강구조 피로 및 파단 설계기준 (허용응력설계법)

상세범주

허용응력 범위 (MPa)

10만회

50만회

200만회

200만회 이상

A

B

B'

C

D

E

E'

442

344

274

250

196

154

112

260

203

161

147

112

91

64

168

126

101

91

70

56

40

168

112

84

70 (84)

49

31

18

주 1) 표 4.1-2 참조

2) 응력범위는 최대응력과 최소응력과의 대수차를 의미한다.

3) 거더 복부판과 플랜지의 수직보강재 용접의 경우, 84 MPa 적용

조건

개요

응력 종류

상세 범주

적용 예

단순부재

압연면 또는 매끈한 표면을 갖는 모재

인장 또는 교번

A

1, 2

조립부재

응력방향과 평행하게 연속완전용입 그루브용접(뒷댐판 제거) 또는 연속필릿용접으로 접합된 부착물이 없는 부재의 모재와 용접금속

인장 또는 교번

B

3, 4, 5, 7

응력방향과 평행하게 연속완전용입 그루브용접(뒷댐판 미제거) 또는 연속부분용입 그루브용접으로 접합된 부착물이 없는 부재의 모재와 용접금속

인장 또는 교번

B'

3, 4, 5, 7

거더의 복부판이나 플랜지에 설치된 수직보강재 용접 끝에서 계산한 휨응력

인장 또는 교번

C

6

끝부분의 돌림용접 여부에 관계없이 덮개판 폭이 플랜지보다 좁은 경우, 또는 끝부분을 돌림용접한 덮개판 폭이 플랜지보다 넓은 경우의 덮개판 끝에서의 모재

(a) 플랜지두께 ≤ 20 mm

(b) 플랜지두께 > 20 mm

인장 또는 교번

E

E’

7

7

끝부분이 용접처리 되지 않은 덮개판 폭이 플랜지보다 넓은 부분용접된 덮개판 끝에서의 모재

인장 또는 교번

E'

7

조 건

개 요

응력 종류

상세 범주

적용 예

그루브 용접 연결부

비슷한 단면을 갖는 압연단면 또는 용접단면의 완전용입 그루브용접된 이음부나 인접부의 모재와 용접부(작용응력방향으로 용접부를 연마처리하고 용접부의 건전성을 비파괴검사를 통하여 검사한 경우)

인장 또는 교번

B

8, 10

부재의 폭방향으로 600 mm의 변화부 반경을 갖는 완전용입 그루브용접된 이음부나 인접부의 모재와 용접부(작용응력방향으로 용접부를 연마처리하고 용접부의 건전성을 비파괴검사를 통하여 검사한 경우)

인장 또는 교번

B

13

부재의 폭방향 또는 두께방향 변화부(용접부경사가 1:2.5 이하인 경우)에서의 완전용입 그루브용접된 이음부나 인접부의 모재와 용접부(작용응력의 방향으로 용접부를 연마처리하고 용접부의 건전성을 비파괴검사를 통하여 검사한 경우)

인장 또는 교번

B'

11, 12

부재의 폭방향 또는 두께방향 변화부가 없거나 용접부 경사가 1:2.5 이하인 변화부가 있는 완전용입 그루브용접된 이음부나 그 인접부의 모재 또는 용접부(용접 덧살을 제거하지 않고 용접부의 건전성을 비파괴검사를 통하여 검사한 경우)

인장 또는 교번

C

8, 10, 11, 12

종방향으로 응력을 받는 그루브용접 부착물

응력방향으로의 이음부 길이 L이 50 mm 이하인 경우, 완전 또는 부분용입 그루브 용접된 부착물의 이음부에 인접한 모재

인장 또는 교번

C

6, 15

응력방향으로의 이음부의 길이 L이 50 mm 이상이며 판두께의 12배 이하인 경우 (단, 100 mm 이하), 완전 또는 부분용입 그루브 용접된 부착물의 이음부에 인접한 모재

인장 또는 교번

D

15

응력방향으로의 이음부 길이 L이 판두께의 12배 이상이거나 100 mm 이상인 경우 완전 또는 부분용입 그루브용접된 부착물에 인접한 모재

(a) 연결 부재의 두께 < 25 mm

(b) 연결 부재의 두께 ≥ 25 mm

인장 또는 교번

E

E'

15

15

이음부 길이에 관계없이 변화부 반경 R을 가지며, 완전 또는 부분용입 그루브용접된부착물에 인접한 모재

- 용접 끝을 매끈하게 연마한 경우

(a) 변화부 반경 ≥ 600 mm

(b) 600 mm > 변화부 반경 ≥ 150 mm

(c) 150 mm > 변화부 반경 ≥ 50 mm

(d) 50 mm > 변화부 반경 ≥ 0 mm

- 용접 끝을 매끈하게 연마하지 않은 모든 변화부 반경에 대하여

인장 또는 교번

B

C

D

E

E

16

16

횡방향으로 응력을 받는 그루브용접부착물

이음부 길이와 무관하고 비파괴검사를 실시하여 응력의 수직방향의 용접 건전성이 확인되고 변화부 반경이 R인 완전용입 그루브용접 된 부착물

- 동일한 판두께이고 용접덧살이 없는 경우

(a) 변화부 반경 ≥ 600 mm

(b) 600 mm > 변화부 반경 ≥ 150 mm

(c) 150 mm > 변화부 반경 ≥ 50 mm

(d) 50 mm > 변화부 반경 ≥ 0 mm

- 동일한 판두께이고 용접덧살이 있는 경우

(a) 변화부 반경 ≥ 150 mm

(b) 150 mm > 변화부 반경 ≥ 50 mm

(c) 50 mm > 변화부 반경 ≥ 0 mm

- 다른 판두께이고 용접덧살이 없는 경우

(a) 변화부 반경 ≥ 50 mm

(b) 50 mm > 변화부 반경 ≥ 0 mm

- 다른 판두께이고 용접덧살이 제거되지 않은 경우 모든 변화부 반경에 대하여

인장 또는 교번

B

C

D

E

C

D

E

D

E

E

16

16

16

16

필릿용접 연결

횡방향으로 하중을 받고 응력방향에 수직으로 필릿용접된 연결부재의 모재

(a) 연결부재의 두께 ≤ 12.5 mm

(b) 연결부재의 두께 > 12.5 mm

- 부분적으로 끊어진 필릿용접부의 모재

인장 또는 교번

C

E

14

종방향으로 응력을 받는 필릿용접 부착물

- 응력방향으로 용접길이 L이 50 mm 이하로 필릿용접 된 부착물과 스터드 형태의 전단연결재에 인접한 모재

- 응력방향으로의 용접길이 L이 50 mm 이상 판두께의 12배(다만, 100 mm 이하) 이하인 경우 필릿용접부에 인접한 모재

- 응력방향으로의 길이 L이 판두께의 12배 이상, 또는 100 mm 이상인 경우 필릿용접부에 인접한 모재

(a) 연결부재의 두께 < 25 mm

(b) 연결부재의 두께 ≥ 25 mm

연결부의 길이에 관계없이 반경 R의 변화부를 갖는 필릿용접부에 인접한 모재

- 용접부 끝을 매끈하게 연마한 경우

(a) 변화부 반경 ≥ 50 mm

(b) 50 mm > 변화부 반경 ≥ 0 mm

- 용접부 끝을 연마하지 않은 모든 변화부 반경에 대하여

인장 또는 교번

C

D

E

E'

D

E

E

15, 17, 18, 19, 20

15, 17

7, 9, 15,17

7, 9, 15

16

16

주응력방향으로 용접된 횡방향응력을 받는 필릿용접 부착물

연결부의 길이에 관계없이 변화부 반경 R을 갖는 필릿용접(범주 F로 필릿용접 목에 작용하는 전단응력)으로 연결된 부재의 모재

- 용접부 끝을 매끈하게 연마한 경우

(a) 변화부 반경≥50 mm

(b) 50 mm > 변화부 반경 ≥ 0 mm

- 용접부 끝을 연마하지 않은 모든 변화부 반경에 대하여

인장 또는 교번

D

E

E

16

16

볼트 및 리벳 연결

- 연결재에 면외휨을 일으키는 축방향 응력을 받는 연결부를 제외한, 고장력볼트 마찰이음 전단면에서의 모재

- 고장력 볼트 지압이음의 순단면에서의 모재

- 리벳연결부의 순단면에서의 모재

인장 또는 교번

인장 또는 교번

인장 또는 교번

B

B

D

21

21

21

주 1) 표 4.1-1 참조

2) 그림 4.1-2 참조

3) 인장응력범위와 인장과 압축이 동시에 발생하는 응력범위를 나타낸다.

4) 응력방향이 용접종축과 수직한 경우에는 부분용입그루브용접을 피해야 한다.

5) 횡방향 응력을 받는 필릿용접 목두께에 대한 허용피로응력범위는 유효목두께 (mm)와 판두께 (mm)의 함수이다.(Frank and Fisher, ASCE Vol. 105, NO. ST9, Sept, 1979 참조)

여기서, 는 표 4.1-1에 나타낸 범주 C에 대한 허용응력 범위와 같다. 이것은 용접루트에서 관통되지 않는 것으로 가정한 경우이다.

6) 거더 플랜지의 바깥면에 연결되는 거셋판은 횡방향 필릿용접만으로 부착시키지 않는다.

구분

최저 공용온도(T)

대상 지역

온도구역

Ⅰ

-15℃ ≤ T

부산, 울산, 광주 전체지역

전라남도 전체지역

경상남도 전체지역

경상북도 전체지역 (온도구역 II 지역 제외)

제주도 전체지역

온도구역

Ⅱ

-25℃ ≤ T < -15℃

서울, 인천, 대구, 대전 전체지역

경기도 동부를 제외한 지역

충청남도 전체지역

전라북도 전체지역

경상북도 내륙지역

강원도 해안지역

온도구역

Ⅲ

-35℃ ≤ T < -25℃

경기도 동부지역 (동두천, 이천, 양평 등)

강원도 내륙지역

충청북도 전체지역

주 1) 교량이 건설되는 지역의 온도구역 구분이 명확하지 않은 경우에는, 대상지역의 기상청 관측자료를 기준으로 최근 30년 내 최저기온에 따라 온도구역을 구분한다.

2) 최저 공용온도(T)라 함은 교량이 건설되는 지역의 최근 30년 내 최저기온(100년 재현주기 최저 기온과 유사)을 말한다.

온도구역 및 강종

온도구역 Ⅰ

(-15℃)

온도구역 Ⅱ

(-25℃)

온도구역 Ⅲ

(-35℃)

구분

기호

충격시험

최대 허용판두께

시험온도

샤르피

흡수에너지

용접

구조용

압연

강재

SM275B

SM275C

SM275D

0℃

-20℃

-40℃

27J 이상

27J 이상

27J 이상

40

100

100

40

100

100

40

90

100

SM355B

SM355C

SM355D

0℃

-20℃

-40℃

27J 이상

27J 이상

27J 이상

40

100

100

40

80

100

40

70

100

SM420B

SM420C

SM420D

0℃

-20℃

-40℃

27J 이상

27J 이상

27J 이상

40

80

100

40

65

100

40

55

80

SM460B

SM460C

0℃

-20℃

47J 이상

27J 이상

65

75

55

60

45

50

용접

구조용

내후성

열간

압연

강재

SMA275B

SMA275C

0℃

-20℃

27J 이상

27J 이상

40

100

40

100

40

90

SMA355B

SMA355C

0℃

-20℃

27J 이상

27J 이상

40

100

40

80

40

70

SMA460

0℃

47J 이상

65

55

45

교량

구조용

압연

강재

HSB380

HSB380L

HSB380W

-5℃

-20℃

-5℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

85

100

85

70

95

70

60

80

60

HSB460

HSB460L

HSB460W

-5℃

-20℃

-5℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

70

95

70

60

80

60

50

65

50

HSB690

HSB690L

HSB690W

-20℃

-40℃

-20℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

55

80

55

45

70

45

40

60

40

주1) 선형보간법에 따라 최대 허용판두께를 산정할 때 사용되는 각 구역별 기준 공용온도.

주2) 교량이 건설되는 지역의 최근 30년 내 최저기온(T)를 알고 있는 경우, 주 1의 기준공용온도에 따른 선형보간법을 적용하여 최대 허용판두께를 산정해도 좋다. 예를 들어 SM355C의 경우, 어느 지역의 최저기온(T)이 –20℃라면 구역 Ⅰ의 -15℃와 구역 Ⅱ의 -25℃를 기준으로 하여 최대 허용판 두께는 90 mm가 된다. 단, 최저기온의 범위가 -35℃≤T<-15℃일 때만 선형 보간을 적용할 수 있다.

주3) KS B 0810 “금속 재료 충격 시험 방법”에 따라 측정하며 강재의 인성을 충격에 대한 에너지흡수능력으로 표현하는 값임. ()

집필위원

성 명

소 속

성 명

소 속

김경식

청주대학교 (토목)

심형보

인천대학교 (토목)

김선용

원광대학교 (토목)

윤석구

서울과학기술대학교 (토목)

김성보

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김호경

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최동호

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소 속

성 명

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성 명

소 속

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성 명

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국토교통부 기술혁신과

한승한

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양성모

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KDS 14 30 20 : 2024

강구조 피로 및 파단 설계기준(허용응력설계법)

2024년 5월 3일 개정

소관부서 국토교통부 기술혁신과

관련단체 한국강구조학회

05801 서울특별시 송파구 송이로 30길 21

Tel:02-400-7101 E-mail:kssc1989@kssc.or.kr, steel@kssc.or.kr

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작성기관 한국강구조학회

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