqrt{d_s}\right)\lambda_v\sqrt{f_{ck}}(c_{a1})^{1.5}$ (4.4-8)

여기서, $l_e$는 (2)에 정의되어 있다.

또한 위의 식은 다음 조건을 만족하여야 한다.

① 앵커 그룹에서 강도는 가장자리부터 가장 멀리 있는 앵커 열의 강도에 근거하여 결정한다.

② 앵커의 중심 간격은 65mm 이상이다.

③ $c_{a2} ≤ 1.5 h_{ef}$이며 보서리에 보조철근을 사용하여 추가로 보강한다.

④ 뿌이 좁고 두께가 충분하지 않은 단면에 앵커가 정착되어 있어서, 양쪽 연단거리 $c_{a2}$와 부재 두께 $h_a$가 모두 1.5$c_{a1}$보다 작은 경우, (1)에 따른 $A_{Vc}$ 계산과 (1)에서 (8)의 식에 사용되는 $c_{a1}$은 다음 값 중 큰 값 이하이어야 한다.

① $c_{s2}/1.5$, 여기서 $c_{s2}$는 가장 큰 연단거리

② $h_s / 1.5$

③ $s/3$, 여기서 $s$는 전단력 직각방향으로 가장 큰 앵커 사이 간격

(5)전단력에 대한 편심을 받는 앵커 그룹에 대한 수정계수는 다음과 같다.

$\psi_{ec,V} = \frac{1}{1 + \frac{2e_V}{3c_{s1}}}$ (4.4-9)

단, $\psi_{ec,V}$은 1.0하여야 하고, 앵커 그룹에서 일부 앵커만이 같은 방향으로 전단력을 받는 경우, 식 (4.4-9)의

$e'_V$와 식 (4.4-4)의 $V_{ua}$를 계산할 때는 같은 방향으로 전단력을 받는 앵커만을 고려하여야 한다.

(6)전단을 받는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 가장자리 효과에 대한 수정계수는 다음과 같다.

① $c_{s2} \geq 1.5 c_{s1}$인 경우

$\psi_{ed,V} = 1.0$ (4.4-10)

② $c_{s2} < 1.5 c_{s1}$인 경우

$\psi_{ed,V} = 0.7 + 0.3 \frac{c_{s2}}{1.5 c_{s1}}$ (4.4-11)

(7)부재가 사용하중을 받을 때 콘크리트에 균열이 발생하지 않는다고 해석된 위치에 설치된 앵커를 설계할 때는 수

정계수 $\psi_c,V = 1.4$를 사용할 수 있다. 그러나 사용하중을 받을 때 해석상 균열이 발생하는 부분에 위치한 앵커는 다

음 수정계수를 적용하여야 한다.

① $\psi_c,V = 1.0$:보조철근이 없거나 D13 미만의 가장자리 보강근이 배치된 균열 콘크리트에 설치된 앵커

② $\psi_c,V = 1.2$:앵커와 가장자리 사이에 D13 이상의 보조철근이 있는 균열 콘크리트에 설치된 앵커

③ $\psi_c,V = 1.4$:앵커와 가장자리 사이에 D13 이상의 보조철근이 있고, 이 보조철근이 100mm 이하 간격의 스터럽

으로 둘러싸인 균열 콘크리트에 설치된 앵커

(8)$h_s < 1.5 c_{s1}$인 부재에 사용되는 앵커에는 다음의 수정계수를 사용하여야 한다.

$\psi_{h,V} = \sqrt{\frac{1.5 c_{s1}}{h_s}}$ (4.4-12)

단, $\psi_c \cdot r \geq 1$ 이상이어야 한다.

(9)앵커철근이 콘크리트 브레이크아웃 파괴면을 기준으로 양쪽으로 KDS 14 20 520에 따라 정착되어 있거나 혹은 앵커를 감싸고 브레이크아웃 파괴면을 지나서 KDS 14 20 520에 따라 정착되어 있으면, 앵커철근의 설계강도는 콘크리트 브레이크아웃강도를 대신하여 $\phi V_c$ 계산에 사용할 수 있다. 앵커철근 설계에 강도감소계수는 0.75를 사용하여야 한다.

4.4.3 전단력을 받는 앵커의 콘크리트프라이아웃강도

(1)공정콘크리트프라이어웃강도 $V_{cp}$와 $V_{cpg}$는 식 (4.4-12)와 식 (4.4-13)의 값 이하이어야 한다.

① 단일 앵커

$V_{cp} = k_{cp}N_{cp}$ (4.4-13)

선설치앵커, 확장앵커, 그리고 언더컷앵커는 $N_{cp}$값으로 식 (4.3-2)로 산정된 $N_{cb}$를 사용하고, 부착식 앵커는 $N_{cp}$값으로 식 (4.3-18)로 산정된 $N_a$와 식 (4.3-2)로 산정된 $N_{cb}$ 중 작은값을 사용한다.

② 앵커 그룹

$V_{cpg} = k_{cp}N_{cpg}$ (4.4-14)

선설치앵커, 확장앵커, 그리고 언더컷앵커는 $N_{cpg}$값으로 식 (4.3-3)으로 산정된 $N_{cbg}$를 사용하고, 부착식 앵커는 $N_{cpg}$값으로 식 (4.3-19)로 산정된 $N_{ag}$와 식 (4.3-3)으로 산정된 $N_{cbg}$ 중 작은값을 사용한다.

여기서, $h_{ef} < 65 mm$인 경우 $k_{cp} = 1.0$, $h_{ef} \geq 65 mm$인 경우 $k_{cp} = 2.0$이다.

4.5 인장력과 전단력의 동시 작용

(1)4.2(4)에 의하지 않는 경우, 전단력과 인장력을 동시에 받는 단일 앵커나 앵커 그룹은 (2)부터 (4)까지 조건을 만족하도록 설계하여야 한다. $\psi N_n$과 $\psi V_n$ 값은 4.2(2) 및 4.2(3)에 정의된 것과 같다.

(2) $V_{ua}/(φV_n) ≤ 0.2$ 인 경우, 전체 인장강도를 사용할 수 있고 $\psi N_n ≥ N_{ua}$를 적용하여야 한다.

(3) $N_{ua}/(φN_n) ≤ 0.2$ 인 경우, 전체 전단강도를 사용할 수 있고 $\psi V_n ≥ V_{ua}$를 적용하여야 한다.

(4) $V_{ua}/(φV_n) > 0.2$ 이고 $N_{ua}/(φN_n) > 0.2$ 인 경우, 다음 식 (4.5-1)를 적용하여야 한다.

$\frac{N_{cs}}{\phi N_n} + \frac{V_{cs}}{\phi V_n} = 1.2$ (4.5-1)

4.6 쪼갬파괴를 방지하기 위한 연단거리, 엣지 간격, 두께

(1) 쪼갬을 제어하기 위한 보조철근이 배치되어 있지 않으면, 앵커의 최소 간격과 연단거리 및 부재의 최소 두께는

(2) 부터 (7)까지 규정에 따라야 한다. 혹은 별도의 제품 시험을 통해 더 작은 값을 사용할 수 있다.

(2) (5)에 의해 결정되지 않는 경우, 앵커의 최소 중심 간격은 비틀림이 가해지지 않는 선설치앵커에서 $4d_o$, 비틀림이 가해지는 선설치앵커 및 후설치앵커에서 $6d_o$이어야 한다.

(3) (5)에 의해 결정되지 않는 경우, 비틀림이 가해지지 않는 선설치 헤드앵커에 대한 최소 연단거리는 KDS 14 20 50 (4.3) 의 철근의 피복 두께 요구 조건에 근거하여야 한다. 비틀림이 가해지는 선설치 헤드앵커에 대한 최소 연단거리는 $6d_o$ 이상이어야 한다.

(4) (5)에 의해 결정되지 않는 경우, 후설치 앵커에 대한 최소 연단거리는 KDS 14 20 50(4.3) 의 철근의 피복 두께 요구 조건 이상이거나 별도의 시험에 따른 제품의 최소 연단거리 요구 조건에 근거하여야 하되, 최대 콘체 크기의 두 배 이상이어야 한다. 별도의 시험을 가지지 않은 경우 최소 연단거리는 다음 값 이상이어야 한다.

① 부착식 앵커 $6d_o$ ② 언더컷앵커 $6d_o$
③ 비틀림제어 앵커 $8d_o$ ④ 변위제어 앵커 $10d_o$

(5) 비틀림이 가해지지 않거나 설치할 때 쪼갬을 발생시키지 않는 앵커에 대해, 연단거리나 앵커 간격이 (2)에서 (4)까지 규정된 값보다 작으면 $d_o$를 (2)에서 (4)까지 요구 조건을 만족시키는 더 작은 값 $d_o'$로 대체하여 계산할 수 있다. 앵커에 가해지는 힘은 지름 $d_o'$를 갖는 앵커에 상응하는 값으로 제한한다.

(6) 별도의 시험에 의해 결정된 경우가 아니면, 확장 또는 언더컷 후설치앵커에 대한 $h_{ef}$ 값은 부재치수의 2/3와 (부재치수-100mm) 중 큰 값 이하이어야 한다.

(7) 별도의 인장 시험에 의해 결정되지 않는 경우, 위험 연단거리 $c_{cr}$는 다음 값 이상이어야 한다.

항목	값
① 부착식 앵커	$2h_{ef}$
② 언더컷앵커	$2.5h_{ef}$
③ 비틀림제어 확장앵커	$4h_{ef}$
④ 변위제어 확장앵커	$4h_{ef}$

(8)시공 도면과 시방서에 설계에서 가정된 최소 연단거리를 갖는 앵커를 사용할 것을 명기하여야 한다.

4.7 앵커 설치와 검사

(1) 앵커는 설계 도서 또는 제조사의 설치방법에 따라 설치하여야 한다. 시공 도서는 제조사의 특기시방에 따라 후설치 부착식 앵커를 설치하도록 규정하여야 한다. 부착식 앵커는 숙련된 작업자가 설치하여야 한다.

(2) 앵커 설치에 대한 검사는 시설물별 기준에 따라 검사해야 한다. 부착식 앵커는 ①에서 ④의 규정을 준수하여야 한다.

① 부착식 앵커에 대해 시공 도서에는 해당 시험방법에 근거한 장도 인증을 명시하여야 한다. 시공 도서에는 4.3.5에 규정된 특성부착강도에 관한 변수(콘크리트 최소 재령, 콘크리트 온도 범위, 앵커 설치 시 콘크리트 습윤 조건, 경량콘크리트 종류, 그리고 가능한 경우 구명 청공에 관한 조건)를 명시하여야 한다.

② 지속 인장하중을 받는 수평 또는 상향으로 경사진 앵커는 숙련된 작업자가 설치하여야 한다.

③ 지속 인장하중을 받는 수평 또는 상향으로 경사진 부착식 앵커의 설치과정은 관련 전문지식을 가진 감독관이 계속해서 감독하여야 한다. 감독관은 설치 작업과 사용된 재료가 시공 도서와 제조사의 특기시방에 적합함을 증명하는 보고서를 작성하여야 한다.