강교 설계기준(허용응력설계법)

이 기준은 일반철도와 고속철도의 강교 및 강합성교 교량설계에 대한 일반적인 기준을 규정하는 것이다.

강축: 부재의 단면상에서 휨에 대하여 강한 축

고정하중 합성: 현장타설 바닥판의 중량을 합성 작용의 상태에서 받도록 하는 방법

교량거더 간격: 주거더 중심 사이의 거리

그루브용접: 용접되는 모재사이에 용착금속을 채워 넣는 용접

니브레이스: 수평재와 수직재가 만드는 우각부를 보강하기 위해 설치하는 사재. 귀잡이라고도 함.

다이아프램: 박스거더 단면 등의 폐단면 부재 형상을 유지하기 위하여 내부에 부재축에 직각으로 배치하는 판. 휨을 받는 박스거더 부재의 좌굴현상을 방지하고, 비틀림에 대하여 단면형상을 유지하기 위하여 설치됨

맞대기 이음: 둘 이상의 모재의 단과 단을 거의 동일한 평면 내에서 맞붙여서 접합하는 이음

모재: 절단, 용접 등에 의해 가공되는 구조의 본체가 되는 재료

목두께: 필릿용접의 유효단면두께

바닥판의 유효폭: 합성단면으로서 계산할 수 있는 바닥판의 폭

볼트의 선간거리: 볼트 인접선간의 거리 또는 L형 등 형강의 배면으로부터 첫 번째 볼트 중심선까지의 거리

볼트의 순간격: 인접한 볼트구멍 가장자리 간의 거리

볼트의 순연단거리: 부재 끝에서 볼트구멍 가장자리까지의 거리

볼트의 연단거리: 볼트의 중심으로부터 부재의 연단까지의 거리

볼트의 피치: 힘의 작용선 방향으로 잰 볼트구멍 중심 간의 거리

붕괴유발부재: 해당부재의 파괴가 교량의 붕괴를 초래하거나 교량의 설계기능을 발휘할 수 없도록 하는 인장부재, 인장압축 교번부재 또는 강교의 인장요소

비드: 1회의 패스에 의해 만들어진 용접금속

상세범주: 피로 분석 시 허용피로응력 범위 결정의 기준이 되는 연결부의 등급

세장비: 부재의 좌굴길이를 부재의 단면이차반경으로 나눈 값

스캘럽: 용접선의 교차를 피하기 위하여 한쪽의 부재에 설치한 홈

스터드: 강재 주거더와 콘크리트 슬래브와의 전단연결재로서 머리부와 줄기로 이루어짐

스터드용접: 볼트, 환봉 등의 선단과 모재사이에 아크를 발생시켜 용융풀에 눌러 붙이는 용접

약축: 부재의 단면상에서 휨에 대하여 약한 축.

연속구조: 인접한 최소 두 경간에서 모멘트가 자유롭게 전달되는 주부재의 거더 또는 트러스구조

용접부: 용착금속 및 열영향부를 포함한 부분의 총칭

전단연결재: 바닥판과 강거더가 합성 작용하도록 강거더에 붙인 것

전단지연 : 큰 폭의 플랜지를 갖는 부재가 휨을 받을 때, 플랜지의 수직응력이 일정하게 분포되지 않고 복부판의 접합부에서 크게 되는 현상

캔틸레버구조: 한 경간 내에서만 모멘트가 자유롭게 전달되는 주부재의 거더 또는 트러스로써 최소 한 지점을 통과하여 인접경간으로 내밀고 있어서 모멘트가 인접경간으로 자유롭게 전달되지 못하는 구조

트러스 : 여러 개의 직선부재로 구성된 골조구조로서, 구조역학상 부재끼리 결합하는 점(격점)은 부재 양끝이 자유롭게 회전하도록 결합되어있는 구조

플레이트거더: 상⋅하부플랜지와 복부판으로 구성된 I-단면 형상의 거더로서 압연 I형강과 용접 I형 플레이트거더가 주로 사용되며, 박판으로 이루어진 π형 단면 및 박스형 단면의 거더도 넓은 의미로 이에 포함됨.

필릿용접: 겹친 이음, T 이음, +자이음, 각이음 등에 있어서 교차하는 두 모재의 우각부를 용접하는 삼각형상의 단면을 갖는 용접

합성거더: 철근 콘크리트 바닥판과 강거더가 일체로 되어 작용하도록 이들을 적절한 전단연결재에 의하여 합성한 구조를 가진 거더

활하중 합성: 강거더의 자중 및 바닥판의 중량은 강거더가 받고 활하중 및 일부의 고정하중을 합성작용의 상태에서 받도록 하는 방법

하중 및 하중조합은 KDS 24 12 10과 KDS 24 12 20을 따른다.

KDS 14 20 00 콘크리트 설계기준

KDS 47 10 00 철도노반설계

KS B 1002 6각볼트

KS B 1010 마찰접합용 고장력 6각볼트 6각너트평와셔의 세트

KS B 1012 6각너트 및 6각 낮은너트

KS B 2819 구조물용 토크-전단형 고장력볼트, 6각너트, 평와셔의 세트

KS B 0810 금속재료 충격 시험 방법

KS B 0845 강용접 이음부의 방사선 투과 시험방법

KS B 0896 강 용접부의 초음파 탐상시험방법

KS D 3503 일반구조용 압연강재

KS D 3504 철근콘크리트용 봉강

KS D 3505 PC강봉

KS D 3509 피아노 선재

KS D 3515 용접구조용 압연강재

KS D 3529 용접구조용 내후성 열간 압연강재

KS D 3559 경강선재

KS D 3566 일반구조용 탄소강관

KS D 3698 냉간압연 스테인리스 강판 및 강대

KS D 3710 탄소강 단강품

KS D 3752 기계구조용 탄소강재

KS D 3858냉간성형 강널말뚝

KS D 3868 교량구조용 압연강재

KS D 4101 탄소강 주강품

KS D 4102 구조용 고장력 탄소강 및 저합금강 주강품

KS D 4106 용접구조용 주강품

KS D 4301 회주철품

KS D 4302 구상흑연 주철품

KS D 7002 PC강선 및 PC강연선

KS D 7004 연강용 피복 아크 용접봉

KS D 7006 고장력강용 피복 아크 용접봉

KS D 7101 내후성강용 피복 아크 용접봉

KS D 7106 내후성강용 탄산가스 아크 용접 솔리드 와이어

KS D 7109 내후성강용 탄산가스 아크 용접 플럭스 충전 와이어

KS F 4420교량지지용 탄성받침

KS F 4424 교량지지용 포트받침

KS F 4602 기초용 강관말뚝

KS F 4603 H 형강 말뚝

KS F 4605 강관 시트파일

KS M 6617 방진고무용 고무재료

내용 없음.

(1) 강철도교에 일반적으로 사용되는 재료는 구조용 강재, 연결용 강재, 받침용 재료가 있으며 이들 재료는 특별한 것을 제외하고는 한국산업규격(KS)에 규정된 것을 사용한다.

(2) 기술의 진보에 따라 새로운 재료를 적용할 때는 타당한 근거를 가지고 사용한다. KS 규격은 표 3.1-1과 같다.

(1) 강재

이 설계기준을 이용하여 설계하는 강교 및 강합성교에 사용하는 강재는 표 3.2-2의 규격에 적합한 것을 표준으로 한다.

(2) 강관

현재 강관구조로서 많이 사용되고 있는 일반 구조용 탄소강관, 강관말뚝, 강관 시트파일과 철탑용 고장력강 강관의 기계적 성질은 표 3.2-3과 같다.

(3) 단조품 - 단강품, 주강품, 주철품 등의 주단조품은 받침, 배수장치 난간, 특수한 신축장치, 핀(pin) 등에 사용되며 단조품의 기계적 성질은 표 3.2-4와 같다.

(5) 선재, 선재2차 제품

① 피아노선재는 케이블 혹은 PS강선과 PS강연선 등의 선재2차제품 소재에 대한 규정이며, 기계적 성질을 표 3.2-5에 나타내었다.

② 이형 PS강선의 표면형상에 대해서는 KS D 7002에 규정되어 있지 않지만 표면형상에 따라서는 강선 자체의 피로강도가 저하되기도 하고, 프리텐션 방식을 사용한 경우에 부재 단부의 정착부에 큰 균열응력을 발생시키기도 하기 때문에 사용 시에 주의를 필요로 한다.

(6) 봉강

① 철근콘크리트용 봉강은 KS D 3504에 규정되어 있는 종류 중 교량에 가장 많이 사용되고 있는 것을 나타내었다.

② KS D 3504에 규정되어 있는 철근의 기계적 성질과 이형봉강의 단위중량, 표준치수는 표 3.2-6, 표 3.2-7과 같다.

(1) 용접재료

① 용접봉의 선택은 양호한 용접을 하기 위해 중요하며, 제작에 있어서는 작업성 및 제품의 성능 등에 대해 충분한 검토가 있어야만 한다. 수동 용접에 사용되는 용접봉은 각 강종에 대해서 KS의 규격에 적합한 것을 사용하는 것이 원칙이지만 490 MPa급 강재 이상에서는 저수소계의 것을 사용한다. 또한 49 0MPa급 강재와 400 MPa급 강재를 연결하는 경우에도 저수소계의 용접봉을 사용하고, 400 MPa급 강재에서도 후판이나 구속이 큰 부분을 용접하는 경우에는 저수소계의 용접봉을 사용한다. 용접봉의 규격은 표 3.3-1을 따른다.

② 서브머지드 아크용접에 있어서 목적에 따라 강선이나 용제의 적정한 조합을 택하는 것이 중요하다. 최근 탄산가스 아크용접이 많이 사용되고 있으며, 이 경우에도 용접하는 강재에 따라 알맞은 것을 선택할 필요가 있다.

가. 내후성강재의 용접에서는 내후성이 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

나. 한랭지용 강재의 용접부는 저온에서 인성이 저하되지 않아야 한다. 서브머지드아크 용접의 경우 인성저하의 우려가 있으므로 용접재료나 시공방법에 관해서 충분한 검토가 필요하다.

다. 자동용접으로는 서브머지드 아크용접 및 탄산가스 아크용접 외에 MAG용접, MIG용접, 엘랙트로슬래그용접 등 여러 가지 새로운 방법이 개발되어 있지만 목적에 따라 용접방법의 신뢰성 등을 충분히 검토할 필요가 있다.

(2) 볼트재료

① 고장력볼트 및 일반 볼트는 표 3.3-2의 것을 사용하는 것을 원칙으로 한다.

재료는 KDS 24 10 10(3.1(4))를 따른다.

(1) 강재

① 설계계산에 사용하는 강재의 물리상수 값은 표 3.3-3의 값을 사용한다.

② KS규격이 아닌 많은 개수의 PS강선을 묶거나, 혹은 연선으로 만든 케이블로 된 PS강재의 탄성계수는 2.0×10MPa 이하로 되는 경우가 있기 때문에 시험에 의해 별도로 정해야 한다.

③ 프리스트레스의 감소량을 산출하는 경우에 PS강재의 겉보기 릴렉세이션율은 표 3.3-4의 값을 표준으로 한다. 다만, PS강재가 고온의 영향을 받는 경우에는 PS강재의 겉보기 릴렉세이션율은 표 3.3-4의 값에 2%를 가산하는 것을 원칙으로 한다.

④ ③을 따르기 힘든 경우에는 PS강재의 인장응력에 따라 측정된 릴렉세이션율에서 콘크리트의 크리프, 건조수축 등의 영향을 고려하여 별도로 PS강재의 겉보기 릴렉세이션율을 정한다.

(2) 콘크리트

콘크리트의 탄성계수, 전단탄성계수, 크리프계수와 건조수축률 등은 KDS 24 14 20을 따른다.

(1) 이 기준은

(2) 기호

: 부재의 좌굴길이(mm)

: 부재의 세장비

: 고려하는 축에 대한 단면2차반지름(mm)

(1) 부재의 세장비 은 원칙적으로 표 4.1-1에 제시한 값 이하로 한다. 다만, , 의 값은 4.2 따른다.

(2) 주압축부재는 열차하중에 의해 압축응력이 발생하는 부재를 말하며, 주요하중에 의해 힘을 받지 않는 그림 4.1-1에 표시된 것과 같은 부재들은 부압축재로 분류한다.

그림 4.1-1 부압축재

(1) 구조물의 각 부분에 대하여 다음 각 항의 원인에 의한 2차응력에 주의하여 설계한다.

① 부재의 편심

가. 부재의 설계에 있어서 부재의 편심결합에 의해 생기는 휨응력 및 비틀림응력을 될 수 있으면 적게 되도록 주의한다.

나. 압축현재와 브레이싱의 연결은 다소의 편심은 피할 수 없지만, 이 영향이 될 수 있으면 작게 되도록 설계하는 것이 바람직하다.

② 격점의 강성

가. 일반 트러스에서는 격점을 회전이 자유로운 힌지로 생각해서 축방향 응력만으로 설계하는 것이 보통이다. 그러나 격점을 힌지로 본 결합 트러스도 핀 결합부분의 녹 등에 의해서 마찰이 증가하고 상당한 2차응력이 발생되며, 특히 격점이 리벳 또는 고장력볼트 결합의 경우는 거의 강결의 상태에 있어 큰 2차응력을 발생시킬 수 있으므로 이에 대한 검토를 해야 한다.

나. 주 트러스현재와 바닥틀을 합성시킨 트러스교 등 현재와 격점이 현저히 강성이 큰 경우에는 휨의 영향을 고려해서 부재를 설계한다.

③ 가로보의 처짐 - 가로보가 충분한 강성을 가진 경우는 그 처짐이 작고, 따라서 주거더의 변형도 적다. 그러나 가로보의 처짐이 큰 경우에는 그 양단의 각 변화에 의해 주거더가 변형하여 하로플레이트거더에서는 주거더의 비틀림, 또 트러스에서는 수직재의 휨과 사재의 비틀림에 의해 2차응력이 증가하므로 주의해야 한다. 특히 포니트러스와 하로플레이트거더의 경우에는 가로보의 처짐에 의한 변형이 발생하기 쉬우므로 가로보는 충분한 강성을 갖도록 설계한다.

④ 현재의 길이 변화에 의한 바닥틀의 변형

가. 트러스 또는 하로플레이트거더의 바닥틀은 일반적으로 세로보와 가로보에 의해 구성된 격자구조가 많다. 이 같은 바닥틀에 하중을 재하하면 각 부재는 수직면 내에 휨이 생기게 하지만 동시에 트러스의 현재가 힘을 받아 그 길이가 변화하고 그 영향이 바닥틀에도 전달되어 수평면 내의 변형을 일으킨다. 거더 전체 길이가 길어지게 되면 가로보 플랜지에는 큰 응력이 발생할 가능성이 있기 때문에 4.5.2(1)에 규정한 바와 같이 세로보에 신축장치를 두도록 하고 있다.

나.

⑤ 자중에 의한 부재의 처짐

가. 부재의 세장비가 큰 경우에는 부재의 자중에 의한 2차응력이 커지고, 그 처짐 때문에 하중의 편심이 발생한다.

나. 인장재의 경우 인장력이 작용할 때의 편심은 작게 되는 경향이 있으므로 부재가 특별히 길지 않는 한 그다지 문제되지는 않지만, 압축재에서는 편심이 점점 증가하고 압축강도를 저하시키므로 바람직하지 못하다. 또, 열차통과에 의한 진동이 생기기 쉽고 피로의 측면에서 보아서도 바람직하지 못하다. 따라서 응력에 여유가 있는 경우라도 너무 세장비가 큰 부재를 사용해서는 안 된다.

⑥ 교량거더의 가동단받침의 마찰 교량거더의 가동단받침이 가동되지 않는 경우에는 구조물의 각 부분에 2차응력이 생기며, 교량거더뿐만 아니라 하부구조에도 예측하기 힘든 하중을 작용시키게 된다. 따라서 가동단은 마찰이 가능한 한 적게 되도록 하며, 보수도 용이한 구조로 설계해야 한다.

⑦ 부재의 진동 거더의 높이가 큰 박스거더의 복부판과 다이아프램이 열차주행에 의하여 가진되고 그로 인하여 보강재와 복부판의 용접부위가 파손되는 경우가 있다. 이들의 부재에 대해서는 공진을 피하기 위해 응력상 여유가 있어도 보강 등의 방법으로 고유진동수를 공진점에서 멀리 할 필요가 있다. 또, 연결판을 끼워서 부재를 연결하는 경우에 있어서도 부재단부를 깊숙이 밀어 넣도록 한다.

⑧ 지점침하와 온도변화의 영향에 의한 2차응력과 단면의 급격한 변화, 재료의 부식 등에 의한 응력집중에 대해서 고려하되, 이 값들은 될 수 있는 한 작게 되도록 하며 어쩔 수 없는 경우에는 그에 대응하는 설계를 해야 한다.

(1) 교량거더 및 용접조립 부재의 단면구성은 가능한 한 용접부가 상하 좌우에 대하여 대칭의 위치에 오도록 고려해야 한다.

(2) 부재 및 그 이음은 조립작업, 용접, 검사 등이 용이하도록 하고 가능한 용접의 집중이나 응력의 집중이 일어나지 않도록 설계해야 한다. 또, 용접에 의한 수축응력 및 변형을 고려해야 한다.

(3) 부재는 그 단면의 도심이 가능한 한 단면의 중심과 일치하고 골조선과 일치하도록 설계한다.

(1) 주부재에서는 원칙적으로 최소 9 mm로 한다. 다만, 강바닥판은 최소12 mm로 한다.

(2) 2차부재에서는 원칙적으로 8 mm 이상으로 한다. 다만, 채움재 깔판, 난간 등에 사용하는 경우는 이 제한을 적용하지 않는다.

수평브레이싱, 제동트러스, 수직브레이싱 등에 사용하는 최소 L형강의 다리길이는 90 mm로 한다.

(1) 지간 30 m 이상의 교량거더에 대해서는 주거더의 고정하중에 의한 처짐에 대하여 솟음을 두는 것을 원칙으로 한다. 다만 무도상의 개상식 교량거더의 경우는 다음의 열차하중도 고려한다.

① KRL-2012 하중: 기관차 뒤에 따르는 등분포 활하중의 1/3 크기의 등 분포 하중

② EL 하중: 전동차 하중의 1/4 크기의 하중

(2) 트러스 및 아치교의 솟음량은 고정하중과 (1)의 열차하중도 고려한다. 단, 열차하중에 대한 솟음은 무도상 개상식일 경우만 고려한다.

(3) 압연강재 거더에서의 솟음은 두지 않으며, 조립 및 시공 중 부득이하게 발생된 솟음은 상향이 되도록 한다.

(1) 설계의 기본가정

① 모멘트, 전단력, 그리고 반력은 일반적인 해석법에 따라 계산한다. 부재의 내력계산에서 정역학적 부정정구조물의 경우, 휨부재에 대해서는 전체 단면2차모멘트, 트러스부재에 대해서는 전체 단면적을 원칙으로 하고, 유공 덮개판을 사용하는 부재에 대해서는 유효단면적을 사용한다.

② 연속구조의 설계에서 받침구조 자체는 항복하지 않는 것으로 가정하며, 제8장 에 규정된 지점침하를 고려해야 한다. 받침구조 자체는 항복하지 않는 것으로 가정하여 설계 및 시공되는 경우가 많으므로 실제 구조물에서의 조건이 가정과 다른 경우, 받침구조의 합리적인 침하량을 근거로 한 지점침하를 고려한 설계를 해야 한다.

③ 활하중의 재하는 구조물에 최대부재력이 발생하도록 해야 한다. 다만 원칙적으로 하중을 끊어서 2개소 이상 재하하지 않는다.

(2) 충격하중 충격하중은 KDS 24 12 20(4.1.3(3) 및 (4))에 규정한 충격계수를 적용하여 구한다.

(3) 브레이싱

① 연속지간에서의 브레이싱은 4.7의 규정에 따라 설치한다.

② 부모멘트 구역뿐만 아니라 추가로 정모멘트 구역 플레이트거더의 상부 플랜지에 대해서도 4.7의 규정에 따라 브레이싱을 설치하고 길이에 관계없이 모든 하부플랜지에는 연속 횡방향 브레이싱을 설치한다.

(4) 수평보강재

① 복부좌굴을 방지하기 위해 부모멘트가 발생하는 연속 또는 캔틸레버구조로서 높이가 큰 거더(deep girder)의 지점 상부에 수평보강재를 설치해야 한다. 수직보강재와 서로 교차하는 곳에서의 수평보강재는 절단해도 무방하다. 수평보강재는 통상 복부판의 한쪽면에만 설치한다. 거더 응력의 일부분으로 고려되는 보강재의 응력값은 사용재료의 기본허용휨응력 이하로 한다.

② 수평보강재의 설치위치 및 설계는 4.4.4(5)를 따른다.

(5) 휨부재의 이음

① 연속 또는 캔틸레버 휨부재의 이음은 최대모멘트 상태에서의 전단력, 또는 최대전단력상태에서의 모멘트에 대하여 설계한다.

② 이음은 연속구조의 경우 가급적 고정하중에 의한 변곡점 위치에 오도록 한다.

③ 볼트를 이용한 플랜지 이음부 강도는 플랜지 모재 전 강도의 75% 이상 강도를 갖도록 한다.

(1) 강교 및 강합성교에서 부재 각 부분은 이 장에 규정된 허용응력을 초과해서는 안 된다.

(2) 피로의 영향에 관해서는 고정하중, 활하중, 충격 및 원심하중만을 고려해서 4.2.3에 의해 검토해야 한다.

(3) 주하중, 부하중 및 그 밖의 하중의 조합은 이 설계기준 KDS 24 12 10(4.2.3)의 하중조합을 따른다. 이 경우의 허용응력은 4.2.2, 4.2.4 및 4.2.5에 KDS 24 12 10 표 4.2-1에서 제시하는 증가계수를 곱한수치를 적용한다.

(4) 기호

: 플랜지의 폭 (mm)

: 박스형단면 및 U형 단면의 경우 복부판 중심간격, 하로플레이트거더의 경우 주거더 중심간격 (mm)

: 응력범위 (MPa)

: 용접루트부에서 용입되지 않은 것을 가정할 때 표 4.2-9 허용피로응력범위의 상세범주 C에 해당하는 허용응력범위 (MPa)

: 허용피로응력범위 (MPa)

: 부재 지간 (m)

: 부재의 좌굴길이, 플랜지의 고정점간 거리 (mm)

: 세장비

: 등가세장비

: 응력반복횟수

: 용접에서의 반경 (mm)

: 고려하는 축에 대한 총단면의 단면2차반지름 (mm)

: 플랜지의 두께()와 복부판 두께()의 비

: 복부판 높이()와 플랜지폭()의 비

: 기둥의 유효좌굴길이 계산 시 곱하는 계수()

허용응력은 KS 개정 이전의 강종을 재사용할 경우 이전 강종기호 및 물성치를 사용하며, KS 개정에 따른 새로운 강종과 혼용할 경우 불리한 조건을 적용해야 한다.

(1) 기본허용응력

구조용 강재 및 용접부에 대한 기본허용응력은 표 4.2-1에 제시한 값으로 한다.

(2) 허용좌굴응력

허용좌굴응력은 표 4.2-2에 제시한 값으로 한다.

표 4.2-2 강재의 허용좌굴응력 (단위: MPa)

(a) 축방향압축응력(총단면적 기준)

(b) 휨압축응력(총단면적 기준)

(3) 좌굴길이()의 산정방법

① 표 4.2-2의 축방향응력에 관한 식은 부재의 양단이 힌지인 압축재의 좌굴길이를 기초로 한 것이고, 또한 휨응력의 식에서는 등가세장비를 사용해야 한다. 다음에 실제로 자주 사용되는 구조물의 좌굴길이의 산정방법에 대해 예시하였다.

가. 상로 플레이트거더교 : 압축플랜지, 수평브레이싱, 버팀재 등에 대해서는 이 골조길이가 되는 것이 원칙이다. 수직브레이싱에 있어서는 2개의 부재가 교차하고 있는 경우에 면외좌굴길이()는 골조길이를, 면내 좌굴길이()는 교점이 용접 또는 고장력볼트로 견고하게 연결되어 있으면 골조길이의 반으로 해야 한다.

나. 상로 박스거더교: 1실박스거더의 경우에 좌굴길이()는 지간을 취하지만, 복선에서 좌우의 박스거더가 견고하게 연결되어 있을 때에는 그 간격을 로 본다.

다. 하로 플레이트거더교 : 상부플랜지의 좌굴길이()는 가로보 및 니브레이스의 강도와 관계가 있는데 견고한 니브레이스가 있는 경우에는 가로보 간격으로 해야 한다. 또한 강바닥판식 하로 플레이트거더의 경우에는 보통 사용되는 가로보의 간격과 강도라면 세장비가 작은 경우의 허용압축응력을 사용한다. 하부수평브레이싱에 대해서는 X형으로 교차하는 2개 중에서 1개만이 인장에 저항한다고 보는 것이 원칙이므로, 압축재로서 좌굴길이를 고려할 필요는 없고 인장재로서 세장비의 제한이 있다. 이때의 세장비의 계산에 사용하는 부재의 길이는 세로보 등으로부터 견고한 부재로 수평브레이싱 부재를 지지하는 경우는 수평브레이싱 면외방향에 대해서는 bb 또는 bp를, 면내방향에 대해서는 ab 또는 bp를 부재길이로 볼 수 있다.(그림 4.2-3 참조) 세로보의 상부플랜지에 수평브레이싱이 붙어 있는 경우는 가의 상로 플레이트거더 규정을 따른다. 그림 4.2-4와 같이 중간에 버팀재와 보강재로 세로보의 전도에 저항하는 경우에는 은 버팀재에 의해 분할되는 것으로 한다.

라. 하로 박스거더교: 가로보와 니브레이스가 있는 경우에는 을 가로보의 간격으로 하는 것이 일반적이나, 가로보의 강도가 충분하지 않은 경우에는 가로보의 강도를 고려하여 을 실제보다 길게 택할 필요가 있다.(그림 4.2-5 참조)

그림 4.2-5 하로 박스거더교

마. 상로 연속 박스거더교 : 박스거더 단면의 단선 상로 연속교의 경우는 그림 4.2-6을 따른다. 복선에서 단일박스거더를 병렬배치하고 양박스거더를 중간에서 견고하게 결합한 경우에는 나를 기준으로 해야 한다. 또한 하로 플레이트거더나 I형단면의 2개 주거더를 수평브레이싱으로 연결한 경우, 주거더의 좌굴길이()는 가 및 나를 따른다.

바. 상로 게르버 박스거더교: 1실박스거더의 경우, 은 그림 4.2-7을 따른다. 다만, 그림(b)에 있어서 돌출길이 가 철도교에서는 일반적으로 작기 때문에 중앙 경간의 에 대해서는 연속거더의 중앙 경간의 경우와 다른 =를 취하는 것으로 해야 한다. 병렬한 단선거더의 중간에서 서로 결합한 경우 및 하로 플레이트거더나 I형 단면 상로 플레이트거더의 경우 등에 대해서는 마에서 서술한 것과 동일하게 적용된다.

그림 4.2-7 상로 게르버 박스거더교

사. 드워프 거더교 : 드워프 거더의 경우는 우선 레일 지지부 간의 주거더의 좌굴에 관해서 검토하고(그림 4.2-8의 과 참조), 1선로분(2주거더)의 부재의 좌굴을 검토해야 한다.(그림 4.2-8의 와 참조)

[그림 — 원문 이미지]

아. 주트러스 부재 : 표 4.2-3을 따른다.(그림 4.2-9 참조)

[그림 — 원문 이미지]

자. 라멘 교각: 라멘 교각에 대해서는 거더와 기둥의 강성비, 지점 조건, 또는 라멘의 거더에 올려진 교량의 주거더가 라멘 구조를 어떻게 구속하고 있는가 등에 따라 압축부분을 검토하기 위한 의 산정방법이 달라진다. 라멘 구조 형식은 종류가 매우 많은데 그림4.2-10에 나타낸 바와 같이 박스형 단면이며 1층 단경간 라멘의 거더 위에 교량의 주거더를 올려놓는 방식이 가장 많이 사용된다. 이러한 경우의 을 결정하는 방법을 표 4.2-4에 예시하였다. 기둥의 은 표 4.2-4의 값에 기둥의 길이 를 곱하여 구한다.

[그림 — 원문 이미지]

여기서, : 그림 4.2-10 참조

: 기둥의 좌굴 계산시 기둥길이에 곱하는 계수

즉,

차. 아치교: 아치교의 경우는 4.11.3의 규정을 따른다.

(1) 일반내용

① 반복적인 응력을 받는 부재 및 연결부는 이 장에 규정된 일반허용응력조건과 함께 피로조건을 만족시켜야 한다. 다만, 압축응력만을 받는 부재는 피로 검토를 하지 않는다.

② 피로강도를 지배하는 주된 요소는 사용기간 중 예상되는 응력반복횟수, 응력범위의 크기 및 피로상세범주의 형태와 위치이다.

③ 응력반복횟수(N)는 예상통행량을 이용한 적절한 분석을 통해 결정해야 하지만, 교통량조사나 다른 고려사항이 없는 경우에는 표 4.2-7로부터 구한다. N은 종방향 부재에 대하여는 경간의 길이에 의해 결정되며 가로보와 행어 그리고 일부 트러스부재에 있어서는 궤도 수에 따라 결정된다.

④ 피로설계에 적용하는 충격하중은 KDS 24 12 20(4.1.3(3) 및 (4))에 규정된 충격하중을 표 4.2-5의 비율로 조정하여 구한다.

⑤ 피로설계를 위한 활하중은 KDS 24 12 20(4.1.3)의 규정을 따른다.

⑥ 응력범위( )은 활하중, 충격하중 그리고 원심하중에 의해서 계산된 최대응력값과 최소응력값의 차이로 규정한다.

⑦ 다양한 상세구조의 형식이나 위치는 그림 4.2-10과 표 4.2-9에 설명되어 있다.

⑧ 부재의 응력범위는 표 4.2-8에 기재된 허용응력범위를 넘어서는 안 된다.

⑨ 90 m가 넘는 경간에 대하여는 분석을 통해 적절한 반복횟수를 결정해야 한다.

[그림 — 원문 이미지]

[그림 — 원문 이미지]

[그림 — 원문 이미지]

[그림 — 원문 이미지]

그림 4.2-11 피로상세범주(계속)

[그림 — 원문 이미지]

(1)

(2) 핀에 대한 기본허용응력은 표 4.2-15에 표시한 값으로 한다.

KDS 24 10 10(3.1(4))의 규정을 따른다.

(1) 4.3은 강교 및 강합성교의 설계에 적용하는 부재에 관한 일반사항을 규정하였다.

(2) 기호

: 복부판 및 플랜지의 중심선으로 둘러싸인 면적(mm

: 강축에 대한 인장플랜지의 총단면적(mm

: 약축에 대한 인장플랜지의 총단면적(mm

: 강축에 대한 인장플랜지의 순단면적(mm

: 약축에 대한 인장플랜지의 순단면적(mm

: 단면의 총단면적(mm

: 단면의 순단면적(mm

: 복부판의 총단면적(mm

: 4.3.2①의 규정에 의해 산출한 휨응력(MPa)

: 표 4.2-1의 ①, ④, ⑥, ⑧(MPa)

: 휨 압축연단 응력(MPa)

: 표 4.2-2에 나타낸 때의 허용압축응력(MPa)

: 휨 인장연단 응력(MPa)

: 표 4.2-1에 규정한 기본 허용인장응력(MPa)

: 플레이트거더의 총단면의 중립축에 대한 단면2차모멘트(mm4)

: 강축에 대한 총단면의 단면2차모멘트(mm

: 약축에 대한 총단면의 단면2차모멘트(mm

: 부재의 좌굴길이(mm)

: 휨모멘트(N⋅mm)

: 휨모멘트가 직선적으로 변화하는 경우의 등가모멘트(N⋅mm)

: 전단 중심에서의 비틀림모멘트(N⋅mm)

: 강축에 작용하는 휨모멘트(N⋅mm)

: 횡좌굴을 고려한 강축에 대한 허용휨모멘트(N⋅mm)

: 약축에 작용하는 휨모멘트(N⋅mm)

: 약축에 대한 허용휨모멘트(N⋅mm)

: 부재에 작용하는 축방향력(N)

: 강축 또는 약축에 관한 허용좌굴응력 가운데 작은 쪽의 값(N)

: 고려하는 축에 대한 총단면의 단면2차반지름(mm)

: 계산 단면에 작용하는 전단력(N)

: 복부판 또는 플랜지의 두께(mm)

: 플레이트거더 총단면의 중립축에서부터 응력을 계산하고자 하는 위치까지의 거리(mm)

: 플레이트거더 총단면의 중립축에서 압축연단까지의 거리 또는 강축에서부터 휨에 관한 압축연단까지의 거리(mm)

: 약축에서부터 휨에 관한 압축연단까지의 거리(mm)

: 플레이트거더 총단면의 중립축에서 인장연단까지의 거리 또는 강축에서부터 휨에 관한 인장연단까지의 거리(mm)

: 약축에서부터 휨에 관한 인장연단까지의 거리(mm)

: 4.3.4 또는 4.8.2(4)에 의해 산출한 전단응력(MPa)

: 표 4.2-1의 ②, ⑤, ⑦, ⑧ (MPa)

: 복부판에 작용하는 평균 전단응력(MPa)

: 비틀림모멘트에 의한 전단응력(MPa)

플레이트거더 및 이것과 유사한 구조물에 발생하는 휨모멘트에 의한 응력은 다음 각항에 따라 계산해야 한다.

(1) 휨모멘트에 의한 응력

(4.3-1)

여기서, : 휨응력(MPa)

: 휨모멘트(N⋅mm)

: 총단면의 중립축에 대한 단면2차모멘트(mm

: 총단면의 중립축에서부터 응력을 계산하고자 하는 위치까지의 거리(mm)

(2) 휨모멘트에 의한 연단응력

, (4.3-2)

여기서, : 휨 압축연단 응력(MPa)

: 휨 인장연단 응력(MPa)

: 총단면의 중립축에서 압축연단까지의 거리(mm)

: 총단면의 중립축에서 인장연단까지의 거리(mm)

: 인장 플랜지의 총단면적(mm

: 인장 플랜지의 순단면적(mm

(1) 축방향력과 휨모멘트를 동시에 받는 부재는 각각에 대해 4.2.1 및 4.2.2의 규정 이외에 다음의 조건도 만족시켜야 한다.

(2) 응력 검토

① 축방향력이 인장인 경우

가. 인장응력 검토

(4.3-3)

나. 압축응력 검토

(4.3-4)

② 축방향력이 압축인 경우

가. 인장응력 검토

(4.3-5)

나. 압축응력 검토

(4.3-6)

(3) 좌굴검토

(4.3-7)

다만, 축방향 인장력의 경우에는으로 해야 한다.

여기서, : 부재에 작용하는 축방향력(N), 다만, KDS 24 12 10(4.2.3)의 규정에 따라 허용응력을 할증하여 하중조합을 한 경우에는 -, KDS 24 12 10 표 4.2-1에 표시한 계수로 나눈 값이다.

: 각각 강축 및 약축에 작용하는 휨모멘트(N⋅mm). 다만, KDS 24 12 10(4.2.3)의 규정에 따라 허용응력을 할증하여 하중조합을 한 경우는 KDS 24 12 10 표 4.2-1에 표시한 계수로 나눈 값이다. 또한 식 4.3-3, 식 4.3-4, 식 4.3-5 및 식 4.3-6에서의 휨모멘트는 검토하려는 단면에 대한 값이고, 식 4.3-7에서의 휨모멘트는 한 끝의 모멘트으로부터 다른 끝의 모멘트까지 직선적으로 변화하는 경우 식 4.3-8로 계산되는 등가모멘트로 해야 한다.

(4.3.8)

다만 이고 으로 해야 한다.

: 각각 강축 및 약축에 대한 총단면의 단면 2차 모멘트(mm

: 각각 검토하려는 단면의 순단면적 및 총단면적(mm

: 각각 검토하려는 강축에 대한 플랜지의 순단면적 및 총단면적(mm

: 각각 검토하려는 약축에 대한 플랜지의 순단면적 및 총단면적(mm

: 각각 강축에서부터 휨에 관한 인장 및 압축연단까지의 거리(mm)

: 각각 약축에서부터 휨에 관한 인장 및 압축연단까지의 거리(mm)

: 4.2.2에 규정한 기본 허용인장응력(MPa)

: 표 4.2-2에서≒0 때의 허용 압축응력(MPa). 다만 최대폭-두께비를 완화한 경우에는 표 4.4-3에 나타낸 거더의 압축 플랜지의 허용압축응력(MPa)(다만, 표 4.4-3의 단서는 고려하지 않는다.)

: 강축 또는 약축에 관한 허용좌굴응력(N) 가운데 작은 쪽의 값으로로 계산해야 한다. 이 경우의는 표 4.2-2에 나타낸 에 따라 변화하는 허용축방향 압축응력(MPa)이다. 다만, 최대폭-두께비를 완화하는 경우에는 표 4.4-3에 나타낸 기둥의 허용압축응력(MPa)을 적용한다.

: 횡좌굴을 고려한 강축에 대한 허용휨모멘트(N⋅mm)로서 로 계산해야 한다. 이 경우 는 표 4.2-2에 나타낸 에 따라 변화하는 허용압축응력(MPa)이다. 다만 최대폭-두께비를 완화하는 경우에는 표 4.4-3에 나타낸 거더의 압축플랜지의 허용압축응력(MPa)을 적용한다.

: 약축에 대한 허용휨모멘트(N⋅mm)로서 로 계산해야 한다. 이 경우 는 표 4.2-2에 나타낸 일 때의 허용휨압축응력(MPa)이다.

(4) 피로에 대해서는 4.2.3의 규정에 따라 검토한다. 이 때 및 은 4.3.2에 의한 휨응력과 4.3.6(1) 또는 4.3.6(3)에 의한 축방향력이 동시에 작용하는 경우에 대해 합산한 계산작용응력의 대수적최대치 및 최소치를 적용해야 한다.

(1) 플레이트거더 및 이것과 유사한 구조물의 복부판의 평균 전단응력은 식 (4.3-9)에 의해 계산한다.

(4.3-9)

여기서, : 복부판에 작용하는 평균 전단응력(MPa)

: 계산 단면에 작용하는 전단력(N)

: 복부판의 총단면적(mm

위에서, 복부판의 평균 전단응력은 전단력이 복부판에 균일하게 작용하는 것으로 가정한 약산식으로 복부판의 전단응력에 의한 좌굴 검토 또는 허용전단응력을 비교하는 경우에 사용해야 한다. 다만, 플랜지와 복부판을 연결하는 필릿용접부에 작용하는 전단응력을 계산하는 경우에는 4.8.2(4)를 적용한다.

(2) 비틀림에 의한 전단응력

① 박스거더의 비틀림모멘트에 의한 전단응력은 식 (4.3-10)에 의해 계산한다.

(4.3-10)

여기서, : 비틀림모멘트에 의한 전단응력(MPa)

: 전단 중심에서의 비틀림모멘트(N⋅mm)

: 복부판 및 플랜지의 중심선으로 둘러싸인 면적(mm2)

: 복부판 또는 플랜지의 두께(mm)

[그림 — 원문 이미지]

② 일반적으로 철도교에 이용되는 박스거더의 경우 위에 나타낸 식에 의해 전단력을 구해도 실용상 충분한 정밀도를 갖는다. 박스거더의 비틀림모멘트는 원심력, 차량횡하중 또는 차륜횡압하중, 곡선의 편심 및 열차재하시의 풍하중과 지진의 영향 등의 횡력에 의해 발생되므로, 비틀림모멘트에 의한 전단응력()를 4.3.4(1)에서의 전단응력에 가산해야 한다.

(1) 합성응력의 검토

① 플레이트거더 및 이와 유사한 구조물에 휨응력 및 전단응력이 동시에 작용하는 경우에는 식 (4.3-11)에 의해 검토해야 한다.

(4.3-11)

다만, 및 는 각각 및 이하이어야 한다.

여기서, : 식 4.3-1에 의해 산출한 휨응력(MPa)

: 4.3.4또는 4.8.2(4)에 의해 산출한 전단응력(MPa)

: 표 4.2-1에서의 ①, ④, ⑥, ⑧(KDS 24 12 10(4.2.3)의 규정에 의해 증가된 경우를 포함해야 한다.)

: 표 4.2-1에서의 ②, ⑤, ⑦, ⑧(KDS 24 12 10(4.2.3)의 규정에 의해 증가된 경우를 포함해야 한다.)

② 플레이트거더의 복부판과 플랜지를 연결하는 필릿용접, I형강 또는 H형강의 목부분 등에서 전단력이 상대적으로 큰 경우에는 휨모멘트와 전단력에 의한 합성응력의 검토가 필요하다.(그림 4.3-2 참조) 다만, 복부판과 플랜지를 연결하는 필릿용접부의 목두께의 합계가 복부판 두께보다 크게 되어 복부판에 대한 검토가 된 경우에는 용접부를 특별히 검토할 필요는 없다. 그러나 두꺼운 복부판이 이용되거나 복부판에 작용하는 전단응력이 작을 경우 필릿용접치수가 상대적으로 작게 적용될 수 있는데, 이 경우에는 목두께면에 대하여 합성응력을 검토해야 한다.

그림 4.3-2 검토단면

③ 연속 플레이트거더나 캔틸레버 거더의 중간지점 부근, 하로플레이트거더나 트러스의 가로보 및 라멘 모서리부 부근 등은 , 가 동시에 크게 되므로 주의를 요한다. 또, 단순거더에서도 거더 끝에 가깝고, 전단력이 큰 위치에서 작은 플랜지 단면을 사용한 경우에는, 합성응력이 크게 되는 경우가 있으므로 검토해야 한다.

(2) 피로 검토

① 피로 검토는 원칙적으로 4.2.3에 의한다. 즉, 수직응력과 전단응력의 각각에 대해 4.2.3에 따라서 피로 검토를 한 경우에는 원칙적으로 합성응력에 대한 피로 검토를 하지 않아도 된다. 다만, 받침보와 가로보 등, 수직응력과 전단응력이 동시에 최대가 될 수도 있는 부재에 대해서는 합성응력에 대한 피로 검토를 해야 한다. 그 경우 피로 검토는 식 (4.3-12)에 의해 산출한 합성응력의 범위와 4.2.3에 규정한 허용피로응력 범위를 이용해 검토하면 된다.

() (4.3-12)

() (4.3-13)

(4.3-14)

여기서, : 최대휨응력(MPa)

: 최소휨응력(MPa)

: 최대전단응력(MPa)

: 최소전단응력(MPa)

: 최대주응력(MPa)

: 최소주응력(MPa)

: 응력범위(MPa)

(1) 인장부재의 유효단면적

① 인장부재의 유효단면적은 순단면적을 적용한다.

② 피로 검토를 하는 경우 인장부재의 유효단면적은 고장력볼트 마찰이음에 대해서는 총단면적을 적용한다.

③ 관련 세부사항은 4.6을 참조한다.

(2) 인장 L형강의 유효단면적

1개 또는 2개의 L형강으로 구성된 인장 부재가 연결판의 한쪽 면에만 연결되어 편심에 의한 휨모멘트가 발생하는 경우에는 그림 4.3-3(a), (b)와 같이 연결판에 연결시킨 다리의 순단면적과 연결되지 않은 다리의 1/2 높이까지의 단면적을 합한 면적을 유효단면적으로 한다. 그림 4.3-3(c)와 같이 전체 인장 부재의 중심축이 연결판 면내에 위치하는 편심 연결의 경우와 그림 4.3-3(d), (e)와 같이 전체 인장 부재의 중심축이 연결판의 중심축과 일치하여 연결부의 편심에 의한 휨모멘트가 발생하지 않는 경우에는 연결판에 연결되지 않은 다리의 전체 단면적을 포함한 인장 부재의 순단면적을 유효단면적으로 본다. 한편, 이 규정은 부재의 세장비를 계산할 경우에는 고려할 필요가 없다.

(3) 압축부재의 유효단면적은 총단면적으로 해야 한다. 단지, 일반볼트의 구멍과 핀을 위한 구멍은 공제하는 것으로 한다.

(4) 휨과 부정정력 등을 계산하는 경우의 유효단면적은 총단면적을 적용한다.

[그림 — 원문 이미지]

(1) 4.4는 강교 및 강합성교 판요소의 폭-두께비와 보강재에 관한 일반적인 사항을 규정한다.

(2) 보강재의 강종은 보강되는 판의 강종과 동등 이상의 강도를 가지는 재료를 사용해야 한다.

(3) 기호

: 판의 폭(mm)

: 판의 최대폭-두께비

: 실제 설계에 이용하는 폭-두께비

: 복부판의 높이(mm)

: 중간수직보강재의 간격(mm)

: 실제 설계에서 정한 보강재 간격(mm)

: 복부판의 연단압축응력(MPa)

, : 축방향 압축력과 휨모멘트에 의해 양단에서 발생하는 합응력(MPa)

: 에 의해 변화하는 허용압축응력(MPa)

: 의 경우의 허용압축응력(MPa)

: 수평보강재의 총단면의 단면2차모멘트(mm4)

: 부재의 좌굴길이(mm)

: 보강재에 의해 나뉘어지는 수

: 고려하는 축에 대한 총단면의 단면2차반지름(mm)

: 판의 두께(mm)

: 판의 길이()와 판의 폭()과의 비()

: 강성비

: 보강재 1개의 단면적과 보강판의 단면적()과의 비

: 판요소의 양단에서 발생하는 응력의 비()

: 전단응력(보강재 사이의 평균치)(MPa)

(1) 최대폭-두께비

① 이 항목은 부재를 구성하는 판이 전 폭에 걸쳐 등분포된 압축력을 받을 경우, 판의 좌굴에 대해서 안전을 확보하기 위해 규정한 것이다. 기둥처럼 축방향 압축력을 받는 부재의 각 판요소뿐만 아니고, 휨을 받는 플레이트거더의 압축플랜지처럼 일정한 압축응력을 받는 판요소에 대해서도 적용한다.(4.8 참조)

② 부재의 축방향으로 압축력을 받는 판의 최대폭-두께비는, 판 끝의 지지조건에 따라서 표 4.4-1을 적용한다.

③ 작용응력이 허용응력에 비해서 작은 부재 및 가설 시에 일시적인 압축응력을 받는 부재에 대해서 표 4.4-1의 판의 최대폭-두께비에 표 4.4-2의 계수를 곱해서 완화할 수 있다. 이 경우의 허용압축응력은 표 4.4-3에 의해 계산한다.

여기서, : 표 4.4-1에서 정하는 최대폭-두께비

: 실제 설계에 이용하는 폭-두께비

: 보강재에 의해 나누어지는 수(4.4.2와 동일)

: 보강된 판의 폭(mm)(표 4.4-1의 적용예를 참조)

: 보강된 판의 두께(mm)(표 4.4-1의 적용예를 참조)

: 최대작용압축응력(MPa) 다만, 허용응력을 증가시켜도 좋은 하중의 조합이 되는 경우에는 KDS 24 12 10(표 4.2-1)의 계수로 나눈 값이다.

: 표 4.2-2(a)에서 에 의해 변화하는 허용압축응력(MPa)

: 표 4.2-2(a)에서 의 경우의 허용압축응력(MPa)

: 표 4.2-2(b)에서 에 의해 변화하는 허용압축응력(MPa)

(2) 보강재의 소요강도

① 양쪽에서 지지되고 있는 판에서, 판 폭의 등분선상에 각각 보강재가 있는 경우(표 4.4-1의 ③)의 종방향 보강재 하나의 소요단면2차모멘트( )는 식 (4.4-1)에 의해서 산출한 값 이상이어야 한다.

(4.4-1)

여기서, : 표 4.4-1의 ③에 보이는 판의 폭(mm)

: 식 4.4-2∼식 4.4-5에 의해서 산출된 강성비

또한, 각 보강재의 최대폭-두께비는 표 4.4-1의 ①에 의한다. 다른 단면형태의 보강재를 이용하는 경우에는 이에 해당되지 않는다.

가. 의 경우

(4.4-2)

(4.4-3)

나. 의 경우

(4.4-4)

(4.4-5)

여기서, : 실제의 설계에 이용하는 폭-두께비

: 표 4.4-1의 ③에서 정하는 최대폭-두께비

: 그림 4.4-1에 보인 판의 길이()와 판의 폭()과의 비()

: 보강재 총단면의 단면2차모멘트(mm

: 보강재 1개의 단면적과 보강판의 단면적()과의 비

[그림 — 원문 이미지]

그림 4.4-2 판의 중심선 및 측면 보강재

(1) 4.4.3에서는 축방향압축력과 휨모멘트를 동시에 받는 부재의 판요소가 국부좌굴을 일으키지 않도록 판두께를 규정한다.

(2) 부재 전체의 면외 및 면내좌굴에 대한 안정에 관해서는 4.3.3의 규정을 따른다.

(3) 콘크리트 바닥판 등에 의해서 판의 국부좌굴이 충분히 방지된 경우에는 이 조항에 의하지 않는다.

(4) 최대폭-두께비

① 축방향의 압축력과 휨모멘트를 받는 판의 최대폭-두께비는 판의 양단이 지지되어 있는 경우, 판의 보강재 개수를 고려한 표 4.4-4의 값을 적용한다. 작용응력이 허용응력에 비해서 작은 부재 및 가설시 일시적인 압축응력을 받는 부재에 대해서는 표 4.4-4의 판의 최대폭-두께비에 표 4.4-5의 계수를 곱하여 완화할 수 있다. 이 경우의 허용압축 응력은 표 4.4-3의 기둥에 대한 규정을 적용한다.

여기서, : 표 4.4-4에 규정된 최대폭-두께비(4.4.3(3)과 동일)

: 보강재에 의한 분할수

: 판의 두께(mm)

: 판의 폭(mm)

: 판요소의 양단에서 발생하는 응력의 비. 다만,

: 축방향 압축력과 휨모멘트에 의해 양단에서 발생하는 합응력(MPa) .다만, 허용응력을 증가시켜도 좋은 하중조합이 되는 경우에는 KDS 24 12 10(표 4.2-1)의 계수로 나눈 값이다.

: 표 4.2-2에서≒0인 경우의 허용압축응력(MPa)

: 표 4.2-2에서에 의해 변화하는 허용압축응력(MPa)

(5)보강재의 소요강도

① 표 4.4-4의 ②에 표시한 판의 각 보강재의 소요 단면2차모멘트는 식 (4.4-6)에 의해서 산출한 값 이상이어야 한다.

(4.4-6)

여기서, : 표 4.4-4의 ②에 표시된 판의 폭(mm)

: 실제의 설계에 사용하는 판두께(mm)

: 식 (4.4-7)에 의해서 산출한 강성비

그리고 각 보강재의 최대폭-두께비는 표 4.4-1의 ①에 의해야 한다. 다만, 다른 단면형태의 보강재를 이용하는 경우에는 이에 해당되지 않는다.

(4.4-7)

(4.4-8)

: 식 4.4-9로 계산한다.

의 경우

(4.4-9)

의 경우

(4.4-10)

: 식 (4.4-11)∼식 (4.4-12)로 계산해야 한다.

의 경우 (4.4-11)

의 경우

(4.4.12)

: 식(4.4-13)으로 계산한다.

(4.4.13)

: 표 4.4-4의 ②로 정해진 보강판의 전 폭에서의 최대폭-두께비

: 실제의 설계에 사용하는 보강판의 전 폭에서의 폭-두께비, 및 의 계산에 있어서의 축의 방향은 그림 4.4-1과 4.4.2(2)에 의한다.

(1) I형 단면과 박스형단면의 플레이트거더를 휨에 대해서 경제적으로 설계하기 위해서는 복부판을 될 수 있는 대로 얇게 하고 플랜지의 단면적을 크게 하는 것이 바람직하지만 복부판을 너무 얇게 하면 좌굴변형 또는 붕괴를 일으켜 플레이트거더 전체의 붕괴를 유발할 위험이 있으므로 이 조항으로 복부판의 최소두께를 규정하고 있다. 다만, 판의 국부좌굴이 충분히 방지되어 있는 경우에는 이 조항을 적용하지 않아도 된다.

(2) 중간수직보강재가 있는 복부판의 최대폭-두께비

① 중간수직보강재가 있는 경우의 복부판의 최대폭-두께비는 사용재료별로 표 4.4-6을 따른다. 수평보강재가 없는 경우에 작용응력이 허용응력에 비해서 작은 부재에서는 표 4.4-6의 판의 최대폭-두께비를 배 증가시킬 수 있다. 다만, 1.2배를 초과할 수 없다.