강구조 사용성 및 물고임 설계기준 (하중저항계수설계법)

(1) KDS 14 31 55는 강구조물의 사용성 설계와 물고임 설계에 대한 기술적 사항을 규정함으로써 구조물의 성능을 확보하는 것을 그 목적으로 한다.

(1) 이 기준의 규정은 강구조물에 적용한다. 구조물 전체와 각 구조부재, 연결부(접합부) 및 연결재(접합재)는 사용성에 대해 검토하여야 한다. 또한 지붕시스템은 구조해석을 통하여 물고임 상태 시의 적절한 강도와 안정성을 확보하도록 검토하여야 한다. 다만, 지붕의 표면이 배수방향으로 단위미터당 20 mm 이상의 기울기를 갖는 경우 또는 물의 고임이 발생하지 않도록 적절한 배수시스템이 설치된 경우에는 검토가 제외된다.

(1) KDS 14 31 05(1.3)에 따른다.

(1) KDS 14 31 05(1.4)에 따른다.

：공칭고정하중

：주부재의 단면2차모멘트 (mm

：보조부재의 단면2차모멘트 (mm

：보조부재에 의해 지지되는 데크의 단면2차모멘트 (mm

：큰보방향의 기둥간격 (주요 부재길이) (m)

：큰보의 수직방향 기둥간격(보조 부재길이) (m)

：물고임의 기여를 제외한 빗물이나 눈에 의한 공칭하중 (MPa)

：보조부재간격 (m)

：하중조합에 의한 응력

내용 없음

(1) KDS 14 31 05(3)을 따른다.

(1) 사용성은 건축물을 일상적으로 사용할 때 건축물의 기능, 외관, 유지관리, 내구성 및 거주자의 편안함 등이 확보되는 상태를 말한다. 이러한 사용성에 대한 평가에 이용되는 최대변위 및 가속도 등의 구조반응은 적절한 하중조합을 고려하여야 한다.

(1) 치올림을 고려하여 설계하는 경우에는 치올림의 크기, 방향, 위치를 구조설계도면에 명시하여야 한다.

(1) 사용하중에 의한 구조부재 또는 골조의 처짐은 강구조 건축물의 사용성이 저해되지 않도록 설계한다.

(1) 사용하중에 의한 강구조 건축물의 수평변위는 내부칸막이벽과 외부마감재의 손상을 포함한 건축물의 사용성이 저해되지 않도록 설계해야 한다. 그리고 부재의 강도설계용 하중조합에 의한 수평변위는 인접건축물과 충돌을 유발하지 않도록 해야 하며 설계기준에 제시된 수평변위 제한 값을 초과해서는 안 된다.

(1) 보행하중, 기계실 및 기타의 진동원에 의한 진동은 거주자의 편안함과 강구조 건축물의 기능을 저해하지 않도록 설계 시 고려하여야 한다.

(1) 바람에 의한 강구조 건축물의 흔들림은 거주자의 편안함을 저해하지 않도록 설계 시 고려하여야 한다.

(1) 강구조 건축물 외부마감재의 손상은 누수와 부식을 야기할 수 있으므로 열팽창과 수축에 의한 효과를 고려하여 설계하여야 한다.

(1) 구조물의 사용성이 볼트 연결부(접합부)의 미끄럼으로 인해 저해될 수 있는 설계에서는 연결부(접합부)의 미끄럼효과를 고려하여야한다. 이를 위하여 연결부(접합부)에 미끄럼현상이 발생하지 않도록 설계하는 것을 원칙으로 한다.

(1) 지붕구조는 물고임에 대한 적절한 강도와 강성을 확보해야 하며 지붕구조는 물고임에 대해 안정을 확보하기 위해 아래의 두 조건을 모두 만족해야 한다.

(4.2-1)

(4.2-2)

여기서, ,

: 큰보방향의 기둥간격 (주요 부재길이) (m)

: 큰보의 수직방향 기둥간격(보조 부재길이) (m)

: 보조부재간격 (m)

: 주부재의 단면2차모멘트 (mm

: 보조부재의 단면2차모멘트 (mm

: 보조부재에 의해 지지되는 데크의 단면2차모멘트 (mm

(2) 위 식의 적용에 있어서 트러스와 강재 장선의 경우는 단면2차모멘트, 를 15% 저감해야 한다. 그리고 강재 데크가 주부재에 의해 직접 지지되는 경우 보조부재로 간주한다.

(1) 4.2.1에 의한 것 보다 더 정확한 지붕구조의 강성을 평가하는 경우 다음의 계수들을 이용할 수 있다.

① 주부재의 응력지표

(4.2-3)

② 보조부재의 응력지표

(4.2-3)

여기서, : 하중조합에 의한 응력

: 공칭고정하중

: 물고임의 기여를 제외한 빗물이나 눈에 의한 공칭하중 (MPa)

(2) 주부재와 보조부재로 구성된 지붕구조에 대해 조합강성은 다음과 같이 평가할 수 있다.

① 주부재에 대해 계산된 응력지표 에 해당하는 값을 그림 4.2-1에서 찾는다.

② 보조부재에 대해 계산된 값까지 수평으로 이동한 후 가로좌표축 눈금을 읽는다.

③ 그 눈금은 주요부재의 유연도상수 상한치를 나타내며 이 상한치가 주부재에 대해 계산된 값보다 크면 주부재와 보조부재의 조합된 강성은 충분한 것으로 판단할 수 있고 그렇지 않은 경우에는 주부재 또는 보조부재에 대한 강성보강이 필요하다. 또한 그림 4.2-2를 사용하여 위와 비슷한 과정을 검토해야 한다.

(3) 등간격의 벽체보로 구성된 지붕구조의 강성은 다음과 같이 평가할 수 있다.

① 보조부재들은 무한강성의 주부재에 의해 지지되는 것으로 간주한다.

② 계산된 응력지표 를 그림 4.2-2에서 찾고 를 나타내는 수평선과 에 해당하는 곡선의 교차점으로부터 보조부재의 유연도상수 상한치 를 결정한다.

(4) 기둥에 지지된 보 사이에 설치된 메탈데크로 이루어진 지붕구조의 경우에는 지붕데크의 1m 폭 ()에 해당하는 유연도상수 를 계산하고 그림 4.2-1 또는 그림 4.2-2를 이용하여 강성을 평가한다.

[그림 — 원문 이미지]

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