KDS 14 30 05 강구조 설계 일반사항(허용응력설계법)

1 일반사항

1.1 목적

(1) KDS 14 30 00은 허용응력설계법에 따라 강구조물을 설계하기 위한 기술적 사항을 규정하여 강구조물의 안전성, 사용성 및 내구성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

1.2 적용 범위

(1) KDS 14 30 00은 하중저항계수설계법 규정이 없는 강구조 혹은 시설물에 대해서 허용응력설계법에 기초한 구조설계에 적용되며, 설계조건에 따라 허용응력의 수준을 조정할 수 있도록 구조물별 허용응력 보정계수를 사용한다. 다만, 관련 설계기준이나 시방서가 제정되어 있는 구조물의 설계는 관련 기준에 따른다.

1.3 참고 기준

KDS 14 20 00 콘크리트구조 설계(강도설계법)

KDS 14 30 10 강구조 부재 설계기준 (허용응력설계법)

KDS 14 30 20 강구조 피로 및 파단 설계기준 (허용응력설계법)

KDS 14 30 25 강구조 연결 설계기준 (허용응력설계법)

KDS 14 30 50 강구조 사용성 설계기준 (허용응력설계법)

KS B 1002 6각 볼트

KS B 1010 마찰 접합용 고장력 6각 볼트, 6각 너트, 평 와셔의 세트

KS B 1012 6각 너트

KS B 1016 기초 볼트

KS B 1324 스프링 와셔

KS B 1326 평 와셔

KS D 3003 항만 및 해양구조용 내식성강재

KS D 3051 열간압연봉강과 코일봉강의 형상 치수 및 무게와 그 허용차

KS D 3052 열간압연평강의 형상 치수 및 무게와 그 허용차

KS D 3300 항만 및 해양구조용 내식성강관

KS D 3500 열간압연강판 및 강대의 형상 치수 및 무게와 그 허용차

KS D 3502 열간압연형강의 형상 치수 및 무게와 그 허용차

KS D 3503 일반 구조용 압연 강재

KS D 3505 PC 강봉

KS D 3506 융융 아연도금 강판 및 강대

KS D 3508 피복 아크 용접봉 심선재

KS D 3509 피아노 선재

KS D 3510 경강선

KS D 3514 와이어 로프

KS D 3515 용접 구조용 압연 강재

KS D 3529 용접 구조용 내후성 열간압연 강재

KS D 3530 일반 구조용 경량 형강

KS D 3542 고 내후성 압연 강재

KS D 3550 피복 아크 용접봉 심선

KS D 3556 피아노선

KS D 3558 일반 구조용 용접 경량 H형강

KS D 3559 경강 선재

KS D 3566 일반 구조용 탄소 강관

KS D 3568 일반 구조용 각형 강관

KS D 3602 강제갑판

KS D 3632 건축 구조용 탄소 강관

KS D 3710 탄소강 단강품

KS D 3752 기계 구조용 탄소 강재

KS D 3858 냉간 성형 강널 말뚝

KS D 3861 건축구조용 압연강재

KS D 3864 내진 건축 구조용 냉간성형 각형 강관

KS D 3866 건축구조용 열간압연 H형강

KS D 3868 교량구조용 압연강재

KS D 5994 건축구조용 고성능 압연강재

KS D 7002 PC 강선 및 PC 강연선

KS D 7004 연강용 피복아크 용접봉

KS D 7005 연강용 가스 용접봉

KS D 7006 고장력 강용 피복아크 용접봉

KS D 7023 저온용 강용 피복아크 용접봉

KS D 7025 연강 및 고장력강용 마그용 용접 솔리드 와이어

KS D 7101 내후성강용 피복아크 용접봉

KS D 7104 연강, 고장력강 및 저온용 강용 아크용접 플럭스 코아선

KS D 7105 일렉트로 가스 아크용접용 플럭스 코아선

KS D 7106 내후성강용 탄산가스 아크용접 솔리드 와이어

KS D 7109 내후성강용 탄산가스 아크용접 플럭스 충전 와이어

KS F 4512 건축용 턴버클 볼트

KS F 4513 건축용 턴버클 몸체

KS F 4521 건축용 턴버클

KS F 4602 강관 말뚝

KS F 4603 H형강 말뚝

KS F 4604 열간압연강 널말뚝

KS F 4605 강관 시트파일

1.4 용어의 정의

1.5 기호의 정의

2 조사 및 계획

내용 없음

3 재료

3.1 재질

(1) 이 절은 강구조에 적용하는 강재를 대상으로 한다. 다만, 시설물 기준에서 강재의 별도 규정을 정한 경우, 시설물 기준의 재료규정을 따른다.

3.1.1 구조용 강재

(1) 구조용 강재는 표 3.1-1에 나타낸 한국산업표준(이하 ‘KS’라 한다)에 적합한 것을 사용한다. 하지만, 이 이외의 강재라도 적절하다고 인정되는 경우에는 건축 구조물 주요 부재를 제외한 일반강구조물에 사용할 수 있다.

표준 강재기호 주요구조용 강재 KS D 35031) 일반 구조용 압연 강재 SS235, SS275, SS315, SS410, SS450, SS550 KS D 3515 용접 구조용 압연 강재 SM275A, B, C, D, - TMCSM355A, B, C, D, - TMCSM420A, B, C, D, - TMCSM460B, C, - TMC KS D 3529 용접 구조용 내후성열간 압연 강재 SMA275AW, AP, BW, BP, CW, CPSMA355AW, AP, BW, BP, CW, CPSMA460W, P KS D 3003 항만 및 해양 구조용 내식성 강재 HSM380 KS D 3861 건축구조용 압연 강재 SN275A, B, CSN355B, CSN460B, C KS D 3866 건축구조용 열간 압연 형강 SHN275, SHN355,SHN420, SHN460 KS D 3868 교량구조용 압연 강재 HSB380, L, WHSB460, L, WHSB690, L, W KS D 5994 건축구조용 고성능 압연강재 HSA650 강관 KS D 35662) 일반 구조용 탄소 강관 SGT275, SGT355, SGT410,SGT450, SGT550 KS D 35682) 일반 구조용 각형 강관 SRT275, SRT355, SRT410,SRT450, SRT550 KS D 3632 건축 구조용 탄소 강관 SNT275E, SNT355E, SNT460E, SNT275A, SNT355A, SNT460A KS D 3777 철탑용 고장력강 강관 SHT410, SHT460 KS D 3864 용접 구조용 냉간 각형 탄소 강관 SNRT295E, SNRT360E,SNRT275A, SNRT355A KS F 4602 기초용 강관 말뚝 STP275, STP355, STP380,STP450, STP550 KS F 4605 강관 시트 파일 SKY400, SKY490,SKY500 KS D 3300 항만 및 해양구조용 내식성강관 STKM380 경량 및 기타구조용강재 KS D 3530 일반 구조용 경량 형강 SSC275 KS D 3558 일반 구조용 용접 경량 H형강 SWH275, L SWH355, LSWH420, L SWH460, L KS D 3602 강제갑판 SDP1, 2, 3 KS D 3858 냉간 성형 강 널말뚝 SPY345, W SPY450SPY345M, SPY380M KS F 4603 H형강 말뚝 SHP275, WSHP355W, SHP450W KS F 4604 열간압연강 널말뚝 SY300, W SY400, W KS D 3542 고 내후성 압연 강재 SPA-H, SPA-C 주1) KS D 3503 강재 적용은 비용접부재로 한정한다. 다만, 판 두께 22mm 이하의 가설자재로 사용하는 경우나, 2차부재로서 용접구조용 강재(예 : SM재)의 입수가 곤란한 경우에는 용접 시공시험을 통해 용접성에 문제가 없음을 확인한 후 SS275 강종에 한하여 사용 가능하다.주2) KS D 3566 및 KS D 3568의 SGT, SRT 강관은 원칙적으로 주요 구조 부재로 사용하는 경우 용접하여 사용하지 않는다. 용접성이 요구되는 강관에는 KS D 3632, KS D 3864를 사용한다.

표 3.1-1 구조용 강재의 표준 및 기호

강재의 종류 표준 강재 대표 기호 표면처리제품 KS D 3506 융융 아연도금 강판 및 강대 SGHC, SGH-Y, SGCC,SGCH, SGCD, SGC-Y KS D 3030 융융 아연 알루미늄 마그네슘 합금 강판 및 강대 SGMHC, SGMH 단조품1) KS D 3752 기계 구조용 탄소 강재 SM-CSM-CK KS D 3710 탄소강 단강품 SF-A, SF-B 선재 및선재2차제품 KS D 3509 피아노 선재 SWRS-A –B KS D 3510 경강선 SW-A, SW-B, SW-C KS D 3514 와이어 로프 - KS D 3556 피아노 선 PW-1, PW-2, PW-3 KS D 3559 경강 선재 HSWR -A -B KS D 7002 PC 강선 및 PC 강연선 SWPC, SWPD KS D 3505 PC 강봉 SBPR, SBPD KS D 7048 이형선 로프 - 주 1) 단조품을 용접하여 사용하고자 할 경우, 사전에 용접성 검증이 필요하다.

표 3.1-1 구조용 강재의 표준 및 기호 (계속)

(2) 표면처리제품, 단조품, 선재 및 선재2차제품은 표 3.1-2에 나타낸 KS에 적합한 것을 사용한다.

표 3.1-2 표면처리제품, 주단조품, 선재 및 선재2차제품 강재의 표준 및 기호

강재의 종류 표준 강재 대표 기호 주강품 SPS-KFCA-D4101-5004 탄소강 주강품 SC SPS-KFCA-D4102-5005 구조용 고장력 탄소강 및저합금강 주강품 SCMn SPS-KFCA-D4106-5009 용접 구조용 주강품 SCW SPS-KFCA-D4118-5014 도로 교량용 주강품 SCHB SPS-KFCA-D4301-5015 회 주철품 GC SPS-KFCA-D4302-5016 구상 흑연 주철품 GCD 1) SPS-KFCA-D4106-5009에 해당되는 SCW 강재는 용접하여 사용 가능하며 그 외 주조품을 용접하여 사용하고자 할 경우, 사전에 용접성 검증이 필요하다.

표 3.1-3 주강품 강재의 표준 및 대표 기호

3.1.2 접합 재료

(1) 볼트, 고장력볼트, 기초볼트와 턴버클 등은 표 3.1-4에 나타낸 KS에 적합한 것을 사용한다.

(2) 용접재료는 표 3.1-5에 나타낸 KS에 적합한 것으로 하고, 모재의 재질 및 용접조건을 고려하여 적절히 선택한다.

(3) 철근 및 콘크리트의 품질은 KDS 14 20 01을 따른다.

규격 번호 명칭 종류 KS B 1002 6각 볼트 4.6 KS B 1010 마찰 접합용 고장력 6각 볼트,6각 너트, 평 와셔의 세트 1종(F8T/F10/F35)1)2종(F10T/F10/F35)1)4종(F13T/F13/F35)1) KS B 1012 6각 너트 4.6 KS B 1016 기초 볼트 모양: L형, J형, LA형, JA형강도등급구분: 4.6, 6.8, 8.8 KS B 1324 스프링 와셔 - KS B 1326 평 와셔 - KS F 4512KS F 4513 건축용 턴버클 볼트건축용 턴버클 몸체 S, E, DST, PT KS F 4521 건축용 턴버클 - 주 1) 각각 볼트/너트/와셔의 종류

표 3.1-4 볼트, 고장력볼트, 기초볼트 등의 제품 규격

규격 번호 명칭 KS D 3508 피복 아크 용접봉 심선재 KS D 3550 피복 아크 용접봉 심선 KS D 7004 연강용 피복아크 용접봉 KS D 7005 연강용 가스 용접봉 KS D 7006 고장력 강용 피복아크 용접봉 KS D 7023 저온용 강용 피복아크 용접봉 KS D 7025 연강 및 고장력강용 마그용 용접 솔리드 와이어 KS D 7101 내후성강용 피복아크 용접봉 KS D 7104 연강, 고장력강 및 저온용 강용 아크용접 플럭스 코아선 KS D 7105 일렉트로 가스 아크용접용 플럭스 코아선 KS D 7106 내후성강용 탄산가스 아크용접 솔리드 와이어 KS D 7109 내후성강용 탄산가스 아크용접 플럭스 충전 와이어

표 3.1-5 용접재료

용접재료 강도(MPa) 적용 가능 강종 $F _{y}$ $F _{u}$ KS D 7004 연강용 피복아크 용접봉 345 420 인장강도 400MPa급 연강 KS D 7006 고장력 강용 피복아크 용접봉 390 490 인장강도 490 MPa~780 MPa 고장력강 410 520 490 570 500 610 550 690 620 750 665 780 KS D 7104 연강, 고장력강 및 저온용 강용 아크용접 플럭스코어선 340 420 인장강도 400MPa급 연강인장강도 490 MPa, 540 MPa, 590 MPa급 고장력강 390 490 430 540 490 590 KS D 7025 연강 및 고장력강용 마그용접솔리드와이어 345 420 인장강도 400MPa급 연강인장강도 490 MPa, 590 MPa급 고장력강 390 490 490 570 KS D 7101 내후성강용 피복아크 용접봉KS D 7106 내후성강용 탄산가스 아크용접 솔리드와이어KS D 7109 내후성강용 탄산가스 아크용접 플럭스충전와이어 390 490 인장강도 400MPa ~ 570MPa급 내후성 고장력강 490 570 비고 1) 서브머지드아크용접(SAW) 용가재의 강도는 표의 피복아크 용접봉 값을 사용하거나, 구기준(KS B 0531 탄소강 및 저합금강용 서브머지드 아크 용착 금속의 품질 구분 및 시험방법)의 값을 참고한다.

표 3.1-6 용접재료의 강도

3.2 형상 및 치수

(1) 구조용 강재의 형상, 치수 및 그 허용차와 관련하여 건축물 강구조와 관련되는 강재는 KDS 14 31 05의 규정에 따르며 교량 강구조용 강재는 KCS 24 30 00의 규정에 따른다.

(2) 볼트, 고장력볼트, 턴버클 등 접합용 강재의 형상 및 치수는 표 3.1-4에 나타낸 KS의 규정에 적합한 것으로 한다.

(3) 용접에 의한 조립부재는 KDS 14 31 25 및 KCS 24 30 00에서 규정하는 제품정밀도기준에 적합한 형상 및 치수로 한다.

규격 번호 명칭 KS D 3051 열간압연봉강과 코일봉강의 형상 치수 및 무게와 그 허용차 KS D 3052 열간압연평강의 형상 치수 및 무게와 그 허용차 KS D 3500 열간압연강판 및 강대의 형상 치수 및 무게와 그 허용차 KS D 3502 열간압연형강의 형상 치수 및 무게와 그 허용차 KS F 4521 건축용 턴버클

표 3.2-1 열간압연 강재의 형상, 치수 규격

3.3 재료의 강도 및 재료정수

3.3.1 구조용 강재의 강도

(1) 표 3.1-1의 구조용 강재는 항복강도 및 인장강도로서 표 3.3-1~표 3.3-3에 나타낸 값을 사용한다. 다만, 표 3.3-1~표 3.3-3에 항복강도와 인장강도가 정의되지 않은 강재는 표 3.1-1의 관련 KS에 명시된 재료 강도값을 사용한다.

강도 강재기호판 두께 SS235 SS275 SM275SMA2751) SS315 SM355SMA3551) SS410 SM420 SS450 SM4602)SMA4603) SS550 $F _{y}$ 16mm 이하 235 275 275 315 355 410 420 450 460 550 16mm 초과40mm 이하 225 265 265 305 345 400 410 440 450 540 40mm 초과75mm 이하 205 245 255 295 335 - 400 - 430 - 75mm 초과100mm 이하 205 245 245 295 325 - 390 - 420 - 100mm ~ 200 mm 195 235 235 275 305 - 380 - - - $F _{u}$ 330 410 410 490 490 540 520 590 570 690 주1) SMA275CW,CP, SMA355CW, CP 적용두께 100mm 이하주2) SM460B, C는 주문자 제조자 협정에 따라 150mm 이하 강판 제조 가능주3) SMA460W, P 적용두께는 100mm 이하

표 3.3-1 주요 구조용 강재의 재료강도(MPa)

강도 강재기호판 두께 HSB380HSM3801) HSB460 HSB6902) HSA6502) SM275-TMC3) SM355-TMC3) SM420-TMC3) SM460-TMC3) $F _{y}$ 100 mm 이하 380 460 690 650 275 355 420 460 $F _{u}$ 100 mm 이하 500 600 800 800 410 490 520 570 주1) HSM380 적용두께는 40mm 이하주2) HSA650, HSB690 적용두께는 80mm 이하주3) 열가공제어(TMC)를 한 경우 두께에 따른 항복강도의 저감없이 기준값(16mm이하의 항복강도)을 적용한다건축 강구조에 적용되는 TMC강재의 적용두께는 80mm 이하

표 3.3-1 주요 구조용 강재의 재료강도(MPa) (계속)

강도 강재기호판 두께 SN275 SN355 SN460 SHN2752) SHN3552) SHN4202) SHN4602) $F _{y}$ 6mm 초과40mm 이하 275 355 460 275 355 420 460 40mm 초과100mm이하 2551) 335 440 $F _{u}$ 100mm이하 410 490 570 410 490 520 570 주1) SN275A의 항복강도는 265MPa주2) SHN강의 적용두께는 75 mm 이내

표 3.3-1 주요 구조용 강재의 재료강도(MPa) (계속)

강재기호강도 SGT2751)SRT2752)STP2755) SGT3551)SRT3552)STP3555) SGT4101)SRT4102) STP380STKM3804) SGT4501)SRT4502)STP450 SGT5501)SRT5502)STP550 SHT410 SHT4603) SKY400 SKY490 SKY500 $F _{y}$ 275 355 410 380 450 550 410 460 235 315 380 $F _{u}$ 410 500 540 500 590 690 550 590 400 490 500 주1) 적용두께는 40mm 이하주2) 적용두께는 30mm 이하주3) 적용두께는 25mm 이하, 세립 킬드강주4) 적용두께는 40mm 이하주5) STP275, STP355강의 인장강도()는 각각 400, 490MPa 이상비고1) 강제갑판(SDP)의 재료강도는 모재의 강도 적용

표 3.3-2 강관 재료강도(MPa)

강도 강재기호판 두께 SNT275ESNT275A SNT355ESNT355A SNT460ESNT460A SNRT295E1) SNRT360E1) SNRT275A2) SNRT355A2) $F _{y}$ 40mm 이하 275 355 460 295 360 275 355 40mm 초과100mm이하 255 335 440 - - - - $F _{u}$ 100mm이하 410 490 570 410 490 410 490 주1) SNRT-E 강관의 적용두께는 6~22mm, 두께 12mm를 기준으로 항복비와 연신률이 다름주2) SNRT-A 강관의 적용두께는 6~40mm, 두께 12mm를 기준으로 항복비와 연신률이 다름

표 3.3-2 강관 재료강도(MPa) (계속)

강재기호강도 SWH275 SSC275SHP2751) SWH355SHP3551) SWH420 SHP4501) SWH460 SPY3452) SPY380M SPY450 SY300 SY400 SPA3) $F _{y}$ 275 355 420 450 460 345 380 450 300 400 355 $F _{u}$ 410 490 520 550 570 450 500 550 500 550 4904) 주1) 16mm 이상의 SHP 강의 항복강도()는 각각 265, 345, 440MPa주2) SPY345M의 인장강도()는 485MPa 이상주3) SPA –H 적용두께는 16mm 이하 열간압연 강판, 강대 및 형강, SPA-C 적용두께는 0.6mm 이상, 2.3mm 이하 냉간압연 강판 및 강대주4) 두께 3mm 미만 SPA-H 강판 및 강대의 인장강도는 주문자 제조자 협정에 따라 510 MPa 이상 적용가능

표 3.3-3 경량 및 기타 구조용 강재의 재료강도(MPa)

(2) 표면처리제품, 단조품, 선재 및 선재2차제품의 항복강도 및 인장강도 는 해당 KS 표준에 명시된 재료의 강도 값을 사용한다. 특히, 단조품의 경우 해당 KS 표준에서 명시하고 있는 열처리 조건에 따른 재료의 강도 값을 사용해야 한다.

3.3.2 접합재료의 강도

(1) 고장력볼트의 규정 최소강도는 표 3.3-4에 나타낸 값으로 한다.

볼트 등급최소 강도 F8T F10T F13T $F _{y}$ $F _{u}$ 640800 9001000 11701300

표 3.3-4 고장력볼트의 재료강도(MPa)

(2) 일반볼트의 규정 최소강도는 표 3.3-5에 나타낸 값으로 한다.

볼트 등급최소강도 4.61) $F_y$ $F_u$ 240400 주 1) KS B 1002에 따른 강도 등급

표 3.3-5 일반볼트의 최소인장강도(MPa)

(3) 용접이음재료의 강도는 강재의 용접 후 모재의 재료강도 이상을 확보해야 한다.

3.3.3 철근 및 콘크리트의 강도

(1) 철근 및 콘크리트의 재료강도는 KDS 14 20 01을 따른다.

3.4 물리상수

(1) 설계 계산에 사용되는 강재의 물리상수의 값은 표 3.3-6에 나타낸 값으로 한다.

종류 물리상수의 값 강과 주강의 탄성계수(MPa) 210,000 PS강선, PS강봉의 탄성계수(MPa) 205,000 PS강연선의 탄성계수(MPa) 195,000 주철의 탄성계수(MPa) 100,000 강의 전단탄성계수(MPa) 81,000 강과 주강의 포아송비 0.30 주철의 포아송비 0.25 강의 열팽창계수(1/℃) 1.2×$10^{-5}$

표 3.3-6 물리상수

3.5 기타 강재

(1) 핀, 롤러, 록커의 재료강도는 3.1에 제시된 해당 재료의 KS에 따른다.

(2) 스터드 전단연결재의 줄기 지름은 19 mm, 22 mm, 25 mm를 표준으로 하며 재질은 KS B 1062를 따른다. 스터드 전단연결재의 항복강도는 235 MPa 이상, 인장강도는 400 MPa 이상으로 한다.

(3) 스테인레스 강재는 KS D 3698, KS D 3705, KS D 3706, KS D 3697 등의 KS에 따른다.

(4) 케이블로 사용되는 강재는 표 3.1-2의 선재 및 선재2차제품의 KS에 따른다.

4 하중과 하중조합

4.1 건축물

4.1.1 하중과 하중조합

(1) 건축물, 건물외 구조물 및 설비정착부 구조설계에 적용하는 하중 및 하중조합은 시설물편 설계기준에서 정한 규정을 따르며, 허용응력 검토를 위한 하중조합이 명시되지 않은 경우에는 표 4.1-1을 적용할 수 있다. 다만 폭풍, 지진 시의 하중조합에서 건축물의 전도, 기둥의 인발 등을 검토할 때는 가장 불리한 상황을 고려하여 활하중을 감할 수 있다. 또한 건축물의 구조계산을 할 때에는 실제 상황에 따라 표 4.1-1의 조합하중에 지하수압, 토압, 온도하중 및 기타하중 등의 영향을 고려하여야 한다.

하중의 종류 하중의 작용상태 하중 조합 장기하중 평상시 D + L 단기하중 적설시 D + L + S 폭풍시 D + L + W 지진시 D + L + E 단, D:고정하중, L:적재하중, S:적설하중, W:풍하중, E:지진하중

표 4.1-1 하중의 조합

4.1.2 충격력

(1) 충격이 발생하는 적재하중을 지지하는 구조물은 그 효과를 감안하여 적재하중을 증가시켜야 한다. 별도의 규정이 없을 경우, 최소한 다음의 증가율을 적용한다.

적용 부위 증가율 승강기의 지지부 100% 운전실 조작 주행크레인의 지지보와 그 연결부 25% 펜단트 조작 주행크레인의 지지보와 그 연결부 10% 축구동 또는 모터 구동의 경미한 기계 지지부 20% 피스톤 운동기기 또는 동력 구동장치의 지지부 50% 바닥과 발코니를 지지하는 행거 33%

4.1.3 크레인 주행로의 수평력

(1) 크레인 주행로에 대한 횡방향 수평력은 양중하중과 크레인 트롤리 무게의 합(크레인의 다른 부분 무게는 제외)의 20% 이상이어야 한다. 이 힘은 주행로 레일에 직각방향으로 레일 상부에 작용하는 것으로 가정하며, 레일을 지지하고 있는 구조물의 횡방향 강성에 따라 분배되어야 한다.

(2) 크레인 주행방향의 수평력은 레일 상부에 작용하는 크레인의 최대 차륜하중의 10% 이상이어야 한다.

(3) 크레인 주행로는 크레인 제동력에 대해서도 설계되어야 한다.

4.1.4 기타 하중

(1) 건축물의 실제 상태에 따라 토압, 수압, 진동 등에 의한 외력, 수축 및 크리프의 영향을 고려해야 한다.

4.2 일반 강구조물

4.2.1 일반규정

(1) 하중의 종류

① 설계 시 고려해야 할 하중의 종류는 관련 구조물의 설계기준이 정해진 경우에는 해당기준을 따르고, 없는 경우에는 4.2.3의 구조물별 하중조합에 제시된 하중을 고려하여 결정한다.

(2) 설계하중

① 설계 시 적용하는 설계하중은 관련 설계기준에 정해진 경우에는 해당기준을 따르고, 없는 경우에는 4.2.2의 구조물별 허용응력 보정계수(기본안전율) 또는 4.2.3의 허용응력 보정계수의 수준을 고려하여 이들과 적합하도록 결정하여야 한다. 관련 설계기준이 정해지지 않았고, 4.2.2 및 4.2.3의 구조물과 유사성이 없는 경우에는 합리적인 자료에 기초하여 판단하고, 근거를 제시한다.

(3) 하중조합

① 설계에서는 시공 및 사용기간 중에 작용할 것으로 예상되는 하중들을 각 하중들의 발생특성에 따라 합리적으로 조합하여 검토하여야 한다. 관련 설계기준이 정해진 경우에는 해당기준을 따르고, 없는 경우에는 4.2.3에 제시된 하중조합을 고려하여 결정한다. 다만, 4.2.3에 제시된 허용응력 보정계수의 수준과 적합하도록 결정하여야 한다.

4.2.2 구조물별 허용응력 보정계수

(1) 강구조물 설계 시 허용응력은 기본적으로 구조물별로 정해진 표 4.2-1의 허용응력 보정계수를 적용하여 KDS 14 30 10, KDS 14 30 20, KDS 14 30 25에 따라 산정한다. 다만, 대상구조물의 설계조건이 특별하다고 판단되는 경우에는 표 4.2-1의 허용응력 보정계수를 상향 또는 하향 조정할 수 있다. 또한, 관련 구조물이 없는 경우에는 4.2.2와 4.2.3을 참고하여 합리적으로 결정하고 그 근거를 제시한다.

구조물 종류 허용응력 보정계수 송전용 철탑 1.00 수압철관 0.85 석유 파이프라인 0.75 해저 파이프라인 0.75 수로 또는 방조제의 수문 0.75 LNG 지상식 저장탱크 1.00 강관널말뚝기초 0.90 개착터널 0.90 해양 강구조물 0.90

표 4.2-1 구조물별 허용응력 보정계수

4.2.3 구조물별 하중조합에 따른 허용응력 보정계수

구조물에는 사용기간 중에 다양한 하중들이 작용하므로 이들의 조합 효과를 적절히 검토하여야 한다. 그러나 다양한 하중조합들은 조합되는 하중에 따라 그 발생 가능성이 달라지기 때문에, 설계에서 고려하는 하중조합에 따라 이 절에서 규정한 보정계수를 이용하여 허용응력을 증가시킬 수 있다. 다만, 대상구조물의 설계조건이 특별하다고 판단되는 경우에는 보정계수를 상향 또는 하향조정할 수 있으며, 관련 구조물이 없는 경우에는 합리적으로 결정하고 근거를 제시한다.

(1) 송전용 철탑의 하중조합과 허용응력 보정계수송전용 철탑의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-2와 같다.

구분 하중조합 보정계수 1 평상시:고정하중+풍하중+빙설하중+횡단케이블장력하중 1.00 2 강풍 시:정하중+풍하중+빙설하중+횡단케이블장력하중 1.50 3 착설 시:고정하중+빙설하중+횡단케이블장력하중 또는 고정하중+풍하중+빙설하중+횡단케이블장력하중 1.50 4 작업 시:고정하중+빙설하중+횡단케이블장력하중 1.00

표 4.2-2 송전용철탑의 하중조합에 따른 보정계수

(2) 수압철관의 하중조합과 허용응력 보정계수수압철관의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-3과 같다.

(a) 노출관의 경우 구분 하중조합 보정계수 1 관내만수 시: 내압+관의 자중+관내 물의 중량+온도변화 1.00 2 관내충수 시: 관내 물의 중량 1.50 3 관내공허 시: 배수 시 외압 1.50 (b) 매설관의 경우 구분 하중조합 보정계수 1 관내만수 시: 내압+온도변화 1.00 2 관내공허 시: 외압 1.50

표 4.2-3 수압철관의 하중조합에 따른 보정계수

(3) 석유 파이프라인의 하중조합과 허용응력 보정계수

석유 파이프라인 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-4와 같다.

구분 하중조합 보정계수 1 주하중 1.00 2 주하중 + 풍하중 1.25 3 주하중 + 설하중 1.25 4 주하중 + 온도변화의 영향 1.25 5 주하중 + 지진의 영향 1.65 6 주하중 + 다른 공사에 의한 영향 1.45 7 주하중 + 설치시의 영향 1.80 여기서, 주하중: 내압, 토압, 자동차하중, 수송되는 석유류의 중량, 도관 및 그 부속물의 중량

표 4.2-4 석유 파이프라인의 하중조합에 따른 보정계수

(4) 해저 파이프라인의 하중조합과 허용응력 보정계수해저 파이프라인의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-5와 같다.

구분 하중조합 보정계수 1 주하중 1.00 2 주하중 + 풍압력 1.25 3 주하중 + 파도하중 1.25 4 주하중 + 지진의 영향 1.70 5 주하중 + 선박의 닻에 의한 충격하중 1.50 6 주하중 + 온도변화의 영향 1.25 7 주하중 + 파이프 부설시의 하중 1.80 8 주하중 + 다른 공사에 의한 영향 1.50 여기서, 주하중: 토압, 수압, 고정하중 및 상재하중, 부력, 내압

표 4.2-5 해저 파이프라인의 하중조합에 따른 보정계수

(5) 수문문짝의 하중조합과 허용응력 보정계수수문문짝의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-6과 같다.

구분 하중조합 보정계수 1 평상시: 고정하중+정수압+수중 침전물에 의한 압력(니압)+파압+부력+풍하중+설하중+온도변화에 의한 영향+유수에 의한 수압변화 및 이것에 기인하는 진동에 의한 하중증가와 개폐력 또는 빙압 1.00 2 지진 시: 고정하중+정수압+니압+파압+부력+빙압+설하중+지진 시 동수압+지진 시 관성력 1.50

표 4.2-6 수문문짝의 하중조합에 따른 보정계수

(6) LNG지상식 저장탱크의 하중조합과 허용응력 보정계수LNG지상식 저장탱크의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-7과 같다.

구분 하중조합 보정계수 장기하중의 경우 1 통상운전 시: 고정하중+가스압력+보냉재압력+적설하중 1.00 단기하중의 경우 1 지진 시: 고정하중+가스압력+보냉재압력+적설하중+지진하중 1.50 2 강풍 시: 고정하중+가스압력+보냉재압력+적설하중+풍하중 1.50 3 보수점검 시: 고정하중+가스압력+보냉재압력+적설하중+활하중 1.50 4 기체밀도 시험 시: 고정하중+시험하중 1.50

표 4.2-7 LNG지상식 저장탱크의 하중조합에 따른 보정계수

(7) 강관널말뚝기초의 하중조합과 허용응력 보정계수강관널말뚝기초의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-8과 같다.

구분 하중조합 보정계수 1 주하중+주하중에 상당하는 특수하중 1.00 2 주하중+주하중에 상당하는 특수하중+온도변화의 영향 1.10 3 주하중+주하중에 상당하는 특수하중+풍하중 1.25 4 주하중+주하중에 상당하는 특수하중+온도변화의 영향+풍하중 1.35 5 주하중+주하중에 상당하는 특수하중+제동하중 1.25 6 주하중+주하중에 상당하는 특수하중+충돌하중 1.70 7 활하중 및 충격이외의 주하중+지진의 영향 1.50 8 활하중 및 충격이외의 주하중+지진의 영향+온도변화의 영향 1.70 9 시공 시 하중 1.45 여기서, 주하중: 고정하중, 활하중, 충격, 프리스트레스력, 콘크리트의 크리프 및 건조수축, 토압, 수압, 부력 또는 양압력, 주하중에 상당하는 특수하중: 설하중, 지반변동의 영향, 지점이동의 영향, 파압, 원심하중

표 4.2-8 강관널말뚝기초의 하중조합에 따른 보정계수

(8) 개착터널의 하중조합과 허용응력 보정계수개착터널의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-9와 같다.

구분 하중조합 보정계수 1 지표상의 하중+지표상의 활하중에 의한 충격의 영향+토피하중+토압+수압+부력+터널 내의 하중 1.00 2 지표상의 하중+지표상의 활하중에 의한 충격의 영향+토피하중+토압+수압+부력+터널내의 하중+온도변화 및 건조수축의 영향 1.10 3 지표상의 하중+지표상의 활하중에 의한 충격의 영향+토피하중+토압+수압+부력+터널내의 하중+지진의 영향 1.45

표 4.2-9 개착터널의 하중조합에 따른 보정계수

(9) 해양 강구조물의 하중조합과 허용응력 보정계수해양 강구조물의 설계에서 고려하는 하중조합과 이에 대해 적용하는 허용응력 보정계수는 표 4.2-10과 같다.

구분 하중조합 보정계수 완성 시의 경우 1 평상시: 상부구조로부터의 하중+고정하중+부력 또는 양압력+토압+온도변화의 영향+정수압+유수압+파압+풍하중 1.00 2 폭풍 시: 상부구조로부터의 하중+고정하중+부력 또는 양압력+토압+온도변화의 영향+정수압+유수압+파압+풍하중 1.45 3 지진 시: 상부구조로부터의 하중+고정하중+부력 또는 양압력+토압+온도변화의 영향+정수압+유수압+파압+풍하중+지진의 영향 1.45 4 선박충돌 시: 상부구조로부터의 하중+고정하중+부력 또는 양압력+토압+온도변화의 영향+정수압+유수압+파압+풍하중+선박충돌력 1.60 시공⋅가설 시의 경우 1 평상시: 상부구조로부터의 하중+고정하중+부력 또는 양압력+토압+온도변화의 영향+정수압+유수압+시공 및 가설시 하중 1.30 2 폭풍 시: 상부구조로부터의 하중+고정하중+부력 또는 양압력+토압+온도변화의 영향+정수압+유수압+파압+풍하중+시공 및 가설 시 하중 1.60 3 지진 시: 상부구조로부터의 하중+고정하중+부력 또는 양압력+토압+온도변화의 영향+정수압+유수압+파압+풍하중+지진의 영향+시공 및 가설 시 하중 1.60

표 4.2-10 해양 강구조물의 하중조합에 따른 보정계수

5 설계 기본원칙

5.1 허용응력

(1) 모든 구조 부재, 접합부, 연결재의 작용하중으로 인한 응력은 특별한 경우를 제외하고 KDS 14 30 10, KDS 14 30 20, KDS 14 30 25에 명시된 허용응력을 초과하지 않아야 한다.

(2) 강재의 허용응력은 상기 (1)에서 제시하고 있는 값을 사용하는 것을 원칙으로 하고 있으나, 구조물을 특수한 지점에 건설하는 경우와 이 기준에 명시되지 않은 강재를 사용할 때에는 다음의 사항에 유의하여 허용응력을 정한다.

① 계산이론과 실제 구조가 보이는 거동의 차이

② 구조물 시공시와 완성 후의 외력조건의 변화

③ 피로 및 열화에 의한 재료의 경년 변화

④ 설계하중과 실제하중의 차이

⑤ 파괴 양상

⑥ 구조물의 중요도

⑦ 유지, 수선, 보수의 난이도

⑧ 예측할 수 없는 외력에 대한 안전도

5.2 단기하중에 의한 응력

(1) 풍하중, 지진하중 등과 같은 단기하중에 의한 허용응력은 5.1에서 규정한 허용응력의 1.33배로 한다.

5.3 구조해석

(1) 부재, 접합부, 연결재 내의 응력은 4에서 규정한 하중들에 대한 구조해석을 통하여 구한다.

5.4 사용성 설계

(1) 전체 구조물, 각 부재, 접합부 및 연결재는 KDS 14 30 50에 부합되도록 검토하여야 한다.

집필위원

성 명 소 속 성 명 소 속 김경식 청주대학교 (토목) 심형보 인천대학교 (토목) 김선용 원광대학교 (토목) 윤석구 서울과학기술대학교 (토목) 김성보 충북대학교 (토목) 이경찬 배재대학교 (토목) 김호경 서울대학교 (토목) 최동호 한양대학교 (토목) 박용명 부산대학교 (토목) 최병호 한밭대학교 (토목) 박연철 인하대학교 (토목) 최상현 한국교통대학교 (토목) 배두병 국민대학교 (토목) 최준혁 부천대학교 (토목) 심창수 중앙대학교 (토목) 이경구 단국대학교 (건축)

자문위원

성 명 소 속 성 명 소 속 경갑수 한국해양대학교 이지훈 ㈜케이씨아이 김문영 성균관대학교(명예교수) 정경섭 충북대학교(명예교수) 김창수 DM엔지니어링 조재병 경기대학교(명예교수) 박영석 명지대학교(명예교수) 신경재 경북대학교 성택룡 포스코 이철호 서울대학교 손윤기 엔비코컨설턴트 이은택 중앙대학교

국가건설기준센터 및 건설기준위원회

성 명 소 속 성 명 소 속 이영호 한국건설기술연구원 경갑수 한국해양대학교 김기현 한국건설기술연구원 길흥배 한국도로공사 김나은 한국건설기술연구원 김은주 다움구조기술사사무소 김민관 한국건설기술연구원 김태진 티아이구조기술사사무소 김재훈 한국건설기술연구원 박종섭 상명대학교 김태송 한국건설기술연구원 성택룡 포스코 김희석 한국건설기술연구원 조봉호 아주대학교 류상훈 한국건설기술연구원 조성우 조 구조기술사사무소 안준혁 한국건설기술연구원 채규봉 ㈜효광엔지니어링 원훈일 한국건설기술연구원 현인호 ㈜인 이엔씨 이상규 한국건설기술연구원 이승환 한국건설기술연구원 이용수 한국건설기술연구원 이원종 한국건설기술연구원 주영경 한국건설기술연구원 최봉혁 한국건설기술연구원 허원호 한국건설기술연구원

중앙건설기술심의위원회

성 명 소 속 성 명 소 속 김동관 청주대학교 이도형 배재대학교 김성훈 국토안전관리원 임명종 GS건설 김태진 티아이구조기술사사무소 표석훈 울산과학기술원 박영빈 우성디앤씨

국토교통부

성 명 소 속 성 명 소 속 정승현 국토교통부 기술혁신과 한승한 국토교통부 기술혁신과 양성모 국토교통부 기술혁신과

KDS 14 30 05 : 2024강구조 설계 일반사항(허용응력설계법) 2024년 5월 3일 개정소관부서 국토교통부 기술혁신과관련단체 한국강구조학회05801 서울특별시 송파구 송이로 30길 21Tel:02-400-7101 E-mail:[email protected], [email protected]://www.kssc.or.kr작성기관 한국강구조학회05801 서울특별시 송파구 송이로 30길 21Tel:02-400-7101 E-mail:[email protected], [email protected]://www.kssc.or.kr국가건설기준센터10223 경기도 고양시 일산서구 고양대로 283(대화동)Tel:031-910-0444 E-mail:[email protected]://www.kcsc.re.kr