건축물 강구조 설계기준

(1) KDS 41 30 10은 구조용 강재를 사용한 건축물 및 공작물(이하 “강구조물”)의 구조적 안전성을 확보하기 위한 규정이다. 강구조물의 설계는 KDS 14 31 00 강구조설계(하중저항계수설계법)을 기본으로 한다.

(1) 이 기준은 강구조물에 적용한다.

내용 없음.

KDS 14 31 00 강구조설계(하중저항계수설계법)

KDS 41 10 05 건축구조기준 총칙

KDS 41 12 00 건축물 설계하중

KDS 41 17 00 건축물 내진설계기준

KCS 41 31 00 건축물 강구조공사

(1) KDS 14 31 05에 따른다. 이외 이 기준에 별도 규정한 사항에 정의되는 용어는 다음과 같다.

전인장조임접합: 설계기준 최소 전인장으로 조인 고장력볼트 접합

책임기술자(supervisor) : 강구조 공사에 관한 전문지식을 가지고 강구조 공사의 설계 및 시공에 대하여 책임을 가지고 있는 자 또는 책임자로부터 각 공사에 대하여 책임의 일부분을 부담 받은 자로서, 정부가 임명한 기술담당 공무원 또는 그의 대리인이거나 건축법, 주택법 상의 감리원과 건설기술진흥법 상의 건설사업관리기술자 또는 발주자가 지정한 감독자나 감독 보조원를 의미한다.

치올림: 보나 트러스 등 수평부재에서 하중재하 시 생길 처짐을 고려하여 미리 중앙부를 들어 올리는 것

품질관리: 계약 및 제작⋅설치 요구사항을 만족시켰음을 입증하기 위해 강구조 제작자와 설치자가 수행하는 강구조 공장과 현장의 관리절차

품질보증: 건물주나 그 대리인에게 신뢰를 주기 위해 강구조 공장과 현장의 행위절차 및 건물주 또는 관리감독자가 수행하는 관리절차

품질확보계획: 품질요구사항, 시방서, 계약서류에 구조물이 부합토록 하기 위한 조건, 절차, 품질검사, 재료, 기록 등을 서면으로 기술한 문건

프로토타입: 특수 및 중간모멘트골조, 편심 및 좌굴방지가새골조 등의 건물에 실제로 사용될 접합부 또는 가새의 설계물

(1) KDS 14 31 05에 따른다.

(1) 공칭하중, 하중계수 및 하중조합은 KDS 41 10 15(1.5)에 따른다. 다만, 허용응력설계법의 하중조합은 적용하지 않는다.

(2) 충격이 발생하는 활하중을 지지하는 구조물은 그 효과를 고려하여 공칭활하중을 증가시켜야 하며, 별도의 규정이 없는 경우 최소한 다음의 증가율을 적용한다.

① 승강기의 지지부 100%

② 운전실 조작 주행크레인 지지보와 그 연결부 25%

③ 펜던트 조작 주행크레인 지지보와 그 연결부 10%

④ 축구동 또는 모터구동의 경미한 기계 지지부 20%

⑤ 피스톤운동기기 또는 동력구동장치의 지지부 50%

⑥ 바닥과 발코니를 지지하는 행거 33%

(3) 크레인 주행로의 수평력은 KDS 41 10 15(3.9)에 따른다.

(4) 건축물의 실제 상태에 따라 진동 등에 의한 외력, 수축 및 크리프의 영향을 고려하여야 한다.

(1) KDS 14 31 05에 따른다.

(2) 구조부재와 접합부의 소요강도는 이 기준의 1.6.1의 하중조합을 적용한 구조해석에 의해 결정한다.

(3) 탄성해석, 비탄성해석 또는 소성해석에 의한 설계가 허용된다.

(1) 반응수정계수 R이 3 이하인 강구조물의 설계, 제작 및 설치는 이 기준의 요구사항을 만족하여야 한다. 그러나 KDS 41 17 00의 일반설계 요구사항에서 특별히 요구하지 않는 한, 이 기준 4.12의 내진설계기준을 적용하지 않는다.

(2) 반응수정계수 R이 3을 초과하는 강구조물의 설계는 4.12의 내진설계기준을 포함한 이 기준의 요구사항을 만족하여야 한다. 이 기준 4.12에서 언급되지 않은 하중조합, 시스템의 제한사항 및 일반설계요구사항은 KDS 41 17 00에 따른다.

(1) 설계도면에는 여러 가지 부재의 크기, 단면, 상대적인 위치 등을 완벽하게 표현하여야 한다. 또한 바닥높이, 기둥중심 및 요철부의 치수 등을 표시하여야 한다.

(2) 트러스와 보의 치올림이 필요한 경우 설계도서에 기재하여야 한다.

(3) 스티프너와 가새에 대한 요구사항도 설계도서에 명시하여야 한다.

(4) 구조설계도서의 작성은 KDS 41 10 05(4.3.3)에 따른다. 또한, KDS 41 10 05(4.3.4)에 따른 구조설계도에는 용접재료의 강도와 고장력볼트의 설계방법 등을 포함한 접합부 설계에 대한 내용을 포함하여야 한다.

(1) 설계도면과 제작⋅설치도면의 표시방법은 건축물의 설계도서 작성기준을 따른다.

(2) 용접기호용접기호는 KS B 0052에 따른다.

(3) 검사기호검사기호는 KS B 0056에 따른다.

(1) 변형을 최소로 하기 위해 용접순서와 방법을 주의 깊게 조정해야 하는 접합부는 설계도서와 제작⋅설치도면에 명시하여야 한다.

(1) 이 장은 제작⋅설치도면, 제작, 공장도장, 설치 및 품질관리 상의 요구사항을 규정한다.

(2) 제작 및 설치는 설계도서에 표시된 요구품질이 확보되어야 한다.

(3) 제작 및 설치의 품질관리는 이 절에서 규정된 내용 이외에 KCS 14 31 00 의 규정을 따른다.

(1) 건축주는 강구조물에 대한 구조설계도면과 구조체공사시방서를 계약조건에 따라 공사용으로 적기에 제작⋅설치자에게 제공하여야 한다.

(1) 제작⋅설치자는 구조설계도면의 취지에 적합하 제작⋅설치도면을 작성하여 책임기술자의 승인를 받아야 한다. 필요시 책임기술자는 제작⋅설치도면에 대한 책임구조기술사의 구조검토를 제작⋅설치자에게 요구할 수 있다.

(2) 구조설계도면과 다른 방법의 접합상세 등을 적용할 경우에는 책임구조기술자의 서면승인을 받아야 한다.

(3) 제작⋅설치자는 용접설비와 용접방법에 따라 용접부의 유효단면적 등이 달라질 수 있으므로 용접접합상세와 계산근거를 책임구조기술자에게 미리 제출하여 구조검토를 받아야 한다.

(4) 기타 사항은 1.8.4~1.8.9에 따른다.

(1) 강구조의 제작자는 구조설계도서에 표시된 강구조제작의 품질확보를 위해 실제 제작 전에 제작도면 및 공장제작계획서를 작성하여야 한다.

(2) 제작도면 및 공장제작계획서에는 강구조물 구성요소의 제작에 필요한 용접과 볼트의 위치, 종류 및 크기 등을 포함한 필요한 모든 자료를 포함하여야 한다.

(3) 제작도면 및 공장제작계획서는 책임기술자의 승인을 받아야 한다.

(1) 강구조의 제작⋅설치자는 강구조물의 시공품질을 확보하기 위하여 공사착수 전에 현장설치계획서를 작성한다.

(2) 현장설치계획서는 책임기술자의 승인을 받는다.

(1) 제작도면, 공장제작계획서 및 현장설치계획서에는 용접 및 볼트접합부가 공장제작되는 부분과 현장제작할 부분을 명확히 구분하여 표기하여야 한다.

(2) 제작도면, 공장제작계획서 및 현장설치계획서에는 마찰형 고장력볼트의 밀착조임접합, 전인장조임접합, 미끄럼방지(마찰)접합에 대하여 명확히 구분하여 표기하여야 한다.

(3) 제작도면, 공장제작계획서 및 현장설치계획서는 제작 및 설치 시의 작업성과 경제성을 고려하여 작성한다.

(1) 강구조부재의 치올림, 굽힘 및 바로잡기는 국부적인 가열방법 또는 기계적 방법을 사용할 수 있다.

(1) 강재의 절단은 강재의 형상, 치수를 고려하여 최적의 방법을 선택한다.

(1) 상온 또는 가열하여 절단한 형강 및 판재의 단면은 구조설계도서에서 특별히 지시되어 있거나, 용접을 위한 면처리의 지시가 있는 경우에는 이에 따른다.

(1) 용접시공 및 용접부보수는 KCS 14 31 20의 해당규정에 따른다.

(1) 미끄럼방지(마찰)접합의 경우, 고장력볼트시공은 KCS 14 31 25의 해당규정에 따른다.

(2) 전인장조임접합의 경우, 볼트조임 방법에 대하여는 KCS 14 31 25의 규정을 따르나 접합부의 접촉면은 부재부분과 동일하게 처리한다. 다만, 다중도막이나 도막이 두꺼운 경우 시방 또는 설계기준에 따라 처리하여야 한다.

(3) 밀착조임접합인 경우, 임팩트렌치로 수 회 조이거나 또는 일반렌치를 사용하여 체결공이 최대한 조여서 피접합재가 견고하게 접촉된 상태로 조임하며 접합면은 부재부분과 동일하게 처리한다.

(1) 설계도서에서 부재의 접합부가 고장력볼트를 사용하여 밀착접합되도록 설계된 경우에 접합면은 상호부재가 충분히 밀착하도록 면처리가공을 하여야 한다.

(1) 강구조의 제작 및 설치에서 치수의 허용오차는 KCS 14 31 10의 해당규정에 따른다.

(1) 주각과 베이스플레이트는 부재력이 기초에 충분히 전달될 수 있도록 다음과 같은 조건을 만족하는 마감을 하여야 한다.

① 베이스플레이트 두께가 50 mm 이하이고 충분한 지압력을 전달할 수 있는 경우, 접합면을 밀처리를 하지 않을 수 있다.

② 베이스플레이트 두께가 50 mm 초과 100 mm 이하인 경우, 충분한 지압력을 전달할 수 있도록 접합면을 프레싱이나 밀처리를 통해 플레이트를 곧게 할 수 있다.

③ 베이스플레이트 두께가 100 mm 초과인 경우, 접합면을 밀처리하여야 한다.

④ 베이스플레이트 하부와 콘크리트기초 사이에는 무수축그라우트로 충전한다.

⑤ 베이스플레이트와 강재기둥을 완전용입용접할 경우, 접합면을 밀처리하지 않을 수 있다.

(1) 앵커볼트구멍은 강재의 형상, 치수를 고려하여 최적의 방법을 선택한다.

(1) 강구조공사 중 또는 사용 중에 각형강관이나 상자형단면으로 투수 가능성이 있는 경우, 방수처리하거나 배수구멍 등 적당한 방법을 통해 투수를 방지한다.

(1) 강구조부재의 일부 또는 전체를 아연도금할 경우, 아연 및 세척용액이 잘 흐르고 배수할 수 있도록 한다.

(1) 강재의 공장도장과 표면처리는 KCS 14 31 40의 해당규정에 따른다.

(1) 고장력볼트접합부가 미끄럼방지(마찰)접합인 경우에 마찰면은 공장제작 전에 청소하고, 도장은 하지 않는다.

(1) 기계가공마감면은 현장설치까지 그 면의 부식이 발생되지 않도록 하여야 한다.

(1) 현장용접을 하는 부분과 이에 인접하는 50 mm 이내의 구간에는 도장을 해서는 안 된다.

(1) 주각부는 지압에 대하여 충분히 지지할 수 있는 콘크리트나 조적 위의 정확한 위치에 수평을 유지하여 설치하여야 한다.

(1) 가설용가새는 시공 중에 예상되는 제반하중을 감안하여 필요한 위치에 설치하여야 하며, 안전을 위해 필요한 기간 동안 존치시켜야 한다.

(1) 구조물에 영향을 줄 수 있는 인접부가 충분한 강성을 갖게 되고 적합한 정렬이 이루어지기 전까지는 영구적인 볼트접합이나 용접접합으로 시공하여서는 안 된다.

(1) 기둥밀착접합이음에서 밀착면의 틈은 접합방법에 상관없이 2.0 mm 이하이어야 한다.

(2) 기둥의 밀착접합이음에서 밀착면의 틈이 2.0 mm 초과 6 mm 이하이며 책임구조기술자가 밀착면이 충분하지 않다고 판단한 경우, 밀착면의 틈을 경사지지 않은 연철강재심을 설치할 수 있다.

(1) 현장용접접합부분에서 인접한 표면에 공장도장이 되어 있을 경우, 그 표면을 쇠솔질하여 도장막을 제거한다.

(2) 콘크리트면과 인접하는 부분의 현장용접은, 앵커볼트나 부재에 과도한 응력이 발생하여 콘크리트의 박리나 균열을 유발하지 않도록, 온도팽창을 제어하는 방법으로 시행한다.

(1) 마무리도장, 청소 및 현장도장에 대한 내용을 설계도서에 명확히 규정하여야 한다.

(1) 구조물 설치기간 중 현장접합 부분은 예상되는 모든 고정하중, 풍하중 및 시공하중에 대하여 구조물이 안전하도록 볼트조임을 하거나 용접을 하여야 한다.

(1) 강구조의 제작 및 설치는 구조설계도서에 표시된 요구품질을 확보하여야 한다.

(1) 가능한 한, 책임기술자는 강구조 제작자의 공장에서 검사를 시행하여야 한다.

(2) 강구조 제작자는 책임기술자가 검사를 할 수 있도록 모든 장소의 출입을 허용하도록 협조하여야 한다.

(3) 책임기술자는 강구조 제작의 지장을 최소화할 수 있도록 일정을 조정하여야 한다.

(1) 책임기술자는 강구조의 제작이 이 기준에 부적당하다고 판단될 경우나 강구조 제작자의 품질관리에 의의가 생겼을 때 필요한 조치에 관하여 강구조 제작자와 협의하고, 승인을 거부할 수 있다.

(1) 용접검사는 KCS 14 31 20의 해당규정에 따른다.

(2) 승인된 용접검사자가 반드시 육안검사를 수행하여야 한다.

(3) 비파괴검사가 필요한 경우 비파괴검사 과정 및 승인조건을 구조설계도서에 명시하여야 한다.

(1) 마찰형고장력볼트접합부의 검사는 KCS 14 31 25의 해당 규정에 따른다.

(1) 제작자는 제작하는 자재의 규격별 및 운송단위별로 주요부재에 대한 강재재질의 확인이 용이하게 식별될 수 있도록 하여야 한다.

(1) 구조설계자는 반복하중에 의해 피로설계를 수행한 구조요소 및 그에 인접한 부재에 대하여 접합부상세 및 그 마감 정도를 구체적으로 제시한다. 구조설계자의 승인 없이는 설계변경이나 구조요소의 추가설치 등을 하지 않아야 한다.

(1) 구조물의 열화방지 및 보수·보강 등 유지관리를 구조설계 단계에서부터 고려하여야 한다.

(1) 구조설계자는 피로설계를 수행한 부재에 대하여 사용기간 중 정기검사 및 유지관리에 관한 시방을 작성하여 사용자에게 제시한다.

내용 없음.

(1) 건축물에 사용하는 강재를 위한 재료 규정은 KDS 14 31 05의 재료 규정보다 다음의 규정이 우선한다. KDS 14 31 05에서 허용한 강종이라도 일부 강종은 이 기준에서는 적용할 수 없다.

(1) 구조용 강재는 표 3.1-1에 나타낸 한국산업표준(이하 ‘KS‘라 한다)에 적합한 것을 사용한다.

(2) 냉간가공재 및 주강은 표 3.1-2에 나타낸 KS에 적합한 것을 사용한다.

(3) 용접하지 않는 부분에 사용되는 압연강재, 냉간가공재, 주철, 주강 및 단강은 표 3.1-3에 나타낸 KS에 적합한 것을 사용한다.

(4) 케이블은 표 3.1-4에 나타낸 KS에 적합한 것을 사용한다.

(1) 볼트, 고장력볼트, 턴버클 등은 표 3.1-5에 나타낸 KS에 적합한 것을 사용한다.

(2) 용접재료의 품질 용접재료는 표 3.1-6에 나타낸 KS에 적합한 것으로 하고, 모재의 재질 및 용접조건을 고려하여 적절히 선택한다.

(1) 철근 및 콘크리트의 품질은 KDS 14 20 00에 따른다.

(1) 구조용강재의 형상 및 치수는 표 3.1-1~표3.1-4에 나타낸 KS가 규정하는 정밀도 내에 있는 것으로 하고, 열간압연강재열간압연강재는 표 3.2-1에 나타낸 KS에 적합한 것으로 한다. 모든 강재는 라미네이션라미네이션 등의 유해한 내부결함 및 표면결함, 심한 녹 등의 유해한 표면결함이 없어야 한다.

(2) 볼트, 고장력볼트, 턴버클 등 접합요소의 형상 및 치수는 표 3.1-5에 나타낸 KS의 규정에 적합한 것으로 한다.

(3) 용접에 의한 조립재는 KCS 14 31 20에서 규정하는 제품정밀도표준에 합격하는 형상 및 치수로 한다.

(1) 표 3.1-1에 나타낸 구조용강재의 항복강도 및 인장강도 는 표 3.3-1에 나타낸 값으로 한다. 다만 강재 판두께 100 mm(HSA650, SM275TMC, SM355TMC, SM420TMC와 SM460TMC인 경우 80 mm) 초과인 경우 KDS 41 10 10에 따라 안전성이 인정되어야 한다.

(2) 표 3.1-2에 나타낸 구조용강재의 재료강도는 표 3.3-2에 나타낸 값으로 한다.

(3) 표 3.1-3에 나타낸 압연강재, 냉간가공된 강재, 주철, 주강 및 단강의 재료강도는 표 3.3-3에 나타난 값으로 한다.

(4) 표 3.1-4에 나타낸 케이블의 재료강도는 표 3.3-4에 나타난 값으로 한다. KS D ISO 8369 태경 강선 로프의 파단강도는 KS를 참조한다.

(1) 고장력볼트의 최소인장강도는 표 3.3-5에 나타낸 값으로 한다.

(2) 볼트일반볼트의 최소인장강도는 표 3.3-6에 나타낸 값으로 한다.

(3) 용접재료의 강도는 표 3.3-7의 값으로 한다. 용접재료는 책임구조기술자가 확인하고, 이를 구조감리자가 승인하는 절차를 통하여 선택 후 적용한다.

(1) 구조용 강재의 탄성계수탄성계수, 전단탄성계수전단탄성계수, 푸아송비푸아송비 및 선팽창계수선팽창계수 등의 재료정수는 표 3.4-1에 나타낸 값으로 한다.

(1) KDS 14 31 10(4.1)에 따른다.

(1) KDS 14 31 10(4.2)에 따른다.

(1) KDS 14 31 10(4.3)에 따른다.

(1) KDS 14 31 10(4.3.2.1.2)에 따른다.

(1) KDS 14 31 10(4.4)에 따른다.

(1) KDS 14 31 10(4.5.1)에 따른다.

(1) KDS 14 31 15에 따른다.

(1) KDS 14 31 25(4.1)에 따른다.

(1) KDS 14 31 25(4.3)에 따른다.

(1) 이 절은 구조설계자가 화재에 대하여 강구조 건축물의 기둥, 보, 벽, 바닥, 지붕 등 주요구조부의 내화설계를 수행하기 위한 규정이다.

(1) 수직하중 및 수평하중을 지지하는 주요구조부는 화재 시 소정의 시간동안 고온 및 고열에 견디어 하중을 지지할 수 있는 내화성능을 확보하여야 한다.

(1) 이 절은 건축법시행령 제56조에 의한 용도 및 규모에 해당되는 강구조 건축물의 주요구조부에 적용한다.

(1) 강구조 건축물의 주요구조부는 건축물의 피난⋅방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제3조에서 정하는 내화구조를 사용하여야 한다. 내화구조는 동 규칙 제3조 1호 또는 7호에 해당하는 것이거나 동 규칙 제3조 8호 또는 제27조 및 내화구조의 인정 및 관리기준에 의거 품질시험으로 내화구조의 성능기준을 확보한 것으로 인정된 구조이다. 또한 건축물의 피난규칙 제3조 8호 단서조항에 해당하는 경우 품질시험을 생략할 수 있다.

(1) 내화구조의 인정 및 관리기준에 따른 품질시험은 KS F 2257-1, 4, 5, 6, 7에 의한 품질시험방법에 따라 평가하여야 한다.

(1) 건축물의 피난⋅방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제3조 내화구조 제8호 단서조항에 의거 산업표준화법에 따른 한국산업규격으로 내화성능이 인정된 구조로 된 것은 품질시험을 생략할 수 있다.

(1) 이 절은 사용성 성능에 대한 요구사항에 적용한다.

(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 건축물의 사용성이 저해되지 않도록 설계한다.

(1) 사용하중에 의한 건축물의 수평변위는 내부칸막이벽과 외부마감재의 손상을 포함한 건축물의 사용성이 저해되지 않도록 설계하여야 한다. 그리고 부재의 강도설계용 하중조합에 의한 수평변위는 인접건축물과 충돌을 유발하지 않도록 하여야 하며, 설계기준에 제시된 수평변위 제한값을 초과해서는 안 된다.

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

(1) 바람에 의한 건축물의 흔들림은 거주자의 편안함을 저해하지 않도록 설계시 고려하여야 한다.

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

(1) 구조물의 사용성이 볼트접합부의 미끄럼으로 인해 저해될 수 있는 설계에서는 접합부의 미끄럼효과를 고려하여야한다. 이를 위하여 접합부에 미끄럼현상이 발생하지 않도록 설계하는 것을 원칙으로 한다.

(1) KDS 14 31 50에 따른다.

(1) KDS 14 31 60에 따른다.

(1) 이 절은 정적수직(중력)하중 하에 있는 기존구조물의 강도와 강성을 평가하는 방안에 대하여 취급한다. 구조물의 평가에는 구조해석이나 재하실험 또는 책임구조기술자나 도급계약서에 의해 요구될 경우는 해석과 실험을 모두 수행한다. 구조물의 평가를 위한 경우, 강종은 KDS 14 31 00에 나열되어 있는 것에 국한되지는 않는다. 이 절에서는 지진하중이나 진동을 유발하는 이동하중에 대한 재하실험방법은 취급하지 않는다.

(1) 기존 강구조에 대해 다음과 같은 평가가 요구될 경우 구조해석과 재하실험의 병용에 의해 평가를 수행할 수 있다

① 특정조합의 설계하중에 대한 구조물의 평가

② 하중에 저항하는 부재나 구조시스템의 설계강도의 결정이 요구되는 경우

③ 4.14.3, 4.14.4 혹은 계약문건 상에 명시된 경우

(2) 재하실험에 의해 평가를 수행하는 경우 책임구조기술자는 먼저 구조물을 해석하고 실험절차를 서면상으로 구체적으로 수립하여 실험 중에 발생할 수 있는 과도한 영구변형이나 붕괴사고를 방지할 수 있어야 한다.

(1) 책임구조기술자는 4.14.2.2~4.14.2.6의 규정에서 요구하는 특정의 실험방법과 실험부위를 결정해야 한다. 공사기록이 남아 있는 경우라면 소요실험의 개수를 줄이거나 생략할 수도 있다.

(1) 부재의 인장물성은 구조해석이나 재하실험에 의한 평가에 반영되어야 한다. 인장물성에는 항복응력, 인장강도, 연신율이 포함되어야 한다. 제철회사, 강구조제작업체가 보증한 시험결과보고서 혹은 KS의 관련 시험법을 따라 수행된 공인시험소의 실험결과를 사용해도 된다. 이와 같은 자료가 없을 경우에는 KS관련 규정에 따라 구조부재에서 시편을 채취하여 인장시험을 수행하여야 한다.

(1) 기존구조물의 보수나 변경에 용접이 사용될 것이 예상되면, 용접절차시방서의 작성에 참조할 수 있도록 강재의 화학적성분에 대한 검사가 필요하다. 제철회사, 강구조제작업체가 보증한 시험결과보고서 혹은 KS의 관련시험법을 따라 수행된 공인시험소의 실험결과를 사용해도 된다. 이들 자료가 없는 경우는 KS의 관련규정에 따라 인장시편을 사용하거나 동일위치에서 채취한 시편을 사용하여 성분분석을 수행하여야 한다.

(1) 후판의 형강이나 판재의 용접인장이음이 구조물의 성능에 결정적인 요인으로 작용하는 경우에는, 규정에 따라 샤르피V-노치인성값을 결정해야 한다. 만약 그 결과치가 관련규정을 만족하지 못하면 책임구조기술자가 보완조처의 필요 여부를 결정한다.

(1) 구조물의 성능이 기존의 용접접합부와 밀접한 연관이 있는 경우에는 용접재의 대표시편을 채취해야 하며 화학적 조성과 역학적인 특성에 대한 분석이 이루어져야 한다. 결함의 크기와 그 결함이 부차적으로 가져올 결과에 대한 판단을 해야 한다. 관련규정에 미달되면 책임구조기술자가 보완조처의 필요 여부를 결정한다.

(1) 대표 샘플을 면밀하게 살펴서 볼트의 규격을 확인한다. 육안으로 명확히 식별이 되지 않은 경우에는 샘플을 채취하여 KS관련 규정에 의해 인장강도를 결정하여 분류한다. 혹은 대안으로 최저강도로 가정할 수 있다.

(1) 평가에 필요한 모든 정보(스팬길이, 기둥높이, 부재간격, 가새위치, 단면치수, 두께 및 접합상세 등)는 현장조사를 통해 파악해야 한다. 혹은 몇몇 중요한 부분의 치수만을 현장조사로 확인한 후에 조사되지 않은 부분에 대한 것은 구조설계도면이나 제작도면의 치수를 사용할 수 있다.

(1) 부재와 접합부에 작용하는 응력(하중효과)은 구조물형식에 적합한 구조해석법을 적용하여 산정한다. 하중효과는 KDS 14 31 05와 KDS 41 10 15에서 명기된 하중과 하중조합을 사용하여 결정한다. 부재와 접합부의 설계강도는 KDS 14 31 10에서 KDS 14 31 25까지의 관련규정을 사용하여 결정한다.

(1) 필요하다면 사용하중으로 인한 변형을 계산하여 보고한다.

(1) 기존의 바닥이나 지붕구조물의 내하력을 실험에 의해 결정할 경우, 시험하중은 책임구조기술자의 계획에 따라 점진적으로 증가시켜야 한다. 각 하중단계마다 구조물의 손상 정도와 붕괴가능성에 대하여 정밀하게 외관조사를 수행하도록 한다. 이와 유사하거나 또는 비상상황이 발생하면 적절한 조치가 취해져야 한다.

(2) 구조물의 실험강도는 최고재하하중에 현장에서 확인된 고정하중을 더한 값으로 한다. 바닥구조물의 활하중에 대한 내하력은 실험강도를 1.2＋1.6에 등치시켜서 산정한다(여기서 는 그 구조물의 공칭고정하중, 은 공칭활하중을 의미한다). 바닥구조의 공칭활하중은 적용 가능한 하중기준을 기초로 계산된 값을 초과해서는 안 된다. 지붕구조에 대해서는 대신에 , 또는 등으로 대치해서 평가한다. 건축법에서 요구할 경우 좀 더 불리한 하중조합을 사용할 수 있다.

(3) 사용하중 수준을 초과하는 구조물의 비탄성거동이 확인되면 영구변형과 비탄성변형의 크기를 기록하기 위해 주기적으로 제하하도록 한다. 시험의 전체과정을 통하여 구조물의 변위는 재하 이전의 초기구조물의 위치를 기준으로 위험위치에서 모니터링한다. 최대시험하중이 1시간 유지되는 동안, 변형은 가력의 초기값보다 10% 이상 증가되지 않음이 입증되어야 한다. 기존구조물의 내하력이 적합함을 입증하기 위해 필요하다면 위의 과정을 반복할 수 있다.

(4) 영구변형의 크기를 결정하기 위해서 실험하중을 제거한 이후 24시간 동안의 구조물의 변형 역시 기록해야 한다. 허용 가능한 영구변형의 크기는 구조형식에 따라 변동하므로, 최대하중에 대한 영구변형에 대한 제한값을 이 조항에서는 적시하지 않는다. 전체구조물을 대상으로 한 재하실험이 부적절한 경우는 적어도 1개 스팬 이상으로 이루어진 가장 불리한 부분구조를 선정하여 이 실험을 수행한다.

(1) 재하실험에 의한 사용성 평가를 수행할 때, 점진적 재하를 통하여 사용하중에 이르도록 한다. 1시간 동안 변형을 관찰토록 한 후, 하중을 제거하고 변형을 기록한다.

(1) 기존의 구조물에 대한 평가가 완전히 끝나면 책임구조기술자는 평가를 문서화하여 보고서를 준비한다. 평가보고서에는 우선 평가에 적용한 방법을 분명히 기술되어야 한다(구조해석, 재하실험 또는 양자의 병용 등). 만일 재하시험을 사용했다면 하중, 하중조합, 계측된 하중-변위관계, 시간-변위관계가 보고서에 포함되어야 한다. 설계도서, 재료시험자료, 그리고 기타의 모든 유관정보 역시 평가보고서에 수록토록 한다. 마지막으로 평가대상 구조물이(모든 부재 및 접합부 포함) 적정의 내하력을 보유하고 있는지에 대한 여부를 분명하게 기술한다.

(1) 비탄성해석에 의한 설계는 이 절의 추가규정을 따라야 한다.

(1) 비탄성해석법은 하중저항계수설계법에 의한 구조설계에 허용된다.

(1) 비탄성해석법에 의하여 소성힌지의 발생이 예상되는 부재의 항복강도는 450 MPa을 초과하지 않아야 한다.

(1) 합성부재를 포함하여 KDS 14 31 10의 조밀단면조건과 4.15.7에서 규정한 비지지길이조건을 만족하는 큰보와 작은보의 설계에서 탄성해석법에 의하여 지점에 발생하는 중력하중에 의한 부모멘트의 크기는 10% 저감할 수 있다. 이 경우 최대정모멘트값은 부모멘트평균값의 10%를 더하여 계산한다.

(2) 캔틸레버 및 4.15.4∼4.15.8에 의한 설계에는 모멘트재분배에 의한 부모멘트저감을 할 수 없다.

(3) 큰보와 작은보에 강접으로 접합된 기둥부재의 설계 시, 휨과 압축의 조합력에 의한 기둥부재의 설계에 사용되는 기둥의 부모멘트는 10% 저감할 수 있다. 다만, 기둥축력의 크기가 0.15을 초과하지 않아야 한다.

여기서, ：부재의 총단면적, mm2

：강재의 항복강도, MPa

：압축저항계수(＝0.90)

(1) 휨과 압축의 조합력에 의해 소성힌지가 발생하는 부재는 플랜지와 웨브의 폭두께비가 KDS 14 31 10 표 4.3-2의 또는 아래의 값을 초과하지 않는 조밀단면이어야 한다.

① 휨과 축력을 받는 2축대칭인 H형강 및 각형강관의 웨브

가. 일 때

(4.15-1)

나. 일 때

(4.15-2)

여기서, ：강재의 탄성계수(＝200,000MPa)

：사용되는 강재의 항복강도, MPa

：KDS 14 31 10 표 4.3-2에 규정된 값, mm

：소요압축강도, N

：부재의 항복강도, N

：웨브두께, mm

：휨저항계수(＝0.90)

② 휨 또는 압축력을 받는 균일두께의 상자형 단면 및 강관의 플랜지, 플랜지의 커버플레이트, 파스너 혹은 용접부의 다이어프램 플레이트

(4.15-3)

여기서, ：KDS 14 31 10 표 4.3-2에 규정된 값, mm

：KDS 14 31 10 표 4.3-2에 규정된 값, mm

③ 휨을 받는 원형강관

(4.15-4)

여기서, ：강관의 외경, mm

：강관의 두께, mm

(1) 축력을 받지 않으며 골조의 횡방향안정성에 기여하지 않는 연속보는 1차비탄성해석 또는 소성기구해석법으로 설계할 수 있다.

(2) 가새골조와 모멘트골조는 안정성 및 2차효과(효과)가 적절하게 고려된 1차비탄성해석 혹은 소성기구해석법으로 설계할 수 있다.

(3) 구조물은 2차비탄성해석으로 설계해야 하며 조합력을 받는 부재, 접합부, 접합부와 연결된 부재의 소요강도는 2차비탄성해석으로 산정해야 한다. 이때 항복에 의한 강성의 변화를 고려한 변형된 형상에 대한 힘의 평형조건이 만족되어야 한다.

(1) 비탄성해석으로 설계된 가새골조에서 가새는 설계하중을 받을 때 탄성상태로 남아 있도록 설계되어야 한다. 기둥과 압축가새에 대한 소요축방향강도는 (0.85)를 초과해서는 안 된다.

여기서, ＝0.9

(1) 비탄성해석으로 설계된 모멘트골조에서 기둥의 소요축방향강도는 (0.75)를 넘어서는 안 된다.

여기서, ＝0.9

(1) 비탄성해석으로 설계된 기둥의 소요축방향강도는 4.15.5.1과 4.15.5.2의 제한값과 KDS 14 31 10(4.2)의 규정에 따라 결정된 설계강도 을 초과해서는 안 된다.

만약 기둥의 세장비 이 을 초과하지 않는다면 비탄성해석으로 설계할 수 있다.

여기서, ：부재의 횡방향비지지거리, mm

：좌굴면에 대한 단면2차반경, mm

(1) 비탄성해석으로 설계된 보의 소요휨강도 는 설계강도 을 초과해서는 안 된다.

여기서,

(4.15-5)

KDS 14 31 10(4.3)과 4.15.4의 조밀단면을 가진 부재인 경우 비탄성해석으로 설계할 수 있다.

소성힌지위치에 인접한 압축측플랜지의 횡방향 비지지거리 는 다음과 같이 정의된 값을 초과할 수 없다.

① 웨브면 내에 재하되며 인장측플랜지보다 작지 않은 압축측 플랜지를 갖는 1축대칭, 2축대칭 H형강의 경우

(4.15-6)

여기서, ：보의 횡지지점모멘트 중 작은 값, N⋅mm

：보의 횡지지점모멘트 중 큰 값, N⋅mm

：약축에 대한 단면2차반경, mm

는 복곡률 모멘트의 경우 정(＋), 단곡률 모멘트의 경우 부(－)로 한다.

② 각봉 및 대칭상자형 단면의 경우

(4.15-7)

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

(1) 휨과 축력을 받는 대칭인 부재의 비탄성해석은 KDS 14 31 10(4.4.1)에 따른다. 보-기둥에 가해지는 하중이 비틀림을 유발한다면 소성설계는 허용되지 않는다.

(1) 부재의 소성힌지영역 근처의 접합부는 소요하중에 의한 힘과 변형을 견딜 수 있는 충분한 강도와 연성을 갖도록 설계하여야 한다.