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KDS 143160개정 2024HML 본체 · 수식 340KCSC 원문 ↗

강구조 내진 설계기준 (하중저항계수설계법)

목차 (25)
1. 일반사항
1.1 목적

(1) 이 기준은 강구조물 또는 유사 구조물의 지진력저항시스템에 사용되는 강재부재와 이들 접합부(연결부)의 설계, 제작 및 시공에 관하여 규정한다. 여기서 유사 구조물이란 건축물과 같이 수직 및 횡력 저항시스템을 가지며 건축물과 유사한 방법으로 설계․제작되고 시공되는 구조물을 의미한다.

1.2 적용 범위

(1) 이 기준은 강구조물 또는 유사 구조물의 지진력저항시스템에 속하는 강재부재와 이들 접합부(연결부)에 적용한다.

(2) 지진력 저항시스템에 속하지 않는 기둥이라도 이의 이음부에는 이 기준의 규정을 적용한다.

(3) 이 기준은 내진설계범주에 관계없이 반응수정계수 수식이 3을 초과하는 경우에 적용함을 원칙으로 한다. 반응수정계수 수식이 3 이하인 경우에는 시설물 내진설계기준에서 특별히 요구하지 않는 한 이 장의 규정을 적용하지 않는다.

(4) 이 기준은 KDS 14 31 05부터 KDS 14 31 55까지 함께 적용하도록 한다. 지진력 저항시스템의 모든 부재 및 접합부(연결부)는 KDS 14 31 05부터 KDS 14 31 55까지의 요건을 충족해야 한다. 이 장에서 언급되지 않은 하중조합, 시스템의 제한사항 및 일반 설계요구사항은 시설물 내진설계기준을 따른다.

1.3 참고 기준

(1) KDS 14 31 05(1.3)에 따른다.

1.4 용어의 정의

(1) KDS 14 31 05(1.4)에 따른다.

1.5 기호의 정의

(1) KDS 14 31 05(1.5)에 따른다.

1.6 내진설계 일반요건

(1) 강구조 건축물의 내진설계범주와 내진등급에 따른 요구강도와 내진규정, 높이 및 비정형에 따른 구조제한은 시설물 내진설계기준 규정을 따른다.

(2) 강구조 건축물의 내진성능검증, 품질확보 계획 및 용접규정은 부록의 관련 조항을 따른다. 표준 접합형상과 다른 새로운 형태의 접합부(연결부)인 경우, 강구조 건설기준 관련기관의 검증을 받아야 한다.

1.7 하중, 하중조합 및 공칭강도

(1) 이 기준의 요구에 따른 증폭지진하중은 지진하중 수식에 의한 횡력에 시설물 내진설계기준의 초과강도계수를 곱하여 산정한다.

(2) 시스템, 부재 및 접합부(연결부)의 공칭강도는 이 장에서 특별히 변경하지 않는 한 KDS 14 31 05부터 KDS 14 31 55까지에서 제시된 값을 적용한다.

1.8 설계도서
1.8.1 구조설계 도면

(1) 구조설계 도면 및 시방서에는 수행해야 하는 작업을 표기해야 하고, KDS 14 31 05부터 KDS 14 31 55까지에서 요구하는 내용과 함께 아래의 항목 중 관련 있는 사항이 포함되어야 한다.

① 지진력저항시스템의 지정

② 지진력저항시스템에 속하는 부재 및 접합부의 지정

③ 접합부의 형상

④ 접합재의 규격 및 크기

⑤ 임계용접부의 위치

⑥ 만약 구조물이 마감재로 보호되지 않거나 10℃ 이상으로 유지되지 않을 경우의 강구조의 최저 예상 서비스온도

⑦ 보호영역의 크기 및 위치

⑧ 비탄성회전거동을 수용할 수 있도록 상세를 갖추어야 하는 거셋플레이트의 위치

⑨ 부록에 명기한 용접 요구사항

1.8.2 제작도면

(1) 제작도면에는 KDS 14 31 05부터 KDS 14 31 55까지에서 요구하는 항목과 함께 다음의 사항 가운데 관련되는 항목을 포함해야 한다.

① 지진력저항시스템을 구성하는 부재 및 접합부의 지정

② 접합부 재료규격

③ 임계용접부의 위치

④ 보호영역의 위치 및 크기

⑤ 비탄성거동의 수용이 요구되는 거셋플레이트의 축적에 따른 도면

⑥ 부록에 명기한 용접 요구사항

1.8.3 설치도면

(1) 설치도면에는 KDS 14 31 05부터 KDS 14 31 55까지에서 요구하는 항목과 함께 다음의 사항 가운데 관련되는 항목을 포함해야 한다.

① 지진력저항시스템을 구성하는 부재 및 접합부의 지정

② 접합부 재료규격

③ 임계용접부의 위치

④ 보호영역의 위치 및 크기

⑤ 비탄성거동의 수용이 요구되는 거셋플레이트의 축적에 따른 도면

⑥ 부록에 명기한 용접 요구사항

2. 조사 및 계획

내용 없음

3. 재료
3.1 재료규격

(1) 지진력 저항시스템에 속하는 구조용 강재는 KDS 14 31 05(3)의 재료에 관한 요구조건을 만족해야 한다.

(2) 강구조 건축물의 특수모멘트골조, 중간모멘트골조, 특수중심가새골조, 편심가새골조, 좌굴방지가새골조 및 특수강판전단벽에서는 내진성이 뛰어난 강재인 SN 및 SHN강 또는 TMC강을 사용해야 한다. 단 국가공인기관에 의한 실험결과나 다른 합리적 기준에 의해 강재의 적합성을 입증할 수 있는 경우에는 KDS 14 31 05의 표 3.1-1에 등록된 구조용 압연강재를 사용할 수 있다. 앞에 언급하지 않은 지진력저항시스템에 대해서는 KDS 14 31 05의 표 3.1-1에 등록된 구조용 압연강재를 사용할 수 있다.

(3) 좌굴방지가새에 사용되는 여타의 강재 및 강재에 속하지 않는 재료는 4.9와 부록 C.3의 요건을 만족할 경우 사용할 수 있다.

3.2 부재 및 접합부 소요강도의 결정을 위한 재료적 특성

(1) 이 장의 규정에 의해 각 요소(부재 또는 접합부)의 소요강도를 산정할 경우, 그 강도는 연결되는 부재의 예상항복강도 수식를 기준으로 산정한다. 단, 수식는 연결부재의 항복강도이고 수식는 예상항복강도 대 항복강도의 비이다.

(2) 요소의 설계강도 수식는 소요강도 이상이 되어야 한다. 소요강도가 동일부재에서 산정되고, 파단 및 항복한계상태에 대한 공칭강도 수식을 계산할 때에는 공칭값인 수식수식 대신에 예상인장강도 수식와 예상항복강도 수식를 사용할 수 있다.

(3) 여러 강재의 수식수식값은 표 3.2-1과 같다. 만약 규정된 강재등급에 대한 요구조건에 따라서 비슷한 재질 및 크기의 표본에 대해 수행된 실험으로 결정된 값이라면 다른 수식수식 값을 사용할 수 있다.

적용

수식

수식

구조용 압연형강

및 냉간가공재

KS D 3503 SS275

KS D 3530 SSC275

KS D 3558 SWH275

KS D 3632 SNT275, SNT355

1.2

1.2

KS D 3515 SM275, SM355, SM420

KS D 3864 SNRT295E,

SNRT275A,SNRT355A

1.2

1.2

KS D 3861 SN275, SN355

KS D 3866 SHN275, SHN355, SHN460

1.1

1.1

플레이트

KS D 3503 SS275

1.2

1.2

KS D 3515 SM355, SM355TMC,

SM420, SM420TMC,

SM460, SM460TMC,

KS D 3529 SMA275, SMA355

1.2

1.2

KS D 3861 SN275, SN355

KS D 5994 HSA650

1.1

1.1

3.3 후판 단면의 샤르피V노치(CVN)인성 요건

(1) 지진력저항시스템에 사용되는 두께 40 mm 이상의 플랜지를 갖는 압연형강이나, 다음의 용도로 사용되는 두께 40 mm 이상의 강재는 0 ℃에서 최소 27 수식의 CVN인성을 보유해야 한다.

① 플레이트를 이용한 조립부재.

② 지진하중하에서 비탄성 변형이 예상되는 접합 플레이트; 비탄성거동이 예상되는 접합 플레이트의 예로서는, 가새의 면외좌굴을 허용하여 힌지로서 기능하도록 의도한 거셋플레이트, 모멘트접합부의 볼트 플랜지플레이트, 볼트 모멘트접합부의 엔드플레이트, 그리고 핀으로 설계된 기둥주각부의 베이스플레이트 등을 들 수 있다.

③ 좌굴방지가새의 강재 코어

4. 설계
4.1 부재
4.1.1 범위

(1) 지진력저항시스템의 부재는 KDS 14 31 05부터 KDS 14 31 55까지의 규정과 이 기준의 규정을 따른다.

(2) 지진력저항시스템에 속하지 않는 기둥은 4.1.4.2를 참조한다.

4.1.2 국부좌굴에 대한 단면의 분류
4.1.2.1 조밀단면

(1) 이 기준에 의해 조밀단면이 요구될 때, 지진력저항시스템의 부재는 웨브와 연속적으로 접합된 플랜지로 이루어져야 하며, 압축 및 휨요소의 판폭두께비 수식은 KDS 14 31 10 표 4.2-2의 한계값을 초과해서는 안 된다.

4.1.2.2 내진 조밀단면

요소 설명

판폭

두께비

판폭두께비 상한값

수식(내진조밀)

휨을 받는 압연 및 조립 H형강의 플랜지

수식

수식

균등압축을 받는 압연 및 조립 H형강의 플랜지

수식

수식

균등압축을 받는 압연 및 조립 H형강의 플랜지

수식

수식

ㄷ형강의 플랜지, 연속으로 접합된 앵글의 다리, 가새 플랜지의 균등압축

수식

수식

H파일 단면의 플랜지의 균등압축

수식

수식

평강

수식

수식

단일 앵글의 다리, 끼움판을 갖는 더블 앵글의 다리, T형강의 플랜지의 균등압축

수식

수식

균일압축을 받는 T형강 스템

수식

수식

달리 지정되지 않는 한 특수 모멘트골조 보의(휨에 의한 압축을 받는) 웨브

수식

수식

휨에 의한 압축 또는 휨과 압축의 조합력을 받는 웨브

수식

수식[i]

수식

수식

수식

축력에 의한 압축, 축력과 휨에 의한 압축, 또는 휨에 의한 압축을 받는 원형강관

수식

수식

축력에 의한 압축, 축력과 휨에 의한 압축, 또는 휨에 의한 압축을 받는 직사각형 강관

수식

또는 수식

수식

[a]

[b]

[c]

[d]

[e]

[f]

[g]

[h]

수식, 수식, 수식, 수식

[i]

(1) 이 기준에 의해 내진 조밀단면이 요구될 때, 지진력저항시스템의 부재는 웨브와 연속적으로 접합된 플랜지로 이루어져야 하며, 압축 및 휨요소의 판폭두께비는 이의 한계 판폭두께비 수식를 초과해서는 안 된다.(표 4.1-1 참조)
4.1.3 기둥의 강도

증폭지진하중을 고려하지 않은 상태에서 수식인 조건에 있으면, 다음의 요구조건을 만족해야 한다.

여기서, 수식

수식 : 기둥의 공칭압축강도 (N)

수식 : 기둥의 소요압축강도 (N)

(1) 강구조물의 소요압축강도 및 인장강도는 모멘트의 영향은 무시하고 증폭지진하중을 포함한 시설물 기준에 의해 산정한다.

(2) 소요압축강도 및 인장강도는 아래의 값 중 어느 것도 초과할 필요는 없다.

① 가새요소 또는 연결된 보의 공칭강도에 수식를 곱하여 산정되는 기둥으로의 최대 전달하중

② 전도인발에 대한 기초의 저항력으로 결정되는 한계값

4.1.4 기둥의 이음
4.1.4.1 일반규정

(1) 지진력저항시스템의 기둥이음부의 소요강도는 4.1.3, 4.3.8, 4.4.8, 4.5.8, 4.6.4, 4.9.4.3의 규정을 고려해야 하고 기둥의 소요강도와 같도록 한다.

(2) 또한 증폭지진하중이 포함된 시설물 기준의 하중조합을 적용했을 때 인장응력을 받는 것으로 계산된 기둥의 용접 이음부는 다음의 조건을 모두 만족해야 한다.

① 부분용입 그루브용접이음을 사용한다면, 설계강도는 적어도 소요강도의 200% 이상이 되어야 한다.

② 각 플랜지이음부의 설계강도는 적어도 수식 이상이 되어야 한다. 여기서, 수식는 기둥부재의 예상 항복응력이고 수식는 연결된 기둥 가운데 작은 기둥의 플랜지면적이다.

(3) 부분용입 그루브용접을 사용한 기둥이음에서 플랜지와 웨브의 두께와 폭의 변화가 발생할 때, 면을 경사지게 처리하지 않아도 된다.

(4) 기둥 웨브의 이음은 전체가 볼트, 아니면 용접으로 하거나, 또는 한 쪽 기둥은 용접하고 다른 한 쪽은 볼트로 접합할 수 있다. 모멘트골조에서 볼트이음을 사용할 경우, 플레이트 또는 ㄷ형강을 기둥 웨브 양쪽에 사용한다.

(5) 필릿용접 또는 부분용입 그루브용접으로 된 기둥이음부의 중심선은 보-기둥 접합부로부터 1.2 m 혹은 그 이상 이격시켜야 한다. 보-기둥 접합부 사이의 기둥의 순높이가 2.4 m 보다 작을 때, 기둥이음은 순높이의 중간에 위치해야 한다.

4.1.4.2 지진력저항시스템이 아닌 기둥

지진력저항시스템의 부재에 속하지 않는 기둥이음은 다음 사항을 만족해야 한다.

(1) 이음은 보-기둥 접합부로부터 1.2 m 이상 이격시켜야 한다. 보-기둥 접합부 사이의 기둥의 순높이가 2.4 m보다 작을 때, 기둥이음은 순높이의 중간에 위치해야 한다.

(2) 기둥의 양 직각축 모두에 대한 기둥이음의 소요전단강도는 수식가 되어야 한다. 여기서 수식는 해당되는 방향의 기둥단면들 중 작은 공칭소성휨강도이며, 수식는 층고이다.

4.1.5 기둥주각부

(1) 기둥주각부의 소요강도는 4.1.5.1, 4.1.5.2 및 4.1.5.3에 따라 계산한다.

(2) 앵커볼트의 설계강도는 KDS 14 31 25(4.1.9)를 따라 산정한다.

(3) 기둥주각부 하부 콘크리트의 설계강도는 KDS 14 20 70을 따라 산정한다.

4.1.5.1 소요압축강도

(1) 기둥주각부의 소요압축강도는 기둥주각부에 접합된 모든 강재요소 소요강도의 수직성분의 합으로 산정한다.

4.1.5.2 소요전단강도

기둥주각부의 소요전단강도는 기둥주각부에 접합된 모든 강재요소 소요강도의 수평성분의 합으로 하되 다음과 같이 산정한다.

(1) 대각가새의 경우, 수평성분은 지진력 저항시스템의 가새접합부의 소요강도로부터 산정한다.

(2) 기둥의 경우, 수평성분은 아래의 2가지 가운데 작은 값 이상이 되어야 한다.

① 기둥의 수식. 여기서, 수식는 층고로서 바닥골조의 중심선 사이의 거리 또는 각층 바닥 상부간 거리로 취할 수 있다(mm).

② 증폭지진하중을 포함한 시설물 기준의 하중조합을 사용하여 계산한 전단력

4.1.5.3 소요휨강도

기둥주각부의 소요휨강도는 기둥주각부에 접합된 모든 강재요소 소요강도의 합으로 하되 다음과 같이 산정한다.

(1) 대각가새의 경우, 소요휨강도는 지진력저항시스템의 가새접합부의 소요강도 이상이어야 한다.

(2) 기둥의 경우, 소요휨강도는 아래의 2가지 가운데 작은 값 이상이 되어야 한다.

① 기둥의 수식

② 증폭지진하중을 포함한 시설물 기준의 하중조합을 사용하여 계산한 모멘트

4.1.6 H형강 말뚝
4.1.6.1 H형강 말뚝의 설계

(1) H형강 말뚝의 설계는 조합응력을 받는 부재의 설계와 관련된 KDS 14 31 10(4.4)를 따른다. H형강 말뚝은 4.1.2.2의 요구조건에 부합해야 한다.

4.1.6.2 경사 H형강 말뚝

(1) 경사말뚝 및 수직말뚝을 하나의 군말뚝(무리말뚝)으로서 사용할 경우, 수직말뚝은 고정하중과 활하중에 의한 조합효과에 대해 지지할 수 있도록 설계하며, 경사말뚝에 하중을 분담해서는 안 된다.

4.1.6.3 H형강 말뚝의 인장력

(1) 각 말뚝의 인장력은 말뚝 매립부의 전단키, 보강근 혹은 스터드처럼 기계적인 방법에 의해서 말뚝캡에 전달해야 한다. 말뚝캡의 바로 아래에, 적어도 말뚝단면 높이 정도가 되는 길이부분에는 부착 및 용접을 금한다.

4.2 접합부(연결부)
4.2.1 범위

(1) 지진력저항시스템에 속한 접합부(연결부), 조인트 및 파스너의 설계는 KDS 14 31 25(4)를 따르고 아울러 이 장의 추가사항을 따르도록 한다.

(2) 지진력 저항시스템을 구성하는 부재의 접합부(연결부) 설계는 접합부(연결부)나 부재의 연성한계상태가 지배한계상태가 되도록 해야 한다.

4.2.2 볼트 조인트

(1) 모든 볼트는 고장력볼트를 사용해야 하고, 마찰면의 조건은 미끄럼 한계상태에 대한 KDS 14 31 25(4.1.3.6)의 표면조건을 만족해야 한다.

(2) 볼트는 표준구멍 또는 응력의 작용방향이 슬롯의 길이방향과 직각인 짧은 슬롯구멍에 설치해야 한다. 대각가새의 경우, 접합부(연결부)를 미끄럼 한계상태에 대해 설계할 때는 큰 구멍의 사용이 가능하지만 큰 구멍은 한쪽 판에만 존재해야 한다. 부록 C.1의 절차에 따라 인증된 경우 또는 부록 C.2 또는 C.3의 실험에 따라 인증된 것이라면, 다른 형식의 구멍도 사용할 수 있다.

(3) 표준구멍을 사용한 볼트이음부의 설계전단강도는 KDS 14 31 25(4)에 따라 지압형식 연결부로 검토한다. 단, 볼트구멍의 공칭지압강도는 수식를 초과할 수 없다.

(4) 엔드플레이트 모멘트접합부의 표면은 미끄럼저항에 대해 시험을 거치지 않은 코팅이나 표준표면보다 작은 미끄럼계수를 갖는 코팅도 사용할 수 있다.

(5) 볼트와 용접이 조인트에서 응력을 분담하거나 또는 한 접합부(연결부)에서 같은 응력성분을 분담하도록 설계할 수 없다. 가새의 압축력과 같은 부재력은 접합부(연결부)에서 1가지 형식의 조인트(즉, 전체를 볼트 조인트 또는 전체를 용접 조인트)에 의해 지지되어야 한다. 용접에 의해 지지되는 응력과 직각방향의 응력을 볼트가 지지하는 경우(용접 플랜지는 모멘트를 전달하고 볼트 웨브는 전단력을 전달하는 모멘트접합부 같은 경우)는 응력을 분담하는 경우에 해당하지 않는다.

4.2.3 용접 조인트

(1) 용접은 용접부가 적절한 성능을 갖도록 인증한 용접절차서에 의해 시행한다. 용접절차서 상의 용접변수들은 용입재를 만드는 제조자에 의해서 설정된 용접변수들 내에서 결정함을 원칙으로 한다. 강구조 건축물의 경우, 용접은 부록 C.4의 용접규정에 따라서 시행하도록 한다.

4.2.3.1 일반 요건

(1) 지진력 저항시스템의 부재 및 접합부(연결부)에 사용되는 모든 용접은 지진 시에 예측한 성능을 나타내기에 충분한 CVN인성을 가져야 한다.

(2) 이 CVN인성에 대한 요구조건은 이 기준에서 요구되는 다른 경우에도 동일하게 적용된다.

4.2.3.2 임계용접부

(1) 임계용접부로 지정된 곳의 용접은 용접 제조자의 보증 또는 표준시험법에 의해 –30℃에서 28 J 이상의 CVN인성 값을 지닌 용입재를 사용한다.

(2) 이 기준에서 임계용접부로 지정하지는 않았지만, 임계용접부의 지정이 합당한 용접부가 있을 수가 있다. 이런 경우는 비탄성 변형도 및 파괴가 유발하는 결과를 감안하여 판단한다.

(3) 지진력저항시스템에서 기둥이음에 사용된 완전용입 그루브용접을 임계용접부로 지정하였다면, 기둥과 베이스플레이트의 완전용입 그루브용접부도 기둥이음과 마찬가지로 임계용접부로 고려해야 한다.

(4) 특수 및 중간 모멘트골조에서, 임계용접부로 지정되어야 하는 완전용입 그루브용접에는 다음의 경우를 포함한다.

① 보플랜지와 기둥의 용접

② 단일전단플레이트와 기둥의 용접

③ 보웨브와 기둥의 용접

④ 기둥이음부의 용접(기둥주각부를 포함)

(5) 보통모멘트골조의 경우 4.2.3.2(4)의 ①, ② 및 ③과 관련된 완전용입 그루브용접부가 전형적인 임계용접부의 예가 된다.

(6) 편심가새골조의 경우는, 링크보와 기둥 사이의 완전용입 그루브용접부가 임계용접부에 해당된다. 또 다른 임계용접부의 예로는, 조립 편심가새골조의 링크보에서 웨브 플레이트와 플랜지 플레이트를 연결하는 용접 그리고 완전용입 그루브용접을 사용하는 기둥이음부가 있다.

4.2.4 보호영역

이 기준에 의해서 보호영역이라 규정된 곳에서는 아래의 조건을 따라야 한다.

(1) 보호영역 안에서 가용접, 가설작업, 가우징 및 열절단 등에 의해 발생한 노치나 결함은 책임구조기술자의 지시에 따라 보수한다.

(2) 데크의 정착을 위한 아크점용접을 허용한다.

(3) 건물 외곽부의 앵글, 건물의 외피, 칸막이, 덕트 및 파이프, 그리고 기타 구조물의 부착을 위한 용접, 볼트, 스크류, 그리고 기타 접합물은 보호영역 내에 사용할 수 없다.

(4) 부록 C.1의 인증절차 또는 부록 C.2의 접합부 성능인증시험에 근거할 경우는 용접 전단스터드 및 다른 접합을 보호영역 내에 허용할 수 있다.

(5) 보호영역 밖에서, 부재를 관통하는 접합이 사용될 때, 예상모멘트에 근거한 계산을 통해서 순단면의 적합성을 입증할 수 있어야만 한다.

4.2.5 연속판 및 보강재

(1) 압연형강의 웨브에 설치된 연속판 및 수직보강재의 모서리는 아래 설명대로 클립한다.

① 웨브 방향의 클립치수는 압연형강의 수식치수보다 38 mm 이상 되도록 한다.

② 플랜지 방향의 클립치수는 수식치수보다 13 mm를 초과하지 않도록 한다. 플랜지 및 웨브의 단부용접이 수월하게 시공될 수 있도록 클립의 상세를 만들어야 한다.

③ 원형 클립을 사용하는 경우 클립의 최소반경은 13 mm 이상 이어야 한다.

(2) 책임구조기술자가 허용하지 않으면, 기둥 웨브와 기둥 플랜지의 교차점에 인접한 용접단부에서의 연속판 용접에 엔드탭을 사용할 수 없다. 책임구조기술자가 엔드탭을 제거할 것을 요구하지 않으면, 이 위치의 엔드탭은 제거하지 않는다.

4.3 특수모멘트골조

(1) 특수모멘트골조는 설계용 지진동이 유발한 외력을 받을 때 상당한 비탄성 변형을 수용할 수 있는 골조를 지칭하며 이 절의 규정을 만족하도록 설계한다.

4.3.1 보-기둥 접합부
4.3.1.1 요구사항

(1) 지진력저항시스템에 속한 보-기둥 접합부는 다음의 세 가지 조건을 만족해야 한다.

① 접합부는 최소 0.04 rad의 층간변위각을 발휘할 수 있어야 한다.

② 기둥외주면에서 결정되는 접합부의 계측휨강도는 0.04 rad의 층간변위에서 적어도 보 수식의 80% 이상을 유지해야 한다.

③ 접합부의 소요전단강도는 다음의 지진하중효과 수식에 의해 산정한다.

수식 (4.3.1.1-1)

여기서, 수식 : 항복강도(수식)에 대한 예상항복응력의 비

수식 : 소성모멘트

수식 : 보 소성힌지 사이의 거리

(2) 위에 언급된 요구조건을 만족시키는 외에도, 접합부 자체의 변형에 의해 발생할 수 있는 추가 횡변위까지도 구조물이 수용할 수 있음을 설계과정에서 입증해야 한다. 이 경우 2차 효과를 포함한 골조전체의 안정성해석을 해야 한다.

4.3.1.2 성능입증

(1) 4.3.1.1에서 요구하는 지진력저항시스템의 보-기둥 접합부의 성능요건은 다음의 1가지 방법에 의해 입증되어야 한다.

① 부록 C.1의 특수모멘트골조용 인증접합부를 사용

② 부록 C.2의 접합부성능인증 시험절차에 의해 얻어진 시험결과를 제시한다. 최소 2개의 반복재하실험결과를 제시해야 하며 다음 2가지 중 하나에 근거를 둘 수 있다.

가. 연구논문 또는 신뢰할 만한 연구보고서의 실험결과, 또는 해당 프로젝트의 조건과 유사한 타 프로젝트를 위해 부록 C.2의 제한조건을 준수하여 수행된 실험결과

나. 해당 프로젝트를 위해 부재사이즈, 재료강도, 접합조건, 시공과정 등을 반영하여 부록 C.2의 접합부성능인증 시험절차에 의한 실험결과

4.3.1.3 용접

(1) 부록 C.1의 인증접합부에서 예외로 인정하거나 부록 C.2의 접합부성능인증시험에 의해 별도로 결정된 경우를 제외하고는 보플랜지, 전단플레이트 그리고 보웨브와 기둥 사이의 완전용입용접부는 4.2.3.2에서 기술한 임계용접부로 고려한다.

(2) 임계용접부의 지정을 위해서는, 이 조항의 일반적인 규정 대신에 특정접합부의 시험관련 기준이 우선되어야 한다. 즉 이 조항이 특정용접부를 임계용접부라 지정하였어도, 좀 더 구체적인 기준이나 시험에서 이를 지정하지 않으면 구체적 기준이나 시험이 우선한다. 마찬가지로 이 조항에서 지정치 않은 부위를 구체적 기준이나 시험에서는 임계용접부로 지정할 수 있다.

4.3.1.4 보호영역

(1) 비탄성 변형이 발생하는 보의 양단 부분은 보호영역으로서 이 영역은 4.2.4의 요구조건을 만족해야 한다. 보호영역의 범위는 부록 C.1의 인증접합부에 따르거나 또는 부록 C.2의 접합부성능시험에서 결정된 부분을 따른다.

(2) 특수 모멘트골조의 보 소성힌지 영역은 보호영역으로 고려해야 한다. 보의 소성힌지영역의 범위는 4.3.1.2에 규정한 접합부의 성능인증요소의 하나로서 제시되어야 한다. 일반적으로, 비보강 접합부의 보호영역은 기둥 외주면에서부터 소성힌지점을 지나 보 높이의 1/2 지점까지 확장된 범위가 된다.

4.3.2 보-기둥 접합부 패널존(보웨브와 기둥 웨브가 평행한 경우)
4.3.2.1 전단강도

(1) 패널존의 소요두께는 성능인증에 사용된 시험체의 접합부 또는 인증접합부의 패널존 설계에 사용된 방법에 따라 산정한다. 패널존의 최소소요전단강도는 소성힌지점에서의 예상모멘트를 기둥 외주면으로 외사하여 구한 모멘트의 합으로부터 산정한다. 패널존의 설계전단강도는 수식이다(여기서, 수식). 그리고 공칭전단강도는 전단항복 한계상태에 해당되는 강도로서 KDS 14 31 25(4.1.10.6)의 규정에 의하여 산정한다.

4.3.2.2 패널존의 두께

(1) 기둥 웨브와 패널존 보강판 각각은 다음의 기준을 만족해야 한다:

수식 (4.3.2.2-1)

여기서, 수식 : 기둥 웨브 또는 패널존 보강판의 두께 (mm)

수식 : 접합부에 연결된 보 중 보다 깊은 보의 수식 (mm)

수식 : 기둥 플랜지 사이의 패널존의 폭 (mm)

(2) 만일 기둥 웨브와 패널존 보강판을 플러그용접에 의해 접합해서 국부좌굴이 방지되도록 하면 기둥 웨브와 패널존 두께의 총합이 식 (4.3.2.2-1)을 만족하면 된다.

4.3.2.3 패널존 보강판

(1) 기둥 웨브의 두께가 식 (4.3.2.2-1)을 만족시키지 못할 경우에는 패널존 보강판을 기둥 웨브에 직접 적용해야 한다. 그렇지 않은 경우에는 패널존 보강판을 기둥 웨브와 떨어져 배치하는 것도 가능하다.

① 기둥 웨브에 붙은 보강판 보강판은 보강판 전체두께의 강도가 발현되도록 완전용입용접이나 필릿용접을 사용해서 기둥 플랜지에 용접한다. 연속판이 없는 경우, 보강판과 기둥 웨브가 식 (4.3.2.2-1)을 만족시키지 못하면 보강판을 통한 하중전달을 고려하여 보강판의 상하변을 모살용접한다.

② 기둥 웨브와 떨어진 보강판 보강판은 보강판 전체두께의 강도가 발현되도록 완전용입용접이나 필릿용접을 사용해서 기둥 플랜지에 용접한다. 보강판은 보플랜지 끝단과 기둥중심선 간 거리의 1/3∼2/3에 위치하여야 하며, 좌우 대칭으로 배치한다.

③ 연속판이 있는 보강판 보강판은 연속판을 통한 하중전달을 고려하여 연속판에 용접한다.

④ 연속판이 없는 보강판 연속판이 없는 경우 보강판을 접합부에 연결된 보 중 보다 깊은 보의 위 아래로 최소 150 mm 연장해야 한다.

4.3.3 보와 기둥의 구조제한

(1) 아래의 사항과 더불어 4.1.1의 요구사항을 만족해야 한다.

4.3.3.1 판폭두께비 제한

(1) 실험에 의해 별도로 입증되지 않는 한, 보와 기둥 부재들은 4.1.2.2의 요구사항을 만족해야 한다.

4.3.3.2 보플랜지

(1) 소성힌지영역에서의 급격한 보플랜지 단면의 변화는 허용하지 않는다. 드릴로 보플랜지를 천공하거나 혹은 플랜지폭을 절취하는 것은 실험이나 인증을 통해 안정적으로 소성힌지가 발현될 수 있음을 입증한 후에 허용한다. 그 형상은 부록 C.1의 절차를 만족한 접합부, 또는 부록 C.2에 따른 접합부성능인증 실험절차를 통과한 접합부의 형상과 일관성을 유지해야 한다.

4.3.4 연속판

(1) 연속판은 부록 C.1의 절차를 만족한 접합부, 또는 부록 C.2에 따른 접합부성능인증 실험절차를 통과한 접합부의 연속판과 일관성을 유지하도록 한다.

4.3.5 기둥-보의 모멘트비

(1) 보-기둥 접합부에서는 다음의 관계식을 만족해야 한다.

수식 (4.3.5-1)

여기서, 수식: 보와 기둥의 중심선의 교점에서의 접합부 상하 기둥의 모멘트들의 합. 접합부 상하 기둥의 공칭휨강도를 기둥의 축력을 감안하여 감소시킨 후, 보중심선으로 외사하여 합산하며(헌치가 있을 경우는 이의 존재를 고려함) 다음과 같이 계산할 수 있다: 수식수식수식. 만약 양측 보의 중심선이 일치하지 않을 경우에는 두 중심선의 중간선을 기준으로 사용한다.

수식: 보와 기둥의 중심선의 교점에서의 보 모멘트들의 합. 보 소성힌지부에서의 예상 보 휨강도를 기둥중심선으로 외사하여 합산하며 다음과 같이 계산할 수 있다. 수식. 대안으로서는 부록 C.1의 절차를 만족한 접합부, 또는 부록 C.2에 따른 접합부성능인증 실험절차를 통과한 접합부의 자료를 기준으로 산정할 수 있다. 만약 보단면 감소부를 갖는 접합부라면, 수식의 계산에 있어서 수식수식로 대체하여 구한다.

여기서, 수식 : 기둥의 총단면적 (mm

수식 : 기둥의 항복강도 (MPa)

수식 : 소성힌지 위치에서 기둥 중심선까지의 전단증폭에 의한 누가모멘트(N·mm)

수식 : 소요압축강도(압축을 양의 부호로 고려) (수식)

수식 : 보의 소성단면계수 (mm

수식 : 기둥의 소성단면계수 (mm

수식: 보단면 감소부의 최소소성단면계수 (mm

(2) 다만, 위의 요건은 다음의 2조건 중 하나가 만족될 경우 따르지 않아도 된다.

① 증폭지진하중을 제외한 나머지 모든 하중조합에 대해 수식를 만족하고 다음의 2가지 가운데 하나를 만족하는 기둥

가. 단층건물의 기둥이나 다층건물의 최상층부 기둥

나. 다음의 기둥

(가) 해당 층에서 규정적용이 면제되는 기둥들의 설계전단강도의 합이 그 층의 모든 모멘트골조기둥의 설계전단강도 총합의 20% 이하이면서 또한,

(나) 각 모멘트골조 기둥열에 위치한 규정적용이 면제된 기둥의 설계전단강도의 합이, 모든 모멘트골조 기둥의 설계전단강도의 33%보다 작을 경우. 위의 면제규정을 적용함에 있어, 기둥열은 다음과 같이 정의한다. 기둥들이 일직선으로 연결되거나, 기둥열에 직각인 평면치수의 10% 폭 내에 위치하는 일군의 평행한 기둥선으로 정의한다.

여기서, 수식 (수식)

수식 : 소요압축강도 (수식)

② 위 층보다 설계전단강도 대 소요전단강도의 비가 50% 이상 큰 기둥

4.3.6 보-기둥 접합부의 횡지지
4.3.6.1 횡지지된 접합부

(1) 보웨브와 기둥 웨브가 동일 평면상에 있고 기둥의 패널존 외부가 탄성상태를 유지한다면, 보-기둥 접합부의 기둥 플랜지는 보의 상부플랜지 위치에서만 횡지지를 요구한다.

(2) 식 (4.3.5-1)을 사용하여 계산한 비가 2.0보다 크다면 기둥은 탄성상태를 유지하는 것으로 가정할 수 있다.

(3) 만약 패널존 외부의 기둥이 탄성상태에 있지 않다면 다음의 규정을 만족해야 한다.

① 보의 상하플랜지 위치 모두에서 기둥 플랜지는 직접 혹은 간접적으로 횡지지를 해야 한다. 기둥 플랜지의 직접 횡지지는 횡좌굴 방지를 위해 기둥 플랜지의 적합한 위치에 부착된 가새나 기타 부재, 데크 또는 슬래브를 통해 이룬다. 간접 횡지지는 기둥 플랜지에 직접 부착되지는 않지만 기둥 웨브나 보강재 플레이트를 통해 작용하는 부재나 접합부의 강성에 의한 횡지지를 지칭한다.

② 기둥 플랜지 각각의 횡지지 가새의 소요강도는 보플랜지강도 수식의 2%에 대해 설계한다.

4.3.6.2 횡지지되지 않은 접합부

횡지지되지 않은 보-기둥 접합부를 갖는 내진골조의 기둥은, 인접한 횡지지간의 거리를 기둥의 좌굴길이로 사용하여, KDS 14 31 10(4.4)에 의해 설계를 하며 다음의 사항을 반영한다.

(1) 기둥의 소요강도는 KDS 14 31 05(1.7)에 따라 적절한 하중조합을 사용하되, 지진하중 수식는 다음 2가지 중 작은 값을 택한다.

① 증폭지진하중

② 보의 설계휨강도 또는 패널존의 설계전단강도를 기반으로 계산된 골조설계강도의 125%

(2) 기둥의 세장비 수식은 60을 넘지 않도록 한다.

(3) 내진골조에 직각인 방향의 기둥의 소요휨강도는 4.3.6.1(3)②의 보플랜지 횡지지력이 유발한 모멘트와 이로 인한 기둥 플랜지 변형에 의한 2차 효과를 고려하여 산정한다.

4.3.7 보의 횡지지

(1) 보의 상하플랜지는 모두 수식 이하로 횡지지해야 한다. 횡지지재는 KDS 14 31 10(식 (4.5-7)과 식 (4.5-8))을 만족해야 한다. 여기서 수식수식 그리고 수식을 사용한다.

(2) 집중하중점이나 단면이 변하는 위치에는 추가로 횡지지를 설치한다.

(3) 횡지지재의 설치위치는 부록에 따른 접합부의 조건과 일관성을 유지하도록 한다.

4.3.8 기둥의 이음

(1) 기둥의 이음은 4.1.4.1의 규정을 따라야 한다.

(2) 그루브용접을 사용할 경우는 4.2.3.2에 부합되게 완전용입용접으로 해야 한다. 용접탭은 제거토록 한다.

(3) 만약 그루브용접이 사용되지 않을 경우에는, 이음부의 소요강도는 적어도 작은 쪽 기둥의 휨강도 수식 이상이어야 한다. 기둥 웨브 이음의 소요전단강도는 적어도 수식 이상이어야 한다. 여기서, 수식는 이음부의 상하에 위치한 기둥의 공칭소성휨강도의 합이다.

(4) 적절한 응력집중계수 또는 파괴역학의 응력집중계수를 고려하여 산정된 기둥이음부의 소요강도는 비탄성해석에서 얻어진 이음부 소요강도를 초과할 필요가 없다.

4.4 중간모멘트골조

(1) 중간모멘트골조는 설계용 지진동에 의한 외력을 받을 때 제한된 크기의 비탄성 변형을 수용할 수 있는 골조를 지칭하며 이 절의 규정을 만족하도록 설계한다.

4.4.1 보-기둥 접합부
4.4.1.1 요구사항

지진력저항시스템에 속한 보-기둥 접합부는 다음의 조건을 제외하고는 4.3.1.1의 요구조건을 만족해야 한다.

(1) 접합부는 최소 0.02 수식의 층간변위각을 발휘할 수 있어야 한다.

(2) 기둥외주면에서 결정되는 접합부의 계측휨강도는 0.02 수식의 층간변위각에서 적어도 보 수식의 80% 이상을 유지해야 한다.

(3) 접합부의 소요전단강도는 4.3.1.1에 따라 산정하되, 해석에 의하여 입증된 경우에는 수식 보다 작은 값을 적용할 수 있다. 소요전단강도는 증폭지진하중을 사용한 시설물 기준의 적절한 하중조합을 이용하여 산정된 전단력을 초과할 필요는 없다.

4.4.1.2 성능입증

(1) 4.4.2.1에서 요구하는 지진력저항시스템의 보-기둥 접합부의 성능요건은 다음의 1가지 방법에 의해 입증되어야 한다.

① 보플랜지를 완전용입용접으로 접합하고 보의 웨브는 용접 또는 고장력볼트로서 접합한 접합부로서 보의 춤이 750 mm를 초과하지 않으면 중간모멘트골조의 접합부로서 인정할 수 있다.

② 부록 C.1의 중간모멘트골조용 인증접합부를 사용

③ 부록 C.2의 접합부성능인증 시험절차에 의해 얻어진 시험결과를 제시한다. 최소 2개의 반복재하실험결과를 제시해야 하며 다음 2가지 중 하나에 근거를 둘 수 있다.

가. 연구논문 또는 신뢰할 만한 연구보고서의 실험결과, 또는 해당 프로젝트의 조건과 유사한 타 프로젝트를 위해 부록 C.2의 제한조건을 준수하여 수행된 실험결과

나. 해당 프로젝트를 위해 부재사이즈, 재료강도, 접합조건, 시공과정 등을 반영하여 부록 C.2의 접합부성능인증 시험절차에 의한 실험결과

4.4.1.3 용접

(1) 부록 C.1의 인증접합부에서 예외로 인정하거나 부록 C.2의 접합부성능인증시험에 의해 별도로 결정된 경우를 제외하고는 보플랜지, 전단플레이트 그리고 보웨브와 기둥 사이의 완전용입용접부는 4.2.3.2에서 기술한 임계용접부로 고려한다.

(2) 임계용접부의 지정을 위해서는, 이 조항의 일반적인 규정 대신에 특정접합부의 시험관련 기준이 우선되어야 한다. 즉 이 조항이 특정용접부를 임계용접부라 지정하였어도, 좀 더 구체적인 기준이나 시험에서 이를 지정하지 않으면 구체적 기준이나 시험이 우선한다. 마찬가지로 이 조항에서 지정치 않은 부위를 구체적 기준이나 시험에서는 임계용접부로 지정할 수 있다.

4.4.1.4 보호영역

(1) 비탄성 변형이 발생하는 보의 양단부분은 보호영역으로서 이 영역은 4.2.4의 요구조건을 만족해야 한다. 보호영역의 범위는 부록 C.1의 인증접합부에 따르거나 또는 부록 C.2의 접합부성능시험에서 결정된 부분을 따른다.

(2) 중간모멘트골조의 보 소성힌지 영역은 보호영역으로 고려되어야 한다. 일반적으로, 비보강 접합부의 보호영역은 기둥 외주면에서부터 소성힌지점을 지나 보 높이의 1/2지점까지 확장된 범위가 된다.

4.4.2 보-기둥 접합부 패널존 (보웨브와 기둥 웨브가 평행한 경우)

(1) KDS 14 31 05에서 KDS 14 31 55까지에 언급된 사항 외에는 부가적인 요구사항은 없다.

4.4.3 보 및 기둥의 구조제한

(1) 아래의 사항과 더불어 4.1.1의 요구사항을 만족해야 한다.

4.4.3.1 판폭두께비 제한

(1) 실험에 의해 별도로 입증되지 않는 한, 보와 기둥부재들은 4.1.2.1의 요구사항을 만족해야 한다.

4.4.3.2 보플랜지

(1) 소성힌지 영역에서의 급격한 보플랜지 단면의 변화는 허용하지 않는다. 드릴로서 보플랜지를 천공하거나 플랜지폭을 절취하는 것은 실험이나 인증을 통해 안정적으로 소성힌지가 발현될 수 있음을 입증한 후에 허용한다. 그 형상은 부록 C.1의 절차를 만족한 접합부 또는 부록 C.2에 따른 접합부성능인증실험절차를 통과한 접합부의 형상과 일관성을 유지해야 한다.

4.4.4 연속판

(1) 연속판의 두께는 편측 접합부에서는 접합된 보플랜지 두께의 1/2 이상, 양측 접합부에서는 접합된 보플랜지 두께 이상으로 하거나, 부록 C.1의 절차를 만족한 접합부 또는 부록 C.2에 따른 접합부성능인증실험절차를 통과한 접합부의 연속판과 일관성을 유지하도록 한다.

4.4.5 기둥-보의 모멘트비

(1) KDS 14 31 05에서 KDS 14 31 55까지에 언급된 사항 외에는 부가적인 요구사항은 없다.

4.4.6 보-기둥 접합부의 횡지지

(1) KDS 14 31 05에서 KDS 14 31 55까지에 언급된 사항 외에는 부가적인 요구사항은 없다.

4.4.7 보의 횡지지

(1) 보의 상하플랜지 모두 횡지지를 해야 한다. 횡지지간격은 수식를 넘지 않도록 한다. 횡지지가새는 KDS 14 31 10(식 (4.5-7)과 식 (4.5-8))을 만족해야 한다. 여기서, 수식 그리고 수식을 사용한다.

(2) 횡지지는 집중하중이 작용하는 부근이나 단면의 변화가 생기는 위치에는 추가적으로 설치해야 한다.

(3) 횡지지의 위치는 부록 C.1의 절차를 만족한 접합부 또는 부록 C.2에 따른 접합부성능인증실험절차를 통과한 접합부의 조건과 일관성을 유지하도록 한다.

4.4.8 기둥의 이음

(1) 기둥의 이음은 4.1.4.1의 규정을 따라야 한다. 그루브용접을 사용할 경우는 4.2.3.2의 기준에 부합되게 완전용입용접으로 해야 한다.

4.5 보통모멘트골조

(1) 보통모멘트골조는 설계지진력이 구조물에 작용할 때 부재와 접합부가 최소한의 비탄성 변형을 수용할 수 있는 골조를 지칭하며 이 절의 규정을 만족하도록 설계한다.

(2) 이 절에서 제시한 4.5.1.1, 4.5.1.3과 4.5.4의 요구사항을 만족하지 않더라도 4.3.1.2와 4.3.4 또는 4.4.2.2와 4.4.4의 요구사항을 만족하는 접합부는 보통모멘트골조에 사용할 수 있다. 중간모멘트골조의 요구사항을 충족하더라도 보의 춤이 750 mm를 초과하는 경우에는 보통모멘트골조로 분류한다.

4.5.1 보-기둥 접합부

(1) 보-기둥 접합부는 용접이나 고장력볼트를 사용해야 하며, 다음 규정에 따라 완전강접 또는 부분강접으로 설계할 수 있다.

4.5.1.1 완전강접 모멘트접합부의 요구사항

(1) 지진력저항시스템에 속한 완전강접 모멘트접합부의 소요휨강도는 보단면에 대한 수식 또는 구조시스템에서 발생할 수 있는 최대모멘트 중 작은 값으로 산정할 수 있으며 다음의 요구사항을 만족해야 한다.

① 용접접근공의 형상은 보플랜지에서의 응력집중이 최소화될 수 있도록 가공한다. 용접접근공의 표면거칠기는 13수식를 초과하지 않도록 하며, 노치와 가우지가 없어야 한다. 책임구조기술자의 지시에 따라 노치와 가우지를 보수하도록 한다. 엔드플레이트 볼트 모멘트접합부에서 엔드플레이트에 연결되는 보웨브에는 용접접근공을 설치하지 않는다.

② 접합부에서 인장력에 저항하는 양면 부분용입용접과 양면 필릿용접의 소요강도는 연결되는 요소나 부분에 대해서 수식로 산정한다. 접합부에서 인장력이 작용하는 부분에는 1면 부분용입용접이나 1면 필릿용접을 사용하지 않는다.

(2) 완전강접 모멘트접합부의 소요전단강도 수식는 다음의 지진하중효과 수식를 이용하여 산정한다.

수식 (4.5.1.1-1)

(3) 정밀한 해석에 의하여 입증된 경우에는 수식보다 작은 값을 적용할 수 있다. 소요전단강도는 증폭지진하중을 사용한 시설물 기준의 적절한 하중조합을 이용하여 산정된 전단력을 초과할 필요는 없다.

4.5.1.2 부분강접 모멘트접합부의 요구사항

다음의 요구사항을 만족하는 경우에는 부분강접 모멘트접합부를 사용할 수 있다.

(1) 부분강접 접합부는 4.5.1.1에서 규정된 소요강도에 대하여 설계해야 한다.

(2) 접합부의 공칭휨강도 수식은 연결되는 보의 수식의 50% 이상이어야 한다. 단, 1층 구조물의 경우, 접합부의 공칭휨강도 수식은 연결되는 기둥의 수식의 50% 이상이어야 한다.

(3) 부분강접 모멘트접합부의 강성과 강도는 전체 골조의 안정성에 미치는 영향을 포함하여 설계에 반영하도록 한다.

(4) 부분강접 모멘트접합부에 대한 수식는 하중조합에 의한 전단력과 접합부가 저항할 수 있는 최대 단부모멘트로부터 산출된 전단력을 합산하여 산정한다.

4.5.1.3 용접

(1) 보플랜지, 전단플레이트, 그리고 보웨브와 기둥사이의 완전용입용접부는 4.2.3.2에서 기술한 임계용접부로 고려한다.

4.5.2 보-기둥 접합부의 패널존 (보웨브와 기둥 웨브가 나란한 경우)

(1) KDS 14 31 05에서 KDS 14 31 55까지에 언급된 사항 외에는 부가적인 요구사항은 없다.

4.5.3 보와 기둥의 구조제한

(1) 4.1.1 이외의 추가로 요구되는 사항은 없다.

4.5.4 연속판

(1) 완전강접 모멘트접합부에서 보의 플랜지 또는 보-플랜지 연결플레이트를 기둥 플랜지에 직접 용접하는 경우에는 연속판을 설치해야 한다. 또한, 기둥 플랜지의 두께가 다음 조건에 해당하는 경우에도 연속판을 설치해야 한다.

수식 (4.5.4-1)

또는,

수식 (4.5.4-2)

(2) 연속판이 필요한 경우 두께는 다음에 따라 산정한다.

① 일방향 접합부(편측 접합부)에서 연속 판두께는 보플랜지 두께의 1/2 이상으로 한다.

② 양방향 접합부(양측 접합부)에서 연속 판두께는 연결되는 보플랜지의 두께 중 큰 것 이상으로 한다.

(3) 기둥 플랜지와 연속판의 용접부는 완전용입용접이나 필릿용접으로 보강된 양면 부분용입용접 또는 양면 필릿용접에 의하여 제작한다. 이러한 용접부의 소요강도는 연속판과 기둥 플랜지의 접촉면에서의 설계강도보다 커야 한다. 연속판과 기둥 웨브의 용접부의 소요강도는 다음 중 가장 작은 값으로 한다.

① 기둥 플랜지와 연속판의 접합부에서 설계강도의 합

② 기둥 웨브와 연속판 접촉면에서의 설계전단강도

③ 기둥패널존의 설계전단강도를 발휘하는 용접의 설계강도

④ 보강재에 의하여 전달되는 실제응력

4.5.5 기둥-보의 모멘트비

별도의 요구사항은 없다.

4.5.6 보-기둥 접합부에서의 횡지지가새

(1) KDS 14 31 05에서 KDS 14 31 55까지에 언급된 사항 외에는 부가적인 요구사항은 없다.

4.5.7 보의 횡지지가새

(1) KDS 14 31 05에서 KDS 14 31 55까지에 언급된 사항 외에는 부가적인 요구사항은 없다.

4.5.8 기둥의 이음부

(1) 기둥의 이음부는 4.1.4의 요구사항에 따른다.

4.6 특수중심가새골조

(1) 특수중심가새골조는 설계지진력이 작용할 때 상당한 비탄성 변형능력을 발휘할 수 있어야 하며 이 절에 기술된 요구사항들을 충족해야 한다.

(2) 인장력만 지지할 수 있는 가새는 4.7의 보통중심가새골조의 설계규정을 적용해야 한다.

4.6.1 가새부재
4.6.1.1 세장비

(1) 가새부재의 세장비는 다음 조건을 만족해야 한다.

수식 (4.6.1.1-1)

(2) 수식인 가새부재는 기둥의 설계강도가 가새부재의 공칭강도에 수식를 곱하여 산정한 기둥으로 전달되는 최대하중 이상인 경우에만 허용한다. 기둥의 강도는 비선형해석 또는 전달되는 최대요구강도를 초과할 필요는 없다.

4.6.1.2 소요강도

(1) 가새부재의 유효순단면적이 총단면적보다 작은 경우, 가새부재의 순단면파단 한계상태에 대한 소요인장강도는 다음 중 작은 값보다 커야 한다.

수식의 식으로 산정한 가새부재의 예상인장항복강도

② 해석으로 산정한 시스템에 의해 가새에 전달될 수 있는 최대하중효과

4.6.1.3 횡하중 분배

(1) 동일 가새열에서 각 가새부재의 압축 설계강도가 증폭지진하중을 포함하는 시설물 기준의 하중조합에 의한 소요강도보다 크지 않을 경우에는, 그 가새열에 작용하는 횡하중의 최소 30%, 최대 70%를 인장가새에 의해 저항할 수 있도록 가새부재를 엇갈린 방향으로 배치해야 한다. 여기서 동일 가새열이라 함은 단일 가새열 또는 가새열에 직각방향으로 건물폭의 10% 이하의 오프셋을 갖는 평행한 가새열을 말한다.

4.6.1.4 판폭두께비 제한

(1) 기둥 및 가새부재는 4.1.2.2의 요구사항을 만족해야 한다.

4.6.1.5 조립가새 부재

(1) 단속긴결재 사이의 가새세장비 수식은 조립가새 부재의 지배세장비의 0.4배 이하이어야 한다.

(2) 단속긴결재의 설계전단강도의 합은 개재의 설계인장강도 이상이어야 한다.

(3) 단속긴결재의 간격은 일정해야 한다.

(4) 최소 2개 이상의 단속긴결재를 사용해야 한다.

(5) 볼트 단속긴결재는 가새 부재 중앙으로부터 가새 순길이의 1/4 이내에는 설치하지 않는다.다만 임계좌굴축에 대한 조립가새 부재의 좌굴에 의하여 단속긴결재에 전단이 발생하지 않는 경우, 단속긴결재 사이의 가새 세장비 수식은 조립가새 부재의 지배세장비의 0.75배 이하로 할 수 있다.

4.6.2 가새접합부의 소요강도
4.6.2.1 소요인장강도

(1) 가새접합부의 소요인장강도는 다음 중 작은 값을 적용한다. 보-기둥 접합부가 가새시스템의 일부를 구성하는 경우도 이에 해당한다.

수식의 식으로 산정한 가새부재의 예상인장항복강도.

② 해석으로 산정한, 시스템에 의해 가새에 전달될 수 있는 최대하중효과.

4.6.2.2 소요휨강도

(1) 가새접합부의 소요휨강도는 임계좌굴축에 대한 가새부재의 수식로 산정한다. 다만, 4.6.2.1의 요구사항을 만족하고 가새부재의 좌굴이후 비탄성회전을 수용할 수 있는 가새부재 접합부는 이 규정을 따르지 않아도 된다.

4.6.2.3 소요압축강도

(1) 가새접합부는 가새부재의 좌굴한계상태를 기초로 수식의 식으로 산정된 값 이상의 소요압축강도를 보유하도록 설계한다. 여기서, 수식은 가새부재의 공칭압축강도이다.

4.6.3 가새배치에 따른 특별요구사항
4.6.3.1 V형 및 역V형 가새골조

V형 및 역V형 가새골조는 다음 조건을 만족해야 한다.

(1) 가새부재와 접합하는 보와 접합부 및 지지부재의 소요강도는 가새부재가 고정하중 및 활하중을 부담하지 않는다는 가정 하에 KDS 41 10 15의 하중조합에 따라 산정한다. 지진하중을 포함하는 하중조합의 경우 보에 작용하는 지진하중효과 수식는 다음과 같이 산정한다.

① 인장력을 받는 모든 가새의 인장력은 수식로 산정한다.

② 인장가새와 인접한 압축가새의 압축력은 수식으로 산정한다.

(2) 보는 기둥사이에서 연속이어야 하며 보의 상하플랜지는 비지지길이 수식가 되도록 횡지지해야 한다.

① 웨브면 내에 재하되며 인장측 플랜지 보다 작지 않은 압축측 플랜지를 갖는 1축대칭, 2축대칭 H형강의 경우

수식 (4.6.3.1-1)

여기서,수식 : 보의 횡지지점 모멘트 중 작은 값 (N·mm)

수식 : 보의 횡지지점 모멘트 중 큰 값 (N·mm)

수식 : 약축에 대한 단면2차반경 (수식) (수식)는 복곡률 모멘트의 경우 정(+), 단곡률 모멘트의 경우 부(-)로 한다.

② 각봉 및 대칭 상자형 단면의 경우

수식 (4.6.3.1-2)

원형 혹은 정방형 단면의 부재 및 약축에 대해 휨을 받는 보의 경우 수식에 대한 제한이 없다.

(3) 보의 횡지지재는 KDS 14 31 10(식 (4.5-7)과 식 (4.5-8))을 만족해야 한다. 여기서, 수식 이고, 수식이다.

(4) 가새접합부의 안정성 확보를 위한 충분한 보의 면외 강도 및 강성을 확보하지 못한 경우, V 또는 역V형 가새의 교차점에 최소 1쌍의 횡지지재를 설치해야 한다.

4.6.3.2 K형 가새골조

(1) K형 가새골조는 특수중심가새골조의 범주에 포함할 수 없다.

4.6.4 기둥이음

(1) 특수중심가새골조의 기둥이음은 4.1.4의 요구사항을 만족해야 하며, 기둥이음은 이음부 상하부재 중 작은 설계휨강도의 50%보다 크도록 설계한다.

(2) 특수중심가새골조 기둥이음의 소요전단강도는 수식에 의하여 산정한다. 여기서, 수식는 이음부 상하기둥의 공칭소성휨강도의 합이다.

4.6.5 보호영역

(1) 특수중심가새골조의 가새부재의 보호영역은 가새길이의 중앙부 1/4 영역과 각 접합부로부터 가새부재의 좌굴면의 높이만큼 인접한 영역을 포함한다.

(2) 특수중심가새골조의 보호영역은 가새와 보 또는 기둥의 접합요소를 포함해야 하고 4.2.4의 요구사항을 만족해야 한다.

4.7 보통중심가새골조

(1) 보통중심가새골조는 설계지진력이 작용할 때 골조내의 가새부재 및 접합부가 제한된 비탄성변형능력이 요구될 것으로 기대되는 구조시스템으로서 이 절에 기술된 요구사항들을 충족해야 한다.

4.7.1 가새부재

(1) 보통중심 가새골조의 가새부재는 4.1.2.2의 요구사항을 만족해야 한다. 다만 콘크리트충전 강관가새는 이 규정을 만족하지 않아도 된다.

(2) K, V 및 역V형 가새골조의 가새부재의 세장비는 수식를 만족해야 한다.

4.7.2 가새골조 배치에 따른 특별요구사항

V 및 역V형 보통중심 가새골조의 보와 K형 보통중심 가새골조의 기둥은 연속이어야 하며 다음 조건을 만족해야 한다.

(1) 소요강도는 가새부재가 고정하중 및 활하중을 지지하지 않는다는 가정 하에 시설물 기준의 하중조합에 의해 산정한다. 지진하중을 포함하는 하중조합의 경우 부재에 작용하는 지진하중 수식는 다음과 같이 산정한다.

① 가새부재에 작용하는 인장력은 수식로 산정한다. V형 및 역V형 보통중심 가새골조의 가새부재에 작용하는 인장력은 시스템으로부터 전달되는 최대하중보다 크지 않아도 된다.

② 가새부재에 작용하는 압축력은 수식으로 산정한다.

(2) 보의 상하플랜지는 식 (4.6.3.1-1) 또는 식 (4.6.3.1-2)에 따라 비지지길이가 수식가 되도록 횡지지해야 한다.

(3) 보의 횡지지재는 KDS 14 31 10(식 (4.5-7)과 식 (4.5-8))을 만족해야 한다. 여기서, 수식이고 수식이다.

(4) 가새접합부의 안정성 확보를 위하여 충분한 보의 면외 강도 및 강성을 확보하지 못한 경우에는 가새골조의 가새의 교차점에 최소 1쌍의 횡지지재를 설치해야 한다.

4.7.3 가새접합부

가새접합부의 소요강도는 다음과 같이 산정한다.

(1) 볼트의 마찰한계상태에 대한 가새접합부 소요강도는 증폭지진하중을 적용하지 않은 시설물 기준의 하중조합에 의하여 결정한다.

(2) 다른 한계상태에 대한 가새접합부 소요강도는 가새부재의 예상인장항복강도 수식으로 산정한다. 다만, 가새접합부의 소요강도는 다음을 초과할 필요는 없다.

① 시스템으로부터 전달되는 최대하중

② 증폭지진하중에 의하여 산정된 하중효과

4.7.4 지진격리시스템 상부에 위치한 보통중심가새골조

(1) 지진격리 구조물의 격리시스템의 상부에 위치한 보통중심가새골조는 4.7.3과 이 절의 요구사항을 만족해야 하며 4.7.1 및 4.7.2의 요구사항은 따르지 않아도 된다.

4.7.4.1 가새부재

(1) 가새부재는 4.1.2의 요구사항을 만족해야 하고 세장비는 수식를 만족해야 한다.

4.7.4.2 K형 가새골조

(1) K형 가새골조는 지진격리 시스템 상부의 보통중심가새골조로 사용할 수 없다.

4.7.4.3 V 및 역V형 가새골조

(1) 지진격리 시스템 상부의 V 및 역V형 보통중심가새골조 내의 보는 기둥과 기둥사이에서 연속이어야 한다.

4.8 편심가새골조

(1) 편심가새골조는 설계지진력이 작용할 때 링크가 상당한 비탄성 변형능력을 발휘할 수 있어야 하며 이 절에 기술된 요구사항들을 충족해야 한다.

(2) 가새, 기둥 및 링크 외부의 보 부분은 링크가 완전항복하고 변형도경화하여 유발할 수 있는 최대하중에서 탄성범위 내에 있도록 설계해야 한다.

(3) 5층 이상 강구조 건축물에서 편심가새골조의 상부층은 보통중심가새골조 또는 특수중심가새골조로 설계할 수 있다. 이 경우에도 시스템계수를 결정할 때에는 편심가새골조로 고려할 수 있다.

4.8.1 링크
4.8.1.1 제한사항

(1) 링크는 4.1.2.2의 요구사항을 만족해야 한다.

(2) 링크의 웨브는 단일판이어야 하고 2중판으로 보강하거나 웨브 관통부를 둘 수 없다.

4.8.1.2 전단강도

(1) 링크의 설계전단강도 수식는 전단항복 한계상태를 기초로 산정한다. 수식은 공칭전단강도로 수식 또는 수식 중 작은 값을 사용하며 수식이다.

여기서, 수식 (N·mm)

수식 (N)

수식 : 링크길이 (mm)

수식 (mm

(2) 링크의 설계강도에 영향을 주는 압축력의 존재는 다음과 같은 조건에서는 고려하지 않아도 된다.

수식 (4.8.1.2-1)

여기서, 수식 : 하중조합에 의해 산정한 소요압축강도 (N)

수식 : 공칭압축항복강도(수식) (N)

(3) 링크의 설계강도에 영향을 주는 축력이 다음과 같은 조건에서는 아래의 추가의 요구사항 ①, ②를 만족해야 한다.

수식 (4.8.1.2-2)

① 링크의 설계전단강도는 수식수식 중 작은 값을 사용하며수식이다.

수식 (4.8.1.2-3)

수식 (4.8.1.2-4)

② 링크길이는 다음 값을 초과할 수 없다.

수식일 때, 수식 (4.8.1.2-5)

수식일 때, 수식 (4.8.1.2-6)

여기서, 수식

수식

수식 : 소요전단강도 (N)

4.8.1.3 링크회전각

(1) 링크회전각은 총 층변위가 설계층변위 수식에 도달하였을 때, 링크와 링크외부의 보가 이루는 비탄성 회전각으로 정의되며 다음 값을 초과할 수 없다.

① 링크길이가 수식 이하일 때, 0.08 수식

② 링크길이가 수식 이상일 때, 0.02 수식

③ 링크길이가 수식수식 사이인 경우는 직선 보간하여 산정한다.

4.8.2 링크보강재

(1) 링크와 가새가 접합하는 부분에는 웨브 전체높이의 웨브 보강재를 링크웨브의 양면에 설치해야 한다.

(2) 양측 링크보강재를 합친 폭은 수식 이상 그리고 두께는 수식 또는 10 mm 이상이어야 한다(여기서, 수식는 링크플랜지의 폭 그리고 수식는 링크웨브의 두께이다).

(3) 링크에는 다음과 같은 제한을 갖는 중간웨브보강재를 설치해야 한다.

① 링크길이수식인 경우 중간웨브보강재 설치간격 링크회전각 0.08 수식인 경우, 수식 이하 링크회전각 0.02 수식인 경우, 수식 이하 0.02 수식 수식 링크회전각 수식 0.08 수식인 경우, 직선보간하여 산정

수식링크길이수식인 경우, 링크의 양단부에서 수식만큼 떨어진 지점에 중간웨브보강재를 설치해야 한다.

수식링크길이수식인 경우, 상기 ① 및 ②의 요구사항을 모두 만족하는 중간웨브보강재를 설치해야 한다.

④ 링크길이 수식인 경우에는 중간웨브보강재를 설치하지 않아도 된다.

⑤ 중간웨브보강재는 웨브 전체높이와 같아야 한다. 높이가 635 mm 미만인 링크에는 중간웨브보강재를 링크웨브의 한 면에만 설치할 수 있다. 한 면에만 설치한 중간웨브보강재의 두께는 수식 또는 10 mm 이상이어야 하고 폭은 수식 이상이어야 한다. 높이가 635 mm 이상인 링크에는 유사한 중간웨브보강재를 링크웨브의 양면에 설치해야 한다.

(4) 링크보강재와 링크웨브를 접합하는 용접부의 소요강도는 수식로 산정한다(수식는 보강재의 단면적). 링크보강재와 링크플랜지를 접합하는 용접부의 소요강도는 수식로 산정한다.

4.8.3 링크-기둥 접합부

(1) 링크-기둥 접합부는 4.8.1.3의 최대 링크회전각을 지지할 수 있어야 한다.

(2) 최대 링크회전각에서 기둥 플랜지면 접합부의 강도는 4.8.1.2의 공칭전단강도 이상이어야 한다.

(3) 링크-기둥 접합부는 4.8.3(1) 및 4.8.3(2) 규정을 다음과 같은 조건으로 만족시켜야 한다.

① 부록 C.1의 편심가새골조용 인증접합부를 사용

② 부록 C.2에 따라 얻어진 반복재하인증실험결과를 제시한다. 최소 2개의 반복재하 접합부실험결과를 제시해야 하며 다음 2가지 중 하나에 근거를 둘 수 있다.

가. 부록 C.2의 제한사항에 따라 수행한 유사한 조건을 갖는 다른 프로젝트의 연구보고서 및 실험결과보고서

나. 부록 C.2의 제한사항에 따라 수행한 해당프로젝트의 실험결과. 단, 실험에 사용되는 부재 크기, 재료의 강도, 접합부의 형상 및 접합절차가 해당프로젝트의 조건을 잘 반영해야 한다.

(4) 다만, 링크단부 보-기둥 접합부의 보강으로 인해 보강된 부분이 항복하지 않는 경우에는 보강의 끝부분부터 가새접합부까지의 보요소를 링크로 간주할 수 있다. 이러한 조건에서 링크길이가 수식를 초과하지 않는 경우, 보강단면과 접합부의 설계강도가 4.8.5의 링크의 변형률경화를 근거로 산정한 소요강도보다 크다면 보강접합부의 반복하중 실험인증을 생략할 수 있다. 이 경우 4.8.2의 웨브 전체높이의 보강재를 링크-보강부 접점에 설치해야 한다.

4.8.4 링크 횡가새

(1) 링크 단부에는 링크 상하플랜지에 횡지지재를 설치해야 한다.

(2) 링크 단부 횡지지재의 소요강도는 수식로 산정한다. 여기서, 수식는 플랜지중심 사이의 거리, 수식 이다.

(3) 횡지지재의 소요강성은 KDS 14 31 10(식 (4.5-8))을 만족해야 한다. 여기서, 수식,수식이고 수식는 링크길이이다.

4.8.5 가새 및 링크외부보
4.8.5.1 가새

(1) 가새의 휨과 압축의 조합력에 대한 소요강도는 시설물 기준의 하중조합에 의해 산정한다.

(2) 지진효과를 포함한 하중조합에서, 수식수식으로 대체한다. 수식은 링크의 예상공칭전단강도 수식를 최소 1.25배하여 산정된 압축력과 모멘트를 의미한다(여기서, 수식은 4.8.1.2에 따른 공칭전단강도).

(3) 가새의 설계강도는 KDS 14 31 10 (4.4)에 따라 산정한다.

(4) 가새부재는 4.1.2.1의 요구사항을 만족해야 한다.

4.8.5.2 링크외부보

(1) 링크외부보의 휨과 압축의 조합력에 대한 소요강도는 시설물 기준의 하중조합에 의해 산정한다.

(2) 지진효과를 포함한 하중조합에서, 수식수식으로 대체한다. 수식은 링크의 예상공칭전단강도 수식을 최소 1.1배하여 산정된 압축력과 모멘트를 의미한다(여기서, 수식은 4.8.1.2의 규정에 따른 공칭전단강도이다).

(3) 링크외부보의 설계강도는 KDS 14 31 10(4.4)에 따르며 수식를 곱하여 산정한다.

(4) 가새와 보가 접합되는 링크의 단부에서 보와 가새의 중심선은 링크의 단부 또는 내부에서 교차해야 한다.

4.8.5.3 가새접합부

(1) 가새 양단접합부의 소요강도는 4.8.5.1에 산정한 가새의 소요강도 이상이어야 하며 가새의 접합부는 4.6.2.3의 요구사항을 만족해야 한다.

(2) 링크 단부의 가새접합부의 어느 부분도 링크길이 안으로 연장되어서는 안 된다.

(3) 가새가 링크 단부모멘트의 일부를 지지하도록 설계한다면 가새와 링크의 접합부는 완전강접으로 해야 한다.

4.8.6 보-기둥 접합부

(1) 편심가새골조에서 링크 반대편 접합부를 모멘트저항접합부시스템으로 설계하는 경우, 보-기둥 접합부는 4.5.1과 4.5.4의 보통모멘트골조 접합부 요구사항을 만족해야 하며, 비모멘트저항접합부시스템으로 설계하는 경우는 핀접합을 사용할 수 있다.

4.8.7 기둥의 소요강도

편심가새골조의 기둥의 소요강도는 4.1.3의 요구사항뿐만 아니라 아래의 조건을 만족해야 한다.

(1) 편심가새골조의 기둥의 소요강도는 시설물 기준의 하중조합에 의해 산정한다. 단 이 경우, 지진하중 수식는 고려 대상층 상부에 있는 모든 링크의 예상공칭전단강도를 1.1배한 조건에서 발현되는 응력으로 대체하여 산정한다. 여기서, 링크의 예상공칭전단강도는 수식으로 산정하고 수식은 4.8.1.2에 따라 산정한다.

(2) 편심가새골조의 기둥부재는 4.1.2.2의 요구사항을 만족해야 한다.

4.8.8 보호영역

(1) 편심가새골조 내의 링크는 보호영역이므로 4.2.4의 요구사항을 만족해야 한다.

(2) 링크에 보강재를 접합할 경우 4.8.2의 요구사항에 따라 용접을 사용할 수 있다.

4.8.9 임계용접부

(1) 링크플랜지와 링크웨브를 기둥으로 접합하는 완전용입용접은 임계용접부이므로 4.2.3.2의 요구사항을 만족해야 한다.

4.9 좌굴방지가새골조

(1) 좌굴방지가새골조는 설계지진력이 작용할 때 상당한 비탄성 변형능력을 발휘할 수 있어야 하며 이 절에 기술된 요구사항들을 충족해야 한다.

4.9.1 가새부재

(1) 좌굴방지가새골조의 가새부재는 강재 코아와 강재 코아의 좌굴을 구속하는 좌굴방지시스템으로 구성된다.

4.9.1.1 강재 코아

(1) 강재 코아는 가새에 작용하는 전체축력을 지지할 수 있도록 설계한다.

(2) 가새부재의 설계축강도 수식(수식)는 인장력 및 압축력에 대하여 항복 한계상태에 따라 다음과 같이 산정한다.

수식

여기서, 수식 : 강재 코아의 공칭항복강도 또는 인장시험에 의해 결정된 강재 코아의 실제 항복강도 (MPa)

수식 : 강재 코아의 순단면적 (mm

(3) 강재 코아에 사용하는 50 mm 이상의 강판은 3.3의 최소 노치인성 요구사항을 만족해야 한다.

(4) 강재 코아에는 이음부를 둘 수 없다.

4.9.1.2 좌굴방지시스템

(1) 좌굴방지시스템은 강재 코아를 위한 케이싱으로 구성된다.

(2) 안정성을 평가할 때에는, 보, 기둥 및 거셋플레이트 등 접합부를 연결하는 구조요소 모두가 좌굴방지시스템에 포함된다.

(3) 좌굴방지시스템은 설계층간변위의 2.0배에 상당하는 변위에서 강재 코아의 국부 및 전체좌굴을 방지할 수 있어야 한다.

4.9.1.3 실험

(1) 가새부재는 부록 C.3의 실험절차 및 승인조건에 따른 인증반복실험의 결과를 기초로 설계한다.

(2) 검증실험결과는 최소 2개의 성공적인 반복가력실험에 의한다. 첫째 실험에서는 C.3.2에 따라 가새접합부의 회전능력을 검증할 수 있는 가새부분골조실험을 실시한다. 둘째 실험에서는 C.3.3에 따라 단축응력실험 또는 부분골조실험을 수행한다.

(3) 위의 2개 실험은 다음 중 하나에 근거할 수 있다.

① 연구문헌에 보고된 실험 또는 다른 프로젝트를 위해 수행된 실험보고서

② 당해 프로젝트의 실험결과

(4) 크기가 다른 부재의 실험결과를 내사 또는 외사하기 위해서는 기 실험된 조건보다 응력분포나 내부변형도의 크기가 불리하지 않음을 합리적 해석에 의해 입증할 수 있어야 하고, 재료의 물성변동에 따른 불리한 측면도 고려되어야 한다. 실험결과의 외사는 강재 코아와 좌굴방지시스템의 크기가 유사할 경우에만 허용된다. 부록 C.3의 규정을 만족할 경우에만 실험이 설계를 인증하는 것이 허용된다.

4.9.1.4 조정가새강도

(1) 이 기준에서 요구하는 경우, 가새부재와 접합부는 조정가새강도에 의해 산정된 하중을 지지할 수 있도록 설계한다.

(2) 조정가새강도는 다음과 같이 산정한다.

① 조정가새압축강도:수식

② 조정가새인장강도:수식

다만, 쿠폰인장시험결과의 항복강도로 수식를 산정한 경우, 수식계수는 적용하지 않아도 된다.

(3) 압축강도보정계수 수식는, 부록 C.3.4.3의 설계층간변위의 2.0배에 상당하는 변형의 범위에서, 인증실험으로부터 측정된 실험체의 최대압축력과 최대인장력의 비이다. 2개의 인증실험결과 중, 큰 값을 수식로 사용하며 1.0 이상이어야 한다.

(4) 변형경화보정계수 수식는, 부록 C.3.4.3의 설계층간변위의 2.0배에 상당하는 변형의 범위에서, 인증실험으로부터 측정된 실험체의 최대인장력과 수식의 비이다. 2개의 인증실험결과 중, 큰 값을 수식로 사용하며 1.0 이상이어야 한다. 단, 실험한 강재 코아의 강종이 프로토타입구조물의 강종과 다를 경우, 수식는 프로토타입구조물의 쿠폰시험결과를 사용하여 산정한다.

4.9.2 가새접합부
4.9.2.1 소요강도

(1) 가새접합부의 인장 및 압축소요강도는(기둥-보 접합부가 좌굴방지 골조의 일부일 경우에도 포함) 조정가새압축강도의 1.1배로 산정한다.

4.9.2.2 거셋플레이트

(1) 가새접합부를 설계할 때, 거셋플레이트의 전체 및 국부좌굴을 고려하여 설계해야 한다. 가새는 실험에 사용한 것과 일관성을 유지해야 한다.

(2) 이 규정은 다음과 같은 방법으로도 만족시킬 수 있다. 실험결과로부터 산정된 횡지지력과 일관된 횡력으로 거셋플레이트을 설계하되, 횡력에 저항할 수 있도록 거셋플레이트을 보강재로 보강하거나, 거셋플레이트 또는 가새 자체를 지지하는 횡지지재를 설치한다. 횡지지재 없이도 실험적으로 인증된 경우는 이러한 횡지지보강은 필요가 없다. 강재 코아에 가새를 부착시키는 경우는 이 사항을 인증실험에 반영해야 한다.

4.9.3 가새골조 형상에 따른 특별규정

(1) V 및 역V형 가새골조는 다음과 같은 조건을 만족해야 한다.

① 가새부재와 교차하는 보와 보의 접합부 및 지지부재의 소요강도는 가새부재가 고정하중 및 활하중을 부담하지 않는다는 가정 하에 시설물 기준의 하중조합에 따라 산정한다. 지진하중을 포함한 하중조합의 경우, 보에 작용하는 수평 및 수직 지진하중효과 수식는 인장 및 압축 조정가새강도로 산정한다.

② 보는 기둥들 사이에서 연속이어야 하며 보의 상하플랜지는 횡지지되어야 한다. 횡지지재는 KDS 14 31 10(식 (4.5-7)과 식 (4.5-8))을 만족해야 한다. 여기서, 수식이고 수식이다.

③ 가새접합부의 안정성 확보를 위해, 충분한 보의 면외강도와 강성을 확보하지 못한 경우, V 또는 역V형 가새골조 내에 최소 1쌍의 횡지지재를 설치해야 한다.

④ 가새부재의 설계 및 실험을 위한 가새부재 최대변형은 상기 ① 에서 정의한 하중에 의한 보의 수직 처짐효과를 포함하여 증가된 값으로 산정한다.

(2) K형 가새골조는 좌굴방지가새골조의 범주에 포함할 수 없다.

4.9.4 보 및 기둥

(1) 좌굴방지가새골조의 보 및 기둥은 다음 조건을 만족해야 한다.

4.9.4.1 판폭두께비

(1) 보 및 기둥의 판폭두께비는 4.1.2.2의 요구사항을 만족해야 한다.

4.9.4.2 소요강도

(1) 좌굴방지가새골조의 보 및 기둥의 소요강도는 시설물 기준의 하중조합에 의해 산정한다. 지진하중을 포함한 하중조합의 경우, 보에 작용하는 수평 및 수직지진하중 수식는 인장 및 압축 조정가새강도로 산정한다.

(2) 보 및 기둥의 소요강도는 시스템으로부터 전달된 최대하중을 초과할 필요는 없다.

4.9.4.3 이음

(1) 좌굴방지가새골조의 기둥이음은 4.1.4의 요구사항을 만족해야 한다. 또한 좌굴방지가새골조의 기둥이음은 항복 한계상태를 기준으로 산정한 이음부 상⋅하의 부재 중 작은 설계휨강도의 50% 이상으로 설계한다.

(2) 좌굴방지가새골조 기둥이음의 소요전단강도는 수식으로 산정한다. 여기서, 수식는 이음부 상⋅하기둥의 공칭소성휨강도의 합이다.

4.9.5 보호영역

(1) 좌굴방지가새골조의 보호영역은 가새부재의 강재 코아와 보와 기둥의 접합요소를 포함해야 하고 4.2.4의 요구사항을 만족해야 한다.

4.10 특수강판전단벽

(1) 특수강판전단벽은 설계지진력이 작용할 때 웨브가 상당한 크기의 비탄성 변형을 수용할 수 있어야 하며 이 절에 기술된 요구사항들을 충족해야 한다.

(2) 특수강판전단벽은 웨브와 인접한 수평경계요소와 수직경계요소는 웨브가 완전히 항복하여 변형경화상태에 도달하여도 수평경계요소의 양단부에 소성힌지가 생기는 것 외에는 탄성상태를 유지하도록 설계해야 한다.

4.10.1 웨브
4.10.1.1 전단강도

(1) 패널의 설계전단강도 수식(수식)은 전단항복 한계상태에 따라 다음과 같이 산정한다.

수식 (4.10.1.1-1)

여기서 수식 : 웨브의 두께 (mm)

수식 : 수직경계요소 플랜지 사이의 순거리 (mm)

(2) 수식는 웨브 항복선이 수직축에 대해 이루는 각도(수식)로 다음 식으로 산정한다.

수식 (4.10.1.1-2)

여기서, 수식 : 수평경계요소의 중심간 거리 (mm)

수식 : 수평경계요소의 단면적 (mm

수식 : 수직경계요소의 단면적 (mm

수식 : 웨브 판에 수직인 축에 대한 수직경계요소의 단면2차모멘트 (mm

수식 : 수직경계요소의 중심간 거리 (mm)

4.10.1.2 패널 변장비

(1) 패널의 길이 대 높이 비(수식)는 수식의 범위에 있어야 한다.

4.10.1.3 웨브의 개구부

(1) 웨브의 개구부는, 실험과 해석에 의해 검증되지 않은 경우에는 패널의 전체높이와 전체폭에 걸쳐서 수평경계요소와 수직경계요소에 의해 모든 면에서 둘러싸여 있어야 한다.

4.10.2 경계요소와 웨브의 접합

(1) 수평 및 수직경계요소와 웨브 접합부의 소요강도는 웨브 항복각 수식(식 (4.10.1.1-2) 참조)에서 산정된 웨브의 예상인장항복강도와 같도록 한다.

4.10.3 수평경계요소와 수직경계요소
4.10.3.1 소요강도

(1) 4.1.3의 요구사항과 더불어, 수직경계요소의 소요강도는 웨브 항복각 수식에서 산정된 웨브의 예상인장항복강도에 상당하는 힘을 기반으로 해야 한다.

(2) 수평경계요소의 소요강도는 웨브 항복각 수식에서 산정된 웨브의 예상인장항복강도에 상당하는 힘과 웨브는 중력하중을 지지하지 않는다고 가정하고 시설물 기준의 하중조합에 의해 결정된 힘 중에 큰 값으로 한다.

(3) 수평경계요소와 수직경계요소의 교차부에서의 보-기둥 모멘트비는 4.3.5의 규정을 만족해야 한다. 단, 이 경우 웨브의 영향을 고려하지 않는다.

4.10.3.2 수평경계요소와 수직경계요소의 접합부

(1) 수평경계요소와 수직경계요소의 접합부는 4.5.1의 규정을 만족해야 한다.

(2) 수평경계요소와 수직경계요소 접합부의 소요전단강도 수식는 4.5.1의 규정에 따라 산정한다. 단, 소요전단강도는 수평경계요소 양단부의 모멘트가 수식 도달 시에 유발되는 전단력과, 항복각 수식로 웨브항복 시의 예상인장항복강도에 의해 산정된 전단력의 합 이상이어야 한다.

4.10.3.3 판폭두께비 제한

(1) 수평 및 수직경계요소는 4.1.2.2의 규정을 만족해야 한다.

4.10.3.4 횡지지

(1) 수평경계요소와 수직경계요소와의 모든 교차부는 반드시 횡지지해야 하고, 수평경계요소의 전구간은 수식이하의 간격으로 횡지지해야 한다.

(2) 수평경계요소의 상하플랜지는 모두 직접 또는 간접적으로 횡지지해야 한다.

(3) 횡지지재의 소요강도는 수평경계요소 플랜지의 공칭강도 수식의 2% 이상이어야 한다. 모든 횡지지재의 소요강성은 KDS 14 31 10(식 (4.5-8))에 따라 산정한다. 여기서, 수식이고 수식이다.

4.10.3.5 수직경계요소의 이음

(1) 수직경계요소의 이음은 4.1.4의 규정을 만족해야 한다.

4.10.3.6 패널존

(1) 최상부 및 최하부 수평경계요소에 인접한 수직경계요소의 패널존은 4.3.2의 규정을 만족해야 한다.

4.10.3.7 수직 경계부재의 강성

(1) 웨브의 면에 직각인 축에 대한 수직경계요소의 단면2차모멘트 수식수식 이상되어야 한다.

부록

C. 내진성능검증 및 용접규정

(1) 이 부록 규정은 강구조 건축물의 지진력저항시스템에 적용한다.

(2) 다른 시설물의 내진성능검증은 시설물 기준에 따른다.

C.1 보-기둥 및 링크-기둥 접합부 성능검증

C.1.1 범위

(2) 이 기준은 특수모멘트골조와 중간모멘트골조의 보-기둥모멘트접합부, 편심가새골조의 링크-기둥접합부 인증에 대한 최소 요구사항을 포함한다.

(2) 인증의 허용범위 내에서 추가의 반복재하실험을 수행하지 않고 인증접합부를 사용할 수 있다.

(3) 인증접합부에 대한 인증 제한사항이나 설계요구사항이 이 기준의 요구사항들과 상충되는 경우에는 인증접합부의 인증 제한사항과 설계요구사항을 따른다.

C.1.2 일반 요구사항

C.1.2.1 인증의 기본

(1) 접합부 인증은 해석연구와 설계모델에 의하여 검증되고, C.1.2를 만족하는 실험데이터에 근거하여 수행된다.

(2) 인증을 위한 요소들은 인증범위 내에서 일관성과 신뢰성을 유지하여야 하며, 특수모멘트골조와 중간모멘트골조에서 요구되는 층간변위각 또는 편심가새골조에서 요구되는 링크회전각을 접합부가 충분히 발휘할 수 있다는 것을 입증할 수 있어야 한다.

(3) 접합부와 지진하중저항시스템의 강성, 강도, 변형능력에 관련되는 접합부의 파단한계상태, 안정성한계상태 등의 모든 한계상태를 포함하여야 한다.

(4) 또한 C.1.3에 열거된 설계변수의 영향을 접합부인증에 반영하여야 한다.

C.1.2.2 인증의 권한

접합부 인증은 전문가로 구성된 강구조 건설기준관련 전문학술단체의 결정에 의한다.

C.1.2.3 실험요구사항

(1) 접합부 인증자료는 C.2에 따라 수행된 실험결과에 근거하여야 한다.

(2) 요구되는 성능, 특수모멘트골조와 중간모멘트골조의 층간변위각 또는 편심가새골조에서 요구되는 링크회전각을 접합부가 발휘할 수 있다는 것을 입증하기 위해서는 실험체의 종류, 개수 및 실험횟수가 충분하여야 한다.

(3) 인증을 위한 부재의 크기는 C.2.3.2에 규정된 한계를 초과하지 않아야 한다.

C.1.3 인증변수

(1) 인증을 받기 위해서는 접합부성능에 관련된 다음 변수들의 영향을 고려하여야 한다.

C.1.3.1 보 또는 링크 관련 변수

(1) 단면의 형상: H형강, 박스 또는 기타 형상

(2) 단면제작방법: 압연형강, 용접조립단면 또는 기타 단면

(3) 부재의 춤

(4) 단위길이당 중량

(5) 플랜지두께

(6) 재료물성

(7) 특수모멘트골조 또는 중간모멘트골조의 경간-춤비, 편심가새골조의 링크길이

(8) 단면요소의 폭두께비

(9) 횡지지

(10) 고려하는 특정 접합부에 관련된 기타 요소

C.1.3.2 인증변수기둥 관련변수

(1) 단면의 형상: H형강, 박스 또는 기타 형상

(2) 단면제작방법: 압연형강, 용접조립단면 또는 기타 단면

(3) 보와 링크에 대한 기둥의 방향: 보 또는 링크가 기둥플랜지에 연결, 보 또는 링크가 기둥웨브에 연결, 보 또는 링크가 기둥플랜지나 웨브에 모두 연결 또는 기타

(4) 부재의 춤

(5) 단위길이당 중량

(6) 플랜지두께

(7) 재료물성

(8) 단면요소의 폭두께비

(9) 횡지지

(10) 고려하는 특정 접합부에 관련된 기타 요소

C.1.3.3 인증변수보(또는 링크)와 기둥의 관련 요소들

(1) 패널존강도

(2) 패널존보강판 부착상세

(3) 기둥-보(또는 링크) 모멘트비

C.1.3.4 인증변수연속판

(1) 연속판이 요구되는 조건의 확인

(2) 두께, 폭, 춤

(3) 부착상세

C.1.3.5 인증변수용접

(1) 위치, 크기(리턴을 포함), 유형(완전용입용접, 부분용입용접, 필릿용접 등), 필요한 보강이나 윤곽 마무리작업

(2) 용접봉의 규격강도와 노치인성도

(3) 뒷댐재와 용접탭의 상세와 처리

(4) 용접접근공:크기, 형상과 마무리

(5) 비파괴실험방법, 검사횟수, 허용기준과 문서화 요구사항을 포함한 용접품질관리와 품질보증

C.1.3.6 인증변수볼트

(1) 볼트지름

(3) 볼트규격

(3) 볼트 체결조건:프리텐션, 밀착조임 또는 기타

(4) 구멍의 종류:표준, 대형, 단슬롯, 장슬롯 또는 기타

(5) 구멍가공방법:드릴링, 펀칭, 펀칭 후 리밍 또는 기타 사항들

(6) 고려중인 특정한 접합부와 관련된 기타 변수들

C.1.3.7 인증변수작업의 숙련도

(1) 열절단 또는 연삭된 가장자리의 표면 거칠기

(2) 절단허용오차

(3) 용접보강 또는 윤곽마무리작업

(4) 부착을 위한 구멍, 파스너, 용접의 존재 유무

C.1.3.8 인증변수부가적인 접합부상세

접합부인증위원회에서 설정한 특정접합부에 대한 적절한 모든 변수

C.1.4 설계절차

접합부 인증을 받기 위해서는 포괄적인 설계절차가 제시되어야 한다. 제시된 설계절차는 인증범위 내에서 적용 가능한 모든 한계상태를 검토 한다.

C.1.5 인증기록

인증접합부와 관련한 다음의 정보들을 인증기록문서로 작성하여야 한다.

(1) 접합부의 주요 특성과 요소들을 명확하게 확인할 수 있는 인증접합부에 대한 일반적인 서술과 도면

(2) 탄성과 비탄성영역에서 접합부의 예상거동에 대한 서술, 의도한 비탄성작용 위치, 접합부의 강도와 변형능력을 지배하는 한계상태에 대한 설명

(3) 인증접합부 시스템의 목록:특수모멘트골조, 중간모멘트골조, 편심가새골조

(4) C.1.3에 열거된 모든 인증변수에 대한 제한사항의 목록

(5) 임계용접부 목록

(6) 접합부 보호영역에 대한 정의

(7) C.1.4에서 요구하는 접합부 설계절차에 대한 상세한 기술

(8) 인증을 위한 근거로 제공된 실험보고서, 연구보고서 및 기타 출판물 등의 참고문헌 목록

(9) 품질관리와 품질보증 절차의 요약

C.2 보-기둥 접합부와 링크-기둥 접합부의 반복재하인증실험

C.2.1 범위 및 목적

(1) 이 조항은 모멘트골조 보-기둥접합부와 편심가새골조 링크-기둥접합부의 반복재하인증실험에 대한 요구사항을 규정한다.

(2) 반복재하인증실험의 목적은 보-기둥접합부와 링크-기둥접합부가 이 규정에서 요구하는 소정의 강도와 층간변위각 또는 링크회전각의 확보 여부에 대한 판정근거를 제시하는 것이다.

(3) 관할책임자나 기관에서 승인한 경우에는 별도의 실험요구사항을 적용할 수 있다.

(4) 이 조항은 단순화된 실험조건에 대한 최소한의 요구사항만을 규정한다.

C.2.2 실험구성체 요구사항

실험구성체는 지진에 의해 프로토타입에서 발생할 수 있는 실제의 조건과 가능한 한 동일하게 구성하며, 다음과 같은 특성을 갖는다.

(1) 실험체는 최소한 1개의 기둥과, 기둥의 한 쪽 또는 양 쪽에 접합된 보 또는 링크로 구성한다.

(2) 실험구성체의 변곡점은 지진하중 하에서의 예상되는 프로토타입 변곡점과 가능한 일치하도록 한다.

(3) 실험구성체의 횡방향 안정성을 확보하기 위하여 필요할 경우 가력위치나 반력 위치에 횡방향가새를 설치할 수 있다.

(4) 프로토타입에 추가의 횡방향가새가 설치되어 있지 않다면 가력위치나 반력위치를 제외한 실험구성체의 다른 위치에는 횡방향가새를 추가로 설치할 수 없다.

C.2.3 필수 실험변수

실험체는 프로토타입의 설계, 상세, 시공특성, 및 재료특성 등에 적합한 실제적인 조건들과 최대한 유사하도록 제작되어야 하며, 다음 변수들을 실험체에 반영해야 한다.

C.2.3.1 비탄성회전 요소

(1) 실험체의 부재와 접합요소(보 또는 링크, 기둥내부의 패널존, 패널존 외부의 기둥, 접합요소 등)의 비탄성작용에 의한 비탄성회전은 프로토타입에서 예상되는 것과 유사해야 한다.

(2) 실험체의 각 부재나 접합요소에서 발생하는 전체 비탄성회전은 예상되는 프로토타입의 상응하는 부재나 접합요소의 전체 비탄성회전의 25% 이내에 있어야 한다.

C.2.3.2 실험체 크기

(1) 실험체에 사용되는 보 또는 링크의 크기는 다음의 제한 사항을 따라야 한다.

① 실험체의 보나 링크춤은 프로토타입의 보나 링크춤의 90%보다 커야 한다.

② 실험체의 보나 링크의 단위길이당 중량은 프로토타입의 보나 링크의 단위길이당 중량의 75%보다 커야 한다.

(2) 실험체에 사용되는 기둥의 크기는 C.2.3.1의 요구조건에 따라 기둥의 비탄성작용을 적절하게 반영할 수 있어야 하며, 실험체 기둥의 춤은 프로토타입 기둥 춤의 90%보다 커야 한다.

(3) 이 조항에서 규정한 제한을 벗어나는 경우에는 관할책임자의 승인을 받아야 한다.

C.2.3.3 접합부 상세

(1) 실험체의 접합부상세는 프로토타입의 상세와 최대한 동일하게 구성해야 한다.

(2) 실험체 부재의 크기에 대한 실험체의 접합요소는 프로토타입에 사용된 실물 크기의 접합요소를 사용해야 한다.

C.2.3.4 연속판

실험체에 사용되는 연속판의 크기 및 접합상세는 프로토타입 접합부의 연속판 크기 및 접합상세와 대등하도록 비례를 맞추어야 한다.

C.2.3.5 재료강도

항복에 의해 소성회전이 발생하는 실험체의 각 부재나 접합요소는 다음의 추가적인 요구사항을 충족하여야 한다.

(1) 항복응력은 C.2.6 규정과 같이 실험체에 사용된 실제재료의 시험을 통하여 결정한다.

(2) 이 조항에서 제시하고 있는 사항에 대해서 공장재료증명서의 항복응력을 사용할 수 없다.

(3) 보의 항복응력은 상응하는 프로토타입 요소의 강재등급에 의한 수식보다 15% 이상 작아서는 안 된다.

(4) 인장시험에 의한 기둥과 접합요소의 항복응력은 상응하는 프로토타입 요소의 강재등급에 의한 수식보다 15% 이상 작거나 커서는 안 된다.

(5) 수식는 이 기준의 3.2에 제시된 방법에 따라 산정한다.

C.2.3.6 용접부

실험체의 용접은 다음과 같은 조건들을 만족하여야 한다.

(1) 용접은 적절한 규정에 따라 작성된 용접제작시방서를 엄격하게 따라야 한다.

(2) 용접제작시방서는 용접부의 품질에 근본적인 변화를 가져올 수 있는 변수들이 적절하게 기술되어야 하며 용접재료 제조업체가 규정하고 있는 조건들도 만족해야 한다.

(3) 실험체에 사용되는 용접재의 최소인장강도는 상응하는 프로토타입의 용접에 사용되는 용접재의 최소인장강도와 동일하여야 한다.

(4) 실험체 용접재의 인장강도는 프로토타입의 용접에 대하여 명시된 등급의 용접재 인장강도보다 125 MPa 이상 커서는 안 된다.

(5) 실험체에 사용되는 용접재의 최소 샤르피V-노치인성은 상응하는 프로토타입의 용접에 사용되는 용접재의 최소 샤르피V-노치인성보다 커서는 안 된다.

(6) 실험체 용접재의 샤르피V-노치인성은 프로토타입의 용접에 대하여 명기된 등급의 샤르피V-노치인성보다 50% 또는 34 kJ 중 큰 값 이상 커서는 안 된다.

(7) 실험체에 사용되는 용접위치는 프로토타입의 용접에 사용되는 용접 위치와 동일하여야 한다.

(8) 실험체 용접에 사용되는 뒷댐재, 용접탭, 용접홀 및 유사한 사항의 상세는 상응하는 프로토타입의 용접에 사용되는 상세와 동일하여야 한다.

(9) 프로토타입에서 용접뒷댐재 및 용접탭을 제거한 경우를 제외하고 실험체의 용접뒷댐재 및 용접탭을 제거해서는 안된다.

(10) 실험체 용접에 적용된 조사, 비파괴검사방법, 승인기준은 프로토타입의 용접에 적용된 것들과 동일하여야 한다.

C.2.3.7 볼트

실험체의 볼트 부분은 프로토타입의 볼트 부분을 가능한 유사하게 표현할 수 있어야 하며, 다음과 같은 조건들을 만족하여야 한다.

(1) 실험체에 사용된 볼트의 등급은 프로토타입에 사용된 볼트의 등급과 동일하여야 한다.

(2) 실험체에 사용된 볼트구멍의 방향 및 형상 (표준, 대형, 단슬롯, 장슬롯 등)은 프로토타입에 사용된 볼트구멍의 방향 및 형상과 동일하여야 한다.

(3) 접합부 볼트 부분에 비탄성회전이 항복이나 미끄럼에 의해 발생한 경우, 실험체의 볼트구멍을 제작하기 위해 사용된 방법(드릴, 펀칭, 리밍 등)은 프로토타입 볼트구멍을 제작하기 위해 사용된 방법과 동일하여야 한다.

(4) 실험체의 볼트설치방법과 표면처리방법은 프로토타입에 사용된 설치방법 및 표면처리방법과 동일하여야 한다.

C.2.4 재하이력

C.2.4.1 일반 요구사항

(1) 실험체는 C.2.4.2에서 규정하고 있는 특수모멘트골조 및 중간모멘트골조의 보-기둥접합부와 C.2.4.3에서 규정하고 있는 편심가새골조의 링크-기둥접합부의 요구조건들을 만족하도록 반복가력하여야 한다.

(2) C.2.4.2와 C.2.4.3에 규정된 방법 이외의 하중이력을 사용할 경우에는 이 규정과 동등하거나 더 엄격한 규정임이 밝혀진 경우에만 사용할 수 있다.

C.2.4.2 보-기둥모멘트접합부 가력방법

특수모멘트골조 및 중간모멘트골조의 보-기둥접합부 인증반복가력실험은 실험체의 층간변위각 수식를 제어하여 다음과 같은 이력을 갖도록 가력하여야 한다.

(1) 6 주기, 수식=0.00375 rad

(2) 6 주기, 수식=0.005 rad

(3) 6 주기, 수식=0.0075 rad

(4) 4 주기, 수식=0.01 rad

(5) 2 주기, 수식=0.015 rad

(6) 2 주기, 수식=0.02 rad

(7) 2 주기, 수식=0.0 3rad

(8) 2 주기, 수식=0.04 rad

이후에는 각 단계별로 수식=0.01 rad씩 증가시키며 2주기씩 반복가력하며 실험을 진행한다.

C.2.4.3 링크-기둥모멘트접합부 가력방법

편심가새골조의 링크-기둥접합부 인증반복가력실험은 실험체의 전체링크회전각 수식를 제어하여 다음과 같은 이력을 갖도록 가력하여야 한다.

(1) 6 주기, 수식=0.00375 rad

(2) 6 주기, 수식=0.005 rad

(3) 6 주기, 수식=0.0075 rad

(4) 6 주기, 수식=0.01 rad

(5) 4 주기, 수식=0.015 rad

(6) 4 주기, 수식=0.02 rad

(7) 2 주기, 수식=0.03 rad

(8) 1 주기, 수식=0.04 rad

(9) 1 주기, 수식=0.05 rad

(10) 1 주기, 수식=0.07 rad

(11) 1 주기, 수식=0.09 rad

이후에는 각 단계별로 수식=0.02 rad씩 증가시키며 1주기씩 반복가력하며 실험을 진행한다.

C.2.5 측정장치

각 성능평가에 충분한 개수의 측정장치들을 실험체에 설치하여야 한다.

C.2.6 재료시험 요구사항

C.2.6.1 구조용강재의 인장시험 요구사항

(1) 인장시험은 각각의 실험체 주위에서 채취한 시험편을 사용하여야 한다.

(2) 공장재료증명서에 의한 인장시험결과를 보고서에 추가할 수는 있지만 이 조항의 목적을 위한 실험결과로 사용할 수는 없다.

(3) 인장시험은 C.2.6.2의 절차에 따라, 실험체의 다음과 같은 부분에 대하여 수행하여야 한다.

① 기준점의 보와 기둥의 플랜지 및 웨브

② 항복에 의해 비탄성회전이 발생한 부분의 접합요소

C.2.6.2 구조용강재의 인장시험방법

(1) 항복강도는 0.2% 영구변형률법을 사용하여 측정한다.

(2) 인장시험의 가력속도는 가능하면 시험에 사용된 가력속도와 유사하게 한다.

C.2.7 실험보고서 요구사항

각 실험체에 대하여 이 조항의 요구사항을 만족하는 서면보고서를 작성해야 한다. 보고서는 모든 핵심요소와 주요 실험결과를 완전히 포함하도록 작성해야 한다. 보고서에는 다음과 같은 내용을 수록하여야 한다.

(1) 주요치수와 가력점 및 반력점에서의 경계조건, 그리고 횡보강의 위치 등을 포함하는 실험체 도면이나 상세한 기술

(2) 부재 크기, 강재등급, 모든 접합요소의 규격, 용접재를 포함한 용접상세, 볼트 또는 핀구멍의 크기와 위치, 볼트규격 및 등급, 기타 적절한 접합상세를 나타내는 접합부상세도.

(3) C.2.3에 열거된 실험체의 기본변수 목록

(4) 실험체의 변위이력이나 하중이력을 나타내는 목록이나 그림

(5) 임계용접부 목록

(6) 보호영역을 구성하는 접합부영역의 정의

(7) 실험체의 하중-변위이력곡선. 이 그림에서 변위는 가력점이나 가력점 주위에서 측정한 값을 사용하여야 하며 하중과 변위를 측정한 지점의 위치를 정확하게 표시하여야 한다.

(8) 실험체 보-기둥모멘트접합부의 모멘트-층간변위각 이력곡선 또는 실험체 링크-기둥접합부의 링크전단력-링크회전각 이력곡선. 보-기둥모멘트접합부의 경우, 보의 모멘트와 층간변위각은 기둥의 중심선에서 산정한다.

(9) 층간변위각과 전체비탄성회전은 실험체로부터 측정한다. 항복이나 미끄러짐에 의한 전체비탄성회전에 기여하는 실험체의 요소를 규명해야 한다. 실험체의 각 요소에 의해 형성되는 전체비탄성회전 부분을 보고서에 포함해야 한다. 비탄성회전계산방법을 분명하게 나타내야 한다.

(10) 항복, 미끄럼, 불안정, 횡변형, 실험체 및 접합부의 파괴 등을 포함한 실험 중 관찰사항을 시간 순에 의해 기록하여야 한다.

(11) 실험체의 주 파괴모드. 만일 파괴 이전에 실험이 중단되었다면, 실험을 중단한 이유를 명확히 기록하여야 한다.

(12) 재료시험결과

(13) 용접제작시방서와 용접검사보고서. 추가의 도면, 데이터 및 실험체나 실험결과에 대한 토의내용을 보고서에 포함할 수 있다.

C.2.8 승인조건

(1) 실험체는 특수모멘트골조, 중간모멘트골조 또는 편심가새골조의 접합부에 대하여 이 규정의 강도와 층간변위각이나 링크회전각의 요구사항들을 만족하여야 한다.

(2) 실험체는 최소한 1회의 완전재하 주기 동안 요구되는 층간변위각이나 링크회전각을 유지하여야 한다.

C.3 좌굴방지가새의 반복재하 인증실험

C.3.1 적용범위 및 목적

(1) 이 조항은 좌굴방지가새와 좌굴방지가새 부분골조의 반복재하인증실험에 대한 요구사항을 규정한다.

(2) 개별 가새부재의 반복재하 인증실험의 목적은 이 규정에서 요구하는 소정의 강도와 비탄성변형능력의 확보 여부에 대한 판정근거를 제시하고, 접합요소를 설계할 때 최대가새부재력을 산정하기 위함이다.

(3) 좌굴방지가새 부분골조의 반복재하 인증실험의 목적은 가새설계안이 실제로 변형 및 회전요구를 수용할 수 있음을 입증하고 부분골조에 속한 가새의 이력거동이 1축가력실험에 의한 가새의 이력거동과 일치하는지 확인하기 위함이다.

(4) 책임구조기술자 및 관할책임자의 승인이 있는 경우 다른 방식에 의한 시험을 허용할 수 있다.

(5) 이 조항은 단순화된 실험조건에 대한 최소한의 요구조건만을 제시한다.

C.3.2 부분골조실험체

부분골조실험체는 다음과 같은 조건을 만족하여야 한다.

(1) 부분골조실험체 가새의 비탄성회전수용 메커니즘은 프로토타입과 동일해야 하고 부분골조실험체 가새에 부과되는 비탄성회전의 요구치는 프로토타입 비탄성회전 요구치 이상이어야 한다.

(2) 부분골조실험체 가새의 강재코어 압축항복강도 수식는 프로토타입 가새의 강재코어압축항복강도 이상이어야 한다. 단, 2가지 강도 모두 강재코어의 단면적 수식에 재료 인장시험에서 결정된 항복강도의 곱으로 산정한다.

(3) 부분골조실험체 가새의 강재코어단면형상 및 방향은 프로토타입과 동일해야 한다.

(4) 부분골조실험체 가새의 회전변형 요구치를 프로토타입 가새의 회전변형과 비교할 수 있도록 프로토타입에 사용되는 설계방법과 동일하게 부분골조실험체를 설계해야 한다.

(5) 안정성을 검토할 때, 보, 기둥 및 코어를 접합하는 거셋플레이트는 이 시스템의 일부분으로 고려한다.

(6) 접합부설계, 강재코어의 안정성 및 좌굴 등에 대한 프로토타입의 안전에 대한 여유치는 부분골조실험체 이상이어야 한다.

(7) 부분골조실험체의 횡보강가새는 프로토타입과 유사해야 한다.

(8) 가새실험체와 프로토타입은 동일한 품질관리 및 품질확보절차에 따라 제작하여야 한다.

C.3.3 가새실험체

가새실험체는 가능한 프로토타입의 설계, 상세, 시공특성 및 강재특성과 동일하게 모형화하여야 한다.

C.3.3.1 가새실험체 설계

프로토타입과 가새실험체는 동일한 문서화된 설계방법을 사용해야 한다. 가새실험체∨설계를 위한 계산에는 최소한 다음 요구사항을 포함하여야 한다.

(1) 프로토타입의 전체좌굴에 대한 안전도 여유치는 가새실험체 이상이어야 한다.

(2) 프로토타입과 가새실험체의 안전도 여유치 산정 시 항복 및 극한응력, 극한신장 및 인성의 차이 등을 고려하여야 한다.

C.3.3.2 가새실험체 제작

가새실험체와 프로토타입은 동일한 품질관리 및 품질확보절차에 따라 제작하여야 한다.

C.3.3.3 가새실험체와 프로토타입의 유사성

가새실험체는 다음과 같은 조건을 만족하여야 한다.

(1) 강재코어의 단면형상과 방향은 프로토타입과 동일해야 한다.

(2) 가새실험체 강재코어의 축항복강도 수식는 프로토타입 강재코어의 축항복강도와 50% 이상 벗어나서는 안 된다. 단, 2가지 강도 모두 강재코어의 단면적 수식에 재료 인장시험에서 결정된 항복강도의 곱으로 산정한다.

(3) 가새실험체의 강재코어와 좌굴방지 케이싱 사이의 분리를 위한 재료와 방법은 프로토타입과 동일하여야 한다.

C.3.3.4 접합부상세

가새실험체의 접합부상세는 프로토타입의 접합부상세와 최대한 동일하게 구성하여야 한다.

C.3.3.5 재료

(1) 가새실험체의 강재코어는 다음과 같은 조건을 만족하여야 한다.

① 가새실험체 강재코어의 공칭항복응력은 프로토타입과 동일하여야 한다.

② 가새실험체 강재코어 강재의 계측항복응력은 재료 인장시험으로부터 측정한 프로토타입 항복응력의 90% 이상이어야 한다.

③가새실험체 강재코어의 공칭인장응력 및 극한변형률은 프로토타입 이하이어야 한다.

(2) 가새실험체의 좌굴방지메커니즘에 사용하는 재료는 프로토타입과 동일한 재료를 사용한다.

C.3.3.6 접합부

가새실험체의 용접, 볼트 및 핀접합부는 프로토타입과 최대한 동일하게 구성한다.

C.3.4 재하이력

C.3.4.1 일반 요구사항

(1) 실험체는 C.3.4.2 및 C.3.4.3에서 규정하고 있는 요구조건들을 만족하도록 반복가력하여야 한다.

(2) C.3.4.3에서 규정하고 있는 재하이력 이상으로 재하할 수 있다.

(3) 각 이력은 규정한 변형까지 완전하게 인장 및 압축 재하한다.

C.3.4.2 실험제어

(1) 실험은 실험체의 축변형 또는 회전변형울 제어하며 수행한다.

(2) 규정된 축변형에 부합되도록 최대회전변형을 가하는 방법을 대안의 재하방법으로 사용할 수 있다.

C.3.4.3 가력절차

실험체가 다음과 같은 변형이력을 갖도록 재하한다. 여기서 변형이라 함은 실험체∨강재코어의 축방향변형과 부분골조실험체의 회전변형을 지칭한다.

(1) 수식에 상응하는 변형까지 2주기재하

(2) 수식에 상응하는 변형까지 2주기재하

(3) 수식에 상응하는 변형까지 2주기재하

(4) 수식에 상응하는 변형까지 2주기재하

(5) 수식에 상응하는 변형까지 2주기재하

(6) 가새시험체의 경우는 수식의 변형수준에서 항복변형의 최소 200배의 비탄성누적변형에 이르도록 추가의 완전재하 가력한다(부분골조시험체에서는 요구되지 않는다).

(7) 수식을 계산할 때 층높이의 1% 보다 작은 설계층간변위를 취해서는 안 된다.

(8) 다른 재하방법은 최대비탄성변형 및 누적비탄성변형이 더 엄격한 가력조건인 경우에만 사용할 수 있다.

C.3.5 측정장치

각 성능평가에 충분한 개수의 측정장치를 실험체에 설치하여야 한다.

C.3.6 재료시험 요구사항

C.3.6.1 구조용강재의 인장시험 요구사항

(1) 인장시험은 강재코어제작에 사용된 강재와 동일한 강재를 채취한 시험편을 사용하여야 한다.

(2) 공장재료증명서의 인장시험결과를 보고할 수는 있지만 이 조항의 목적을 위한 인장시험을 대신할 수는 없다.

(3) 인장시험의 결과는 C.3.6.2의 절차를 따라 수행된 시험을 기초로 해야 한다.

C.3.6.2 구조용강재의 인장시험 방법

(1) 항복강도는 0.2% 영구변형률법을 사용하여 측정한다.

(2) 인장시험의 가력속도는 가능하면 시험에 사용된 가력속도와 유사하게 한다.

(3) 재료시험편은 강재코어의 재축방향과 평행하도록 제작하여야 한다.

C.3.7 실험보고 요구사항

각 실험체에 대하여 이 조항의 요구사항을 만족하는 서면보고서를 작성해야 한다. 보고서는 모든 핵심요소와 주요 실험결과를 완전히 포함하도록 작성해야 한다. 보고서에는 다음과 같은 내용을 수록하여야 한다.

(1) 주요 치수와 가력점 및 반력점에서의 경계조건 그리고 횡보강의 위치 등을 포함하는 실험체 도면이나 상세한 기술

(2) 부재 크기, 강재등급, 모든 접합요소의 규격, 용접재를 포함한 용접상세, 볼트 또는 핀구멍의 크기와 위치, 볼트규격 및 등급, 기타 적절한 접합상세를 나타내는 접합부상세도

(3) C.3.2 또는 C.3.3에 열거된 실험체의 기본변수 목록

(4) 실험체의 변위이력이나 하중이력을 나타내는 목록이나 그림

(5) 실험체의 하중-변위수식이력곡선. 변위의 결정방법을 명확하게 표시하여야 하며 하중과 변위를 측정한 지점의 위치를 정확하게 표시하여야 한다.

(6) 항복, 미끄럼, 불안정, 횡변형, 실험체 및 접합부의 파괴 등을 포함한 실험 중 관찰사항을 시간 순에 의해 기록하여야 한다.

(7) C.3.6에서 규정한 재료시험 결과

(8) 가새실험체의 제작에 사용된 품질관리 및 품질확보계획. 여기에는 용접제작시방서 및 용접검사보고서를 포함해야 한다.

(9) 추가의 도면, 데이터 및 실험체나 실험결과에 대한 토의내용을 보고서에 포함할 수 있다.

C.3.8 승인조건

C.3.2의 요구사항을 만족하는 최소 1개의 부분골조실험을 수행하여야 하며 C.3.3의 요구사항을 만족하는 최소 1개의 가새실험체실험을 수행하여야 한다. 요구하는 재하이력 내에서 모든 실험은 다음 요구사항을 만족하여야 한다.

(1) 실험체의 하중-변위이력곡선은 강성이 증가하는 안정적이며 반복적인 거동을 보여주어야 한다.

(2) 파단, 가새의 불안정 및 가새접합부의 파괴가 없어야 한다.

(3) 가새실험에서, 수식 이상인 각 이력변위에서 최대인장 및 압축력은 코어의 공칭강도 이상이어야 한다.

(4) 가새실험에서, 수식 이상인 각 이력변위에서 최대압축력과 최대인장력의 비는 1.3을 초과할 수 없다.

C.4 용접규정

C.4.1 범위

이 규정은 용접 및 용접검사에 관한 추가상세를 제공한다.

C.4.2 구조설계도, 기준, 제작도 및 현장설치도

C.4.2.1 구조설계도와 시방서

구조설계도와 시방서는 최소한 다음 사항을 포함하여야 한다.

(1) 뒷댐재를 제거하여야 하는 부위

(2) 뒷댐재를 제거하지 않아도 되지만 보조 필릿용접이 요구되는 부위

(3) 그루브용접을 보강하기 위하여 또는 접합모양을 개선하기 위하여 필릿용접이 요구되는 부위

(4) 엔드탭을 제거하여야 하는 부위

(5) 사다리꼴 변이(원문확인 필요)가 요구되는 이음 부위

(6) 스캘럽의 형상이 특별히 요구되는 경우 그 형상

(7) 조인트 또는 조인트그룹에서 특수한 조립순서, 용접순서, 용접기술 또는 기타 특별한 주의사항이 요구되는 경우

C.4.2.2 제작도

제작도는 최소한 다음 사항을 포함하여야 한다.

(1) 스캘럽의 치수, 표면형상 및 마감요건

(2) 뒷댐재를 제거하여야 하는 부위

(3) 엔드탭을 제거하여야 하는 부위

(4) 제작사가 비파괴검사를 하여야 하는 부위

C.4.2.3 현장설치도

현장설치도는 최소한 다음 사항을 포함하여야 한다.

(1) 뒷댐재를 제거하여야 하는 부위

(2) 뒷댐재를 제거하지 않아도 되지만 보조 필릿용접이 요구되는 부위

(3) 엔드탭을 제거하여야 하는 부위

(4) 조인트 또는 조인트그룹에서 특수한 조립순서, 용접순서, 용접기술 또는 기타 특별한 주의사항이 요구되는 경우

집필위원

성 명

소 속

성 명

소 속

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김선용

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KDS 14 31 60 : 2024

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2024년 5월 3일 개정

소관부서 국토교통부 기술혁신과

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