Design Criteria 3 구조설계의일반사항

철골구조

3. 구조설계의 일반사항

Design CriteriaDesign Criteria

건축과 이수권

알기 쉬운 철골구조

3.1 3.1 개개 요요

3.3 3.3 구조설계방법구조설계방법

3.5 3.5 방화방화 및및 방청방청

3.4 3.4 안전율과안전율과 허용응력도허용응력도

3.2 3.2 하하 중중

Contents

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Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

3. 구조설계의 방법

4. 안전율과 허용응력도

5. 방화 및 방청

구조계획구조계획

구조계산 단계의 경우 안전성과 경제성만을 고려

안전성, 경제성을 포함한 기능성, 예술성 고려

구조설계구조설계 초기단계초기단계

구조형식, 구조재료, 개략적 부재크기 및 기초형식 결정

▶ 구조계획시 고려사항

- 구조형식에 따른 구조부재(기둥, 보 등), 특히 횡력저항 시스템의 형식과 위치 등을 충분히 고려

- 다양한 구조형식 검토 후 장단점을 건축주(Clients) 및 건축설계자(Architects)와 상시 논의

- 다양한 대안 제시 후 신속한 비교(경제성, 시공성)를 수행

▶ 구조계획시 고려사항

- 구조형식에 따른 구조부재(기둥, 보 등), 특히 횡력저항 시스템의 형식과 위치 등을 충분히 고려

- 다양한 구조형식 검토 후 장단점을 건축주(Clients) 및 건축설계자(Architects)와 상시 논의

- 다양한 대안 제시 후 신속한 비교(경제성, 시공성)를 수행

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중




안전성

Safety

구조설계의구조설계의 기본기본 목표목표

기능성

Function

건축적 기능에 필요한 최적의 사용성 만족 (층고 및

Span, 기둥크기 등이 중요)

경제성

Economy

하중조건 및 구조규준만족, 내구성 확보

최적의 설계를 통한경제성 확보 및 시공

성 고려

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중




구조설계의구조설계의 실무절차실무절차

설계조건의 정리 - 지반조건

- 허중조건

- 지반조건

- 허중조건

구조계획의 진행 - 힘의 명쾌한 흐름을 고려한 구조개념

- 시공성의 검토

- 힘의 명쾌한 흐름을 고려한 구조개념

- 시공성의 검토

구조해석의 진행 - 구조물의 이상화에 따른 상세구조해석

- 해석결과의 판단

- 구조물의 이상화에 따른 상세구조해석

- 해석결과의 판단

부재설계에 따른 상세설계 - 설계의도에 따른 상세설계- 설계의도에 따른 상세설계

구조설계도서의 작성-구조계산서 : 구조물의 안전성을 수치적으로 확인

-구조도면 : 구조설계자의 의도를 정확히 전달

-시방서 : 현장에서의 반영여부 결정

-구조계산서 : 구조물의 안전성을 수치적으로 확인

-구조도면 : 구조설계자의 의도를 정확히 전달

-시방서 : 현장에서의 반영여부 결정

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중




설계기준설계기준

▶ 건물설계기준 (Building Code)

용도에 따른 안전성, 공공성 등의 제반사항을 법률로 정해놓은 기준

건축법(시행령, 시행규칙), 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙, UBC (Uniform

Building Code), IBC (International Building Code), SBC (Standard Building

Code), BOCA/NBC(BOCA National Building Code), …

▶ 구조설계기준 (Structural Code)

구조물의 설계하중 및 구조부재의 안전성, 사용성, 내구성에 대한 구조적 기준

건축물 하중기준 2000, KCI-USD99, ACI 318-02, BS 8110(1985), Euro Code 3,

강구조 한계상태 설계기준 (1998), AISC-ASD(1989), AISC-LRFD(2001),

BS 5950(1990), Euro Code 4, …

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중




구조재료구조재료

▶ 구조재료의 선정

일반적 특성 단가, 수급성, 품질에 대한 신뢰도, 작업성 등

구조적 특성강도, 응력-변형관계, 온도에 따른 변화, 시간에 따른 변형특성(time-dependent behavior) 등

물리적 특성 형상, 무게, 연성도, 경도, 인성도, 취성도, 내구성, 내화성, 내화학성 등

▶ 구조재료의 분류`

Reinforced ConcreteReinforced Concrete Steel Steel

제작방법, 용도 등에 따라 구분

(CIP, PC, RC, PS, SRC 등)제작방법, 강도, 용도 등에 따라 구분

(SS400, SM490, SM490 TMC 등)

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중

토압 및 수압하중

온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




설계하중설계하중

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건





Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건





▶ 고정하중 (Dead Load)

p25, p422 참조

구조물 수명기간 동안 불변하는 하중으로 건물 자체의 무게를 포함한 중력방향의 정적하중

※ 고정하중의 산정 : 표준 마감재료는 단위면적 당 중량으로 산정하며, 슬래브 자중을 제외한 마감은

건축설계자에 따라 가변성이 큼 (최종 단계에서 확정되며 초기에는 경험에 근거

하여 산정)

예) 공동주택 : 온돌(판넬히팅)을 고려한 1.7 – 2.0 kN/m2 적용

사무실 : 0.60 kN/m2 적용

조적벽 0.5B : 면적 및 집중도에 따라 상당히 차이가 있으나, 대략 1.50 kN/m2 적용

▶ 활하중 (Live Load)

p26, p423 참조

사용시에 발생하는 하중으로 시간에 따른 변동폭이 큰 하중

※ 활하중의 적용 : 일반사무실 2.50 kN/m2, 주택발코니 3.0 kN/m2, 지하주차장(승용차로) 6.0 kN/m2※ 활하중의 적용 : 일반사무실 2.50 kN/m2, 주택발코니 3.0 kN/m2, 지하주차장(승용차로) 6.0 kN/m2

Steel Structure

건축과 이수권

▶ 고정하중 (Dead Load)1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




1.0 m

1.0 m

1.0

m

1.0 m

1.0 m

1 mm

※ 단위체적에 대한 중량

철근콘크리트 : 24 kN/m3

모르타르 : 20 kN/m3

철 : 7.85 kN/m3

대리석 : 26 - 29 kN/m3

※ 단위체적에 대한 중량

철근콘크리트 : 24 kN/m3

모르타르 : 20 kN/m3

철 : 7.85 kN/m3

대리석 : 26 - 29 kN/m3

※ 단위면적, 단위두께에 대한 중량

철근콘크리트 : 24 N/m2/mm

모르타르 : 20 kN/m2/mm

철 : 78.5 kN/m2/mm

대리석 : 26 - 29 kN/m2/ mm

※ 단위면적, 단위두께에 대한 중량

철근콘크리트 : 24 N/m2/mm

모르타르 : 20 kN/m2/mm

철 : 78.5 kN/m2/mm

대리석 : 26 - 29 kN/m2/ mm

1 m3

Steel Structure

건축과 이수권

▶ 고정하중 (Dead Load) : 단위면적당1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건



5. 방화 및 방청 ※ 모르타르

1 mm 당 : 20 N/m2/mm

3 mm : 20 x 3 =60 N/m2

※ 모르타르

1 mm 당 : 20 N/m2/mm

3 mm : 20 x 3 =60 N/m2

1 m2

1.0 m

1.0 m

1mm

1.0 m

1.0 m

3mm

※ 철근콘크리트

1 mm 당 : 24 N/m2/mm

150 mm : 24 x 150 =3,600 N/m2=3.6 kN/m2

※ 철근콘크리트

1 mm 당 : 24 N/m2/mm

150 mm : 24 x 150 =3,600 N/m2=3.6 kN/m2

Steel Structure

건축과 이수권

▶ 지붕층 고정하중 (Dead Load) 산정1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




재료명두께

(mm)단위중량

(kN/m/mm

단위면적당

중량

(kN/m2)

아스팔트방수 9 0.015 0.14

고름모르타르 15 0.02 0.30

천 장 - - 0.20

마감모르타트 25 0.02 0.50

경량콘크리트

콘크리트슬래브

합 계

1.080.01860

150 0.024 3.60

5.82

6030

고름모르타르아스팔트 방수경량콘크리트마감모르타르

1515

030

콘크리트 슬래브단열재

9

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건축과 이수권

▶ 고정하중 (Dead Load) 산정1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




25

콘크리트 슬래브

인조석

150

고름모르타르

5

천장 재료명두께

(mm)단위중량

(kN/m/mm

단위면적당

중량

(kN/m2)

경량칸막이 - - 1.00

천 장 - - 0.20

인조석 5 0.02 0.10

고름모르타르

콘크리트

슬래브

합 계

0.500.0225

150 0.024 3.60

5.40

Steel Structure

건축과 이수권


2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




1mm

1.0 m

1.0 m

1m2

단위하중(두께 1mm에 대해)

철근콘크리트 : 24 N/m /mm2

모르타르 : 20 N/m /mm2

Steel Structure

건축과 이수권


2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




20mm

1.0

m

1.0 m

1m2

철근콘크리트 : 두께 150 mm

0.024 kN/m/mm x 150 mm = 3.60 kN/m2

20mm 150mm

2

모르타르(양면) : 두께 20 mm

2 x 0.020 kN/m/mm x 20 mm = 3.60 kN/m2 2

Steel Structure

건축과 이수권


2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




D-t

보 자중

콘크리트 단위체적중량 x B x (D - t)

B

예] 2B1(B x D = 350 x 600)의 경우3

t

24 kN/m x 0.35 m x (0.5 - 0.15 ) = 2.94 kN/m

D

Steel Structure

건축과 이수권

▶ 활하중 (Live Load)1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




Steel Structure

건축과 이수권


2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




Steel Structure

건축과 이수권


2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 적재하중의 저감

영향면적이 40 m2을 초과하는 기둥, 기초, 보 및 연속보의 적재하중은 아래와 같은저감계수를 사용한다.

기둥 또는 기초의 경우 영향면적은 상층부의 영향면적을 합한 누계영향면적으로 한다.

영향면적은 기둥 또는 기초의 경우 부하면적의 4배, 큰 보 또는 연속보의 경우에는부하면적의 2배로 한다.

기둥 또는 기초의 경우 저감계수는 2층 이상인 경우 0.4 이상, 단층인 경우 0.5 이상으로 한다.

큰보와 연속보에 대한 저감계수는 0.7 이상으로 한다.

단순보와 슬래브는 적재하중을 감소시킬 수 없다.

(6)-(12)항 그리고 (14), (15)항의 적재하중은 저감시킬 수 없으나 기둥 및 기초는0.8까지 적용시킬 수 있다.

영향면적(A) p26

:0.436.0A

C += C : 영향면적에 따른 저감계수

A : 영향면적 (단, A ≥ 40 m2)

C : 영향면적에 따른 저감계수

A : 영향면적 (단, A ≥ 40 m2)

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 영향면적 A

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 예제

6,000 6,000

6,000

12,0

00

A

C

B

4,2003,8003,8001,200

1 2 3

AB

C

P 3 2P 1P

A: H-596x199x10x15

B: H-350x175x7x11

C: H-500x200x10x16

부재

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 마감조건

고정하중 – 인조석 마감 : 5 mm

고름모르타르 : 25 mm

슬래브 두께 : 120 mm

천 정 : 0.20 kN/m2

경량 칸막이 : 1.0 kN/m2

적재하중 : 2.50 kN/m2

외 벽 : 1.00 kN/m2

단위용적중량 – 인조석 : 20 kN/m3, 철근콘크리트 : 24 kN/m3

1. 바닥고정하중을 산정하시오.

2. 작은보 와 큰보 의 하중상태와 크기를 계산하고, 모멘트도와 전단력도를구하시오.

3. Bx2열에 작용하는 축력을 구하시오.

고정하중 – 인조석 마감 : 5 mm

고름모르타르 : 25 mm

슬래브 두께 : 120 mm

천 정 : 0.20 kN/m2

경량 칸막이 : 1.0 kN/m2

적재하중 : 2.50 kN/m2

외 벽 : 1.00 kN/m2

단위용적중량 – 인조석 : 20 kN/m3, 철근콘크리트 : 24 kN/m3

1. 바닥고정하중을 산정하시오.

2. 작은보 와 큰보 의 하중상태와 크기를 계산하고, 모멘트도와 전단력도를구하시오.

3. Bx2열에 작용하는 축력을 구하시오.

Steel Structure

건축과 이수권

1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

설계하중

하중 재료명두께

(mm)단위중량

(kN/m/mm

단위면적당

중량

(kN/m2)

경량칸막이 - - 1.00

고정하중

활하중 2.5 kN/m2 부분합 4.70

전체하중

천 장 - - 0.20

인조석 5 0.02 0.10

고름모르타르

콘크리트

슬래브

w = 2.5 + 4.7 = 7.2 kN/m2

0.500.0225

0.024120 2.88

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 구조모델링 및 부재력 산정

12,000

2.26 t/m

2.26 t/m

6,000

6,000

P=20.4 t

kNVmkNM

mkN

6.1352/126.228.4068/126.22

/6.220.132.72

0

=×=⋅=×=

=+×=ω

kNVmkNM

mkN

8.672/66.227.1018/66.22

/6.222

0

=×=⋅=×=

=ω

kNVmkNM

kNP

7.1042/60.12/4.2036.3098/60.14/64.203

4.2038.676.1352

0

=×+=⋅=×+×=

=+=

21.6 kN/m221.6 kN/m2

21.6 kN/m221.6 kN/m2

P=21.6 kNP=21.6 kN

A보A보

B보B보

C보C보

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 축력산정

기준층 축력 = A보의 반력+B보의 반력+2 x C보의 반력 + 기둥자중 x 층고

= 135.6 + 67.8 + 2 x 104.7 + 2.0 x 4.0 =420.8 kN

기준층 축력 = A보의 반력+B보의 반력+2 x C보의 반력 + 기둥자중 x 층고

= 135.6 + 67.8 + 2 x 104.7 + 2.0 x 4.0 =420.8 kN

3층 축력 = 420. 8 kN

2층 축력 = 420. 8 + 420.8 = 841.6 kN

1층 축력 = 841.6 + 420.8 = 1,262.4 kN

3층 축력 = 420. 8 kN

2층 축력 = 420. 8 + 420.8 = 841.6 kN

1층 축력 = 841.6 + 420.8 = 1,262.4 kN

기준층 축력 = 단위면적당하중 + 기둥자중 x 층고

= 7.2 x 6.0 x 9.0 + 2.0 x 4.0 = 396.8 kN

기준층 축력 = 단위면적당하중 + 기둥자중 x 층고

= 7.2 x 6.0 x 9.0 + 2.0 x 4.0 = 396.8 kN

보 자중 = (420.8 – 396.8)/(6 x 9) = 0.44 kN/m2 → 0.50 kN/m2 으로 가정보 자중 = (420.8 – 396.8)/(6 x 9) = 0.44 kN/m2 → 0.50 kN/m2 으로 가정

Steel Structure

건축과 이수권

p27, p424 참조1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 적설하중 (Snow Load)

눈이 구조체에 쌓여서 발생하며 지붕의 형상 및 기후에 따른 영향이 큰 하중

Sf = Cb Ce Ct Is Sg (kN/m2)Sf = Cb Ce Ct Is Sg (kN/m2)

중요도계수 지상적설하중

온도계수난방:1.0, 비난방:1.2

노출계수 :0.7

기본 적설하중계수

평지붕적설하중

※ 하중기준에서 정한 지붕의 활하중은 최소 1.0 kN/m2 이상이므로, 일반적으로 다설지역

이 아닌 경우에는 적설하중보다 지붕의 활하중이 더 크다.

※ 하중기준에서 정한 지붕의 활하중은 최소 1.0 kN/m2 이상이므로, 일반적으로 다설지역

이 아닌 경우에는 적설하중보다 지붕의 활하중이 더 크다.

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건축과 이수권

▶ 풍하중 (Wind Load)

p28, p425 참조1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




바람의 운동에너지가 압력형태의 위치 에너지로 변환되면서 발생하는 하중

Wf = pf A , pf= qzGfCpe1- qhGfCpe2Wf = pf A , pf= qzGfCpe1- qhGfCpe2

외압계수

밀폐형 구조골조용풍하중 내압계수

가스트영향계수

설계속도압

※ 세장한 고층빌딩의 경우에는 풍직각방향의 진동과 비틀림 진동, 와류진동, 공기력

불안정진동 등에 의한 동적 영향 및 사용성 평가 필요.

※ 세장한 고층빌딩의 경우에는 풍직각방향의 진동과 비틀림 진동, 와류진동, 공기력

불안정진동 등에 의한 동적 영향 및 사용성 평가 필요.

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 풍하중 (Wind Load)

A : 유효 수압면적 (m2)

pf : 구조골조용 설계풍력 (N/m2)

Gf : 가스트 영향계수

qh = 1/2 ρ Vh2 [지붕면 평균높이 h에 대한 설계속도압 (N/m2)]

qz = 1/2 ρ Vz2 [지표면에서 임의높이 Z에 대한 설계속도압 (N/m2)

Cpe1 : 풍상벽의 외압계수, Cpe2 : 풍하벽의 외압계수

A : 유효 수압면적 (m2)

pf : 구조골조용 설계풍력 (N/m2)

Gf : 가스트 영향계수

qh = 1/2 ρ Vh2 [지붕면 평균높이 h에 대한 설계속도압 (N/m2)]

qz = 1/2 ρ Vz2 [지표면에서 임의높이 Z에 대한 설계속도압 (N/m2)

Cpe1 : 풍상벽의 외압계수, Cpe2 : 풍하벽의 외압계수

Vh,z = Vo Kzr Kzt IwVh,z = Vo Kzr Kzt Iw

Vo : 기본풍속(m/s)

Kzr : 풍속의 고도분포계수

Kzt : 지형에 의한 풍속할증계수

Iw : 건축물의 중요도계수

Vo : 기본풍속(m/s)

Kzr : 풍속의 고도분포계수

Kzt : 지형에 의한 풍속할증계수

Iw : 건축물의 중요도계수

p425 참조

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




① 기본풍속 (Vo) : 30m/sec (서울)

포항, 울릉도, 구룡포, 감포, 오천, 홍해45

속초, 강릉, 양양, 주문진, 장항, 부산, 기장, 군산, 미성, 제주도40

동해, 삼척, 청주, 천안, 울산, 창원, 마산, 울진, 경주, 남해, 목포, 여수35

30

25

서울, 인천, 오산, 수원, 안산, 대전, 영덕, 광주, 나주, 보성, 순천, 영광

성남, 용인, 이천, 춘천, 인제, 태백, 단양, 대구, 영주, 구미, 밀양, 전주

ZoneVo (m/sec)

② 노풍도 및 가스트 영향계수 : B (Gf = 2.2)

장애물이 거의 없고, 주변 장애물의 평균높이가 1.5m이하인 지역 해안, 초원, 비행장

높이 1.5~10m 정도의 장애물이 산재해 있는 지역

저층건축물이 산재해 있는 지역

높이 3.5m 정도의 주택과 같은 건축물이 밀집해 있는 지역

중층건물이 산재해 있는 지역

대도시 중심부에서 10층이상의 대규모 고층건축물이 밀집해 있는 지역

주변지역의 지표면 상태

1.8D

1.9C

B

A

2.2

2.5

가스트영향계수(Gf)노풍도

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건축과 이수권

노풍도 A

노풍도 D노풍도 C

노풍도 B

▶ 노풍도1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




③ 중요도 계수 : I w = 1.0

0.81

0.95

1.00

1.10

중요도계수(Iw)

- 가설 건축물, 농가 건축물, 소규모 창고(3)

- 중요도 (특), (1), (3)에 해당하지 않는 건축물(2)

(1)

(특)

- 연면적 5,000㎡ 이상인 관람집회시설, 운동시설, 운수시설, 전시시설및 판매시설

- 5층 이상인 숙박시설, 오피스텔, 기숙사 및 아파트

-연면적 1,000㎡ 이상인 위험물저장 및 처리시설, 병원, 방송국, 전신전화국, 발전소, 소방서, 공공업무시설 및 노약자시설

-15층 이상 아파트

건축물의 용도 및 규모중요도

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건축과 이수권

풍향 풍향

평면 입면

풍상벽

Cpe1

풍하벽

Cpe2

L/B Cpe

풍상벽 0.8

- 0.5

- 0.3

≥ 4 - 0.2

- 0.7

2풍하벽qh

적용속도압

측벽

모든값

0-1

모든값

qz

qh

주) 기호 qz : 지붕면에서 높이 Z에 대한 속도압 ( N/m2 )

qh : 지붕면 평균높이 Z에 대한 속도압 ( N/m2 )

주) 기호 qz : 지붕면에서 높이 Z에 대한 속도압 ( N/m2 )

qh : 지붕면 평균높이 Z에 대한 속도압 ( N/m2 )

④ 벽면의 외압계수 (Cpe)1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




Steel Structure

건축과 이수권

p30, p428 참조

▶ 지진하중 (Earthquake Load)1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




지반운동에 따른 관성력에 의한 하중으로, 최대 발생지진에 대하여 심각

한 손상 및 인명피해 방지, 여진에 의한 피해 및 경제적 손실 최소화 목적

1. 1. 등가정적법등가정적법 지진의 영향을 등가의 정적하중으로 환산

2. 2. 동적해석법동적해석법

응답스펙트럼 해석법

(Response Spectrum Analysis)응답스펙트럼응답스펙트럼 해석법해석법

(Response Spectrum Analysis)

선형 시간이력해석법

(Linear Time History Analysis)선형선형 시간이력해석법시간이력해석법

(Linear Time History Analysis)

비선형 시간이력해석법

(Nonlinear Time History Analysis)비선형비선형 시간이력해석법시간이력해석법

(Nonlinear Time History Analysis)

Steel Structure

건축과 이수권

1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

등가정적해석법등가정적해석법

V = CsW : 밑면전단력

(1) 창고로 쓰이는 공간에서는 적재하중의 최소 25% (공용차고와 개방된 주차장 건물의 경우 적재하중은 포함시킬 필요가 없음.)

(2) 바닥하중 산정시 칸막이 하중이 포함될 경우, 칸막이 실제 중량과 0.5 kN중 큰 값

(3) 영구설비의 총하중

(4) 적설하중이 1.5 kN/m2이 넘는 평지붕의 경우, 평지붕 적설하중의 0 %

Cs : 0306.5.2에 따라 계산한 지진응답계수

W : 고정하중과 아래에 기술한 하중을 포함한 유효 건물중량

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건축과 이수권

▶ 지진응답계수 : Cs1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건 식(0306.5.2)에 따라 산정한 Cs는 다음 값을 초과하지 않아도 된다.

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

E

DSs

IR

SC

TIRSC

E

Ds

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= 1

그러나 Cs는 다음 값 이상이어야 한다.

EDSs ISC 044.0=

주기 1초에서의설계스펙트럼의

가속도

반응수정계수

중요도계수

건물의 고유주기

단주기 스펙트럼의가속도

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건축과 이수권

1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

① 기본진동주기(sec)

구 분 T

(a) 철골모멭트 골조 0.085 (hn)3/4

(b) 철근콘크리트 모멘트골조, 철골 편심가새골조 0.073 (hn)3/4

(a), (b)를 제외한 구조 0.049 (hn)3/4

hn : 밑면으로부터 최상층까지의 건축물의 높이(m)

단, 철근콘크리트와 철골 모멘트 저항골조에서 12층을 넘지 않고 층의 최소높이가 3 m 이상일 경우근사 기본진동주기 Ta는 아래의 식에 의해 구할 수 있다.

층수여기서 :,1.0 NNTa =

② 지역계수 : A = 0.11

지진지역 행정구역 지역계수(A)

지진지역 2를 제외한 전지역 0.11

0.07강원도북부, 전라남도 남서부, 제주도

1

2

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1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

③ 지반의 분류

상부 30 m에 대한 평균 지반특성지반

종류지반종류의 호칭 전단파속도

(m/s)표준관입시험

(타격회수/30 mm)비배수전단강도

(x10-3 N/mm2)

경암지반

SB 보통암 지반-

> 50

15에서 50

< 15

매우 조밀한 토사지반

또는 연암지반

단단한 토사지반

-

연약한 토사지반

SC 360에서 760 > 100

SD 180에서 360 50에서 100

< 50

1500초과

760에서 1500

180 미만

SA

SE

__N

__

us

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1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

단주기 설계스펙트럼 가속도 SDS

지진지역지반

종류 1 2

SA 2.0 M1)A 1.8 MA

3.0 MA

3.6 MA

5.0 MA

SB 2.5 MA

SC 3.0 MA

SD 4.0 MA

6.0 MA

2.5 MA

SE

1)M=1.33(이 경우 스펙트럼 가속도의 크기는 재현주기 2004년에 대한 2/3 수준의 극한하중임)

주기1초의 설계스펙트럼 가속도 SD1

0.7 MA0.8 MASA

지진지역지반

종류

3.4 MA

2.3 MA

1.6 MA

1

2.3 MASD

1.6 MASC

SB

3.4 MA

1.0 MA

2

1.0 MA

SE

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건축과 이수권

1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

④ 내진등급과 중요도계수

중요도계수(IE)

내진등급 건축물의 용도 및 규모도시계획구

역

그 외

지역

(특)

Ⅰ

Ⅱ

1.5 1.2

지진으로 인한 피해를 입을 경우 대중에게 큰 위험을 초래할수 있는 구조물

1.2 1.0

0.8

지진 후 피해복구에필요한 시설을 갖추고 있거나 유해물질을 다량 저장하고 있는 구조물

1.0

연면적 1천 제곱미터 이상인 위험물 저장 및 처리시설, 병원, 방송국, 전신전화국, 소방서, 발전소, 국가또는 지방자치단체의 청사, 외국공관, 아동관련시설, 노인복지시설, 사회복지시설 및 근로복지시설

15층 이상 아파트 및 오피스텔

연면적이 오천 제곱미터 이상인 공연장, 집회장, 관람장, 전시장, 운동시설, 판매 및 영업시설시설

5층 이상인 숙박시설, 오피스텔, 기숙사 및 아파트

3층 이상의 학교

내진등급 (특) 및 Ⅰ에 해당되지 않는 건축물내진등급 (특)이나

Ⅰ어디에도 해당되지 않는 구조물

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건축과 이수권

1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

⑤ 지진력 저항시스템에 대한 설계계수

설계계수

기본 지진력 저항시스템1)반응수정계수

R

시스템 초과강도계수

Ωo

변위증폭

계수 Cd

1. 내력벽 시스템

1-a. 철근콘크리트 전단벽 4.5 2.5 4

1-b. 철근보강 조적 전단벽 2.5 2.5 1.5

1-c. 무보강 조적 전단벽 1.5 2.5 1.5

2-a. 철골 편심가새골조(모멘트 저항 접합) 8 2 4

2-c. 철골 중심가새골조 5 2 4.5

3-a. 철골 모멘트골조 6 3 3.5

3-b. 철근콘크리트 중간 모멘트골조 5 3 4.5

2-d. 철골강판 전단벽 6.5 2.5 5.5

2-e. 철근콘크리트 전단벽 5 2.5 4.5

2-g. 무보강 조적 전단벽2) 1.5 2.5 1.5

3. 모멘트-저항 골조 시스템

3-c. 철근콘크리트 보통 모멘트골조 3 3 2.5

2. 건물 골조 시스템

2-b. 철골 편심가새골조(비모멘트 저항 접합) 7 2 4

2-f. 철근보강 조적 전단벽2) 3 2.5 2

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1. 설계기준

2. 구조재료

3. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

하중조합

4. 사용성 조건

5. 내구성 조건

⑤ 지진력 저항시스템에 대한 설계계수

설계계수

기본 지진력 저항시스템 반응수정계수R

시스템 초과강도계수

Ωo

변위증폭

계수 Cd

4. 중간 모멘트골조를 가진 이중골조 시스템

4-a. 철골 가새골조 5 2.5 4.5

4-b. 철근콘크리트 전단벽 5.5 2.5 4.5

4-c. 철골 강판전단벽 6.5 2.5 5

4-d. 철근보강 조적 전단벽 3 3 2.5

5-b. 철골 모멘트 1.25 2 2.5

6-a. 기타구조 3 2. 2.5

6. 기타구조

5. 역추형 시스템

5-a. 캔틸레버 기둥 시스템 2.5 2 2.5

1)시스템 상세는 각 재료별 설계기준 및 또는 신뢰성 있는 연구기관에서 실시한 실험, 해석 등의 입증자료를 따른다.

2)내진설계범주 C, D에 대하여 조적구조는 허용되지 않음.

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건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




동적해석법동적해석법

응답스펙트럼 해석법

(Response Spectrum Analysis)응답스펙트럼응답스펙트럼 해석법해석법

(Response Spectrum Analysis)지진발생시 구조체의 가속도, 속도, 변위의 최대응답

값을 나타내는 응답스펙트럼을 이용하는 해석법

시간이력해석법

(Time History Analysis)시간이력해석법시간이력해석법

(Time History Analysis)실제 지진에 대한 구조체의 반응이력을 계산하는 동

적 해석법

☞ 지반운동은 50년주기 발생 가능성 10%이상의 것을 사용하며, 해석에 사용하는 모드수는 수

평방향 응답의 계산에 포함되는 질량참여율이 90%이상이 되도록 하여야 한다.

☞ 동적해석에 의한 밑면전단력값이 등가정적해석법에 의한 값보다 작은 경우에는 등가정적해

석법에 의한 밑면전단력과 같도록 조정해야 한다.

☞ 지반운동은 50년주기 발생 가능성 10%이상의 것을 사용하며, 해석에 사용하는 모드수는 수

평방향 응답의 계산에 포함되는 질량참여율이 90%이상이 되도록 하여야 한다.

☞ 동적해석에 의한 밑면전단력값이 등가정적해석법에 의한 값보다 작은 경우에는 등가정적해

석법에 의한 밑면전단력과 같도록 조정해야 한다.

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1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 토압 및 수압하중

구조물의 지하외벽 설계시 고려되는 하중으로 흙의 성질 및 지하수의 위치에 따라 하

중의 크기가 달라지며 지표면에 재하되는 하중과 함께 고려된다.

토 압토토 압압

주동토압주동토압주동토압 옹벽이 배면토사와 반대로 변위하여 소성평형상태에 있는 경우의 토압

수동토압수동토압수동토압 옹벽이 배면토사 방향으로 변위하여 소성평형상태에 있는 경우의 토압

정지토압정지토압정지토압 벽이 변위하지 않을 때의 자연상태의 토압

수 압수수 압압 수압의 경우 작용하는 높이에 따라 1m당 1 tonf/㎡의 수압이 적용되며, 건물의 부상검토시 건물의 상재하중보다 수압이 클 경우에는 배수처리 및 영

구앵커 설치 검토가 필요 (시공단계시 검토도 필요함)

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1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




▶ 온도하중

구조물이 온도에 따라 신축하게 되고, 이러한 온도변화에 따라 발생되는 하중

검토가 필요한 구조물검토가검토가 필요한필요한 구조물구조물기온차가 큰 지역의 구조물, 대공간구조물, 굴뚝, 사일로, 축열조, 냉동창고, 길이가 긴 구조물, …

온도하중에 대한 대책온도하중에온도하중에 대한대한 대책대책1. 온도응력 검토후 구조적 보강설계

2. 구속되는 부분을 제거 (Expansion Joint 설치)

3. 구조물 내 환기나 공기조화 시스템 도입으로 온도차 최소화

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건축과 이수권

p33

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




특수하중특수하중

▶ 크레인하중

크레인의 운행시와 제동시 크레인을 지지하는 보와 기둥에 주는 수직력과 수평력을 의미

수직하중 : 크레인의 자중과 크레인이 들어올리는 짐의 무게의 합으로최대차륜하중이라고 하며 크레인 회사에서 주어지거나 표로 주어진다.

수평하중 : 운행 중인 크레인에 제동을 걸었을 때 크레인 자중과 들어 올린짐의 관성력에 의한 하중.

주행방향의 제동력 : 레일 상부에 작용하는 크레인 최대 차륜하중의10% 이상이어야 한다.

주행방향에 직각으로 작용하는 수평력 : 양중하중과 트롤리 무게의합(크레인의 다른 부분 무게는 제외)의 20% 이상이어야 한다.

수직하중 : 크레인의 자중과 크레인이 들어올리는 짐의 무게의 합으로최대차륜하중이라고 하며 크레인 회사에서 주어지거나 표로 주어진다.

수평하중 : 운행 중인 크레인에 제동을 걸었을 때 크레인 자중과 들어 올린짐의 관성력에 의한 하중.

주행방향의 제동력 : 레일 상부에 작용하는 크레인 최대 차륜하중의10% 이상이어야 한다.

주행방향에 직각으로 작용하는 수평력 : 양중하중과 트롤리 무게의합(크레인의 다른 부분 무게는 제외)의 20% 이상이어야 한다.

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크레인크레인 거더1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




Steel Structure

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1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




특수하중특수하중

▶ 충격하중

엘리베이터, 크레인, 모터 등과 같이 충격효과를 나타내는 적재하중을 지지하는구조물은 그 효과를 감안하여 적재하중을 증가시켜야 한다. 별도의 규정이 없는경우 아래에 따른다.

승강기의 지지부 ················································································ 100 %

운전실 조작 주행크레인의 지지보와 그 연결부 ··································· 25 %

펜단트 조작 주행크레인의 지지보와 그 연결부 ·································· 10 %

축구동 또는 모터 구동의 경미한 기계 지지부 ······································ 20 %

피스턴 운동기기 또는 동력 구동장치의 지지부 ·································· 50 %

바닥 또는 발코니를 지지하는 행거 ······················································ 33 %

승강기의 지지부 ················································································ 100 %

운전실 조작 주행크레인의 지지보와 그 연결부 ··································· 25 %

펜단트 조작 주행크레인의 지지보와 그 연결부 ·································· 10 %

축구동 또는 모터 구동의 경미한 기계 지지부 ······································ 20 %

피스턴 운동기기 또는 동력 구동장치의 지지부 ·································· 50 %

바닥 또는 발코니를 지지하는 행거 ······················································ 33 %

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건축과 이수권

267

하중의하중의 조합조합1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




지붕트러스와 단층골조지붕트러스와지붕트러스와 단층골조단층골조

고정하중 + 설하중

고정하중 + 풍하중

고정하중 + 설하중

고정하중 + 풍하중

고층건물고층건물고층건물

고정하중 + 적재하중

고정하중 + 적재하중 + 풍하중

고정하중 + 적재하중 + 지진하중

고정하중 + 적재하중

고정하중 + 적재하중 + 풍하중

고정하중 + 적재하중 + 지진하중

장기하중장기하중

단기하중단기하중

단기하중단기하중

풍하중이나 지진하중 등 단기하중의 작용에 의하여 생기는 부재응력에 대하여

서는 허용응력도를 33% 증가시킨다.풍하중이나 지진하중 등 단기하중의 작용에 의하여 생기는 부재응력에 대하여

서는 허용응력도를 33% 증가시킨다.

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건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




사용성사용성 조건조건

▶ 바닥판의 진동

구조물의 처짐 및 가속도를 제한하여 사용상

에 불편이 없도록 해야함

(NBC에서는 10년 재현주기에 대하여 0.002g를 한계값으로 제시)

▶ 변형 및 변위조건

바닥의 과다처짐은 사용상 문제 및 마감재 설치/유지에 어려움이 발생

하므로 허용값 이내가 되도록 부재별로 최소의 크기를 갖도록 해야함

(철골조의 경우 양단지지보 L/300이하, 캔틸레버 L/250이하)

가속도(g) 정 도

0.005 이하 감지할 수 없음

0.005~0.015 감지 시초

0.015~0.050 불쾌

0.050~0.150 매우 불쾌

0.150 이상 참기 어려움

진동에 대한 거주성능

수직처짐수직처짐수직처짐

- 전체변위 : 건물높이의1/400~1/600 정도의 경험적인 수치 사용

- 층간변위 : 지진하중에 의한 수평변위의 차 0.015h 이내수평변위수평변위수평변위

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중

고정하중

활하중

적설하중

풍하중

지진하중


온도하중

특수하중

하중조합

사용성 조건

내구성 조건




내구성내구성 조건조건

▶ Reinforced Concrete

부식에 대한 환경조건에 따라 허용되는 균열폭을 제한 (ACI 224 Report)

노출조건 허용균열폭 (mm)

건조한 공기 또는 보호막 0.41

습기, 습한공기, 흙 0.30

해빙 화학제 0.18

해수 및 해수살수 0.15

물을 담는 구조물 0.10

허용균열폭 (ACI 224 위원회)

Steel Structure

건축과 이수권

p34

구조설계의구조설계의 방법방법1. 개 요

2. 설계하중




구조효율의 한계구조효율의구조효율의 한계한계

항복점응력

최대소성강도

처짐한계

좌굴 및 불안정

피로와 취성파괴

항복점응력

최대소성강도

처짐한계

좌굴 및 불안정

피로와 취성파괴

허용응력도 설계허용응력도허용응력도 설계설계

p35

응력이 탄성의 범위 내에 있을 때에는 후크의 법칙을 따르고, 중첩의 원리가성립된다.부재의 단면은 주어진 설계하중 조건에 의해 계산된 부재응력이 구조체의 어느점에서도 정하여진 허용응력도를 넘지 않는다.탄성설계는 강재설계의 근간을 이루고 있으며 안정성에서는 신뢰성이 높다.구조체의 각 부재와 형태에 대하여 균일한 과하중 지지능력을 반영시키지 못해경제적이지는 못하다.

응력이 탄성의 범위 내에 있을 때에는 후크의 법칙을 따르고, 중첩의 원리가성립된다.부재의 단면은 주어진 설계하중 조건에 의해 계산된 부재응력이 구조체의 어느점에서도 정하여진 허용응력도를 넘지 않는다.탄성설계는 강재설계의 근간을 이루고 있으며 안정성에서는 신뢰성이 높다.구조체의 각 부재와 형태에 대하여 균일한 과하중 지지능력을 반영시키지 못해경제적이지는 못하다.

35.1

Steel Structure

건축과 이수권

p35

1. 개 요

2. 설계하중




소성설계법소성설계법소성설계법

강재의 연성에 의한 소성힌지 개념을 도입하여 최종적인 구조물의 붕괴가

일어나기까지 구조효율을 최대한으로 반영시키는 설계법.

극한하중은 예상되는 작용하중에 하중계수를 도입.

강재의 연성에 의한 소성힌지 개념을 도입하여 최종적인 구조물의 붕괴가

일어나기까지 구조효율을 최대한으로 반영시키는 설계법.

극한하중은 예상되는 작용하중에 하중계수를 도입.

한계상태설계법한계상태설계법한계상태설계법

하중저항계수 설계법(LRFD)이라고도 하며, 구조부재의 한계상태와 신뢰성에

대한 확률론적 결정을 고려하여 다중 하중계수와 저항계수를 적용하여

설계하는 방법이다.

우리나라는 1998년부터 강구조설계에 적용할 수 있으며 종래의

허용응력도설계법도 사용할 수 있음.

구조 부재가 저항할 수 있는 부재력과 하중에 의하여 작용되는 부재의 크기가

더 이상 기능을 발휘하지 못하는 상태를 말한다.

하중계수와 저항계수는 확률론적 수학모델을 사용하여 구한다.

하중저항계수 설계법(LRFD)이라고도 하며, 구조부재의 한계상태와 신뢰성에

대한 확률론적 결정을 고려하여 다중 하중계수와 저항계수를 적용하여

설계하는 방법이다.

우리나라는 1998년부터 강구조설계에 적용할 수 있으며 종래의

허용응력도설계법도 사용할 수 있음.

구조 부재가 저항할 수 있는 부재력과 하중에 의하여 작용되는 부재의 크기가

더 이상 기능을 발휘하지 못하는 상태를 말한다.

하중계수와 저항계수는 확률론적 수학모델을 사용하여 구한다.

Steel Structure

건축과 이수권

265

안전률과안전률과 허용응력도허용응력도1. 개 요

2. 설계하중




안전율안전율안전율

구조재의 안전률은 부재의 최대강도와 부재가 지지할 수 있는 예상 최대응력의

비로 정의한다.

안전율과 관련하여 부재의 최대강도는 강재나 알루미늄과 같은 연성재료는

항복강도로 하고, 콘크리트와 석재와 같은 취성재료는 파괴강도로 한다.

구조재의 안전률은 부재의 최대강도와 부재가 지지할 수 있는 예상 최대응력의

비로 정의한다.

안전율과 관련하여 부재의 최대강도는 강재나 알루미늄과 같은 연성재료는

항복강도로 하고, 콘크리트와 석재와 같은 취성재료는 파괴강도로 한다.

Steel Structure

건축과 이수권

1. 개 요

2. 설계하중




p265안전률과안전률과 허용응력도허용응력도

안전율에 영향을 끼지는 요인안전율에 영향을 끼지는 요인

강재의 강도는 가변적이고, 크리프, 부식, 피로 등에 의하여 현저하게 감소될 수 있다.

적재하중은 설계에서의 가정치에 잘 일치하지 않으며, 화재 등 극한상황에서

국부적으로 집중될 수 있다. 또한 태풍, 지진, 등 예측이 어려운 하중이 작용할 수

있다.

구조체의 해석방법에 따라 실제 거동과 상당한 오차를 가져올 수 있으며, 가공, 조립, 등 시공도에 따라 부재강도와 접합강도가 줄어들 수 있다.

잔류응력, 응력집중, 부재 단면적의 변화 등 예상치 않은 요소들이 구조체에 내포될

수 있다.

강재의 강도는 가변적이고, 크리프, 부식, 피로 등에 의하여 현저하게 감소될 수 있다.

적재하중은 설계에서의 가정치에 잘 일치하지 않으며, 화재 등 극한상황에서

국부적으로 집중될 수 있다. 또한 태풍, 지진, 등 예측이 어려운 하중이 작용할 수

있다.

구조체의 해석방법에 따라 실제 거동과 상당한 오차를 가져올 수 있으며, 가공, 조립, 등 시공도에 따라 부재강도와 접합강도가 줄어들 수 있다.

잔류응력, 응력집중, 부재 단면적의 변화 등 예상치 않은 요소들이 구조체에 내포될

수 있다.

Steel Structure

건축과 이수권

p265

안전률과안전률과 허용응력도허용응력도1. 개 요

2. 설계하중




허용응력도허용응력도허용응력도

강재의 허용응력도는 항복응력을 안전율로 나눈 것이다.

안전율은 하중의 형태에 따라 달라 일정하게 정할 수 없음.

접합에서는 응력의 분포가 복잡하여 종국강도를 기준으로 하여 허용응력도를

정한다.

장기 허용응력도는 고정하중과 활하중 등 장기간에 작용하는 하중에 대하여

부재가 안전하게 지지할 수 있는 하중지지 능력을 말하며 일반적인

허용응력도는 장기 허용응력도를 나타낸다.

단기 허용응력도는 장기하중에 태풍이나 지진과 같은 단기간에 작용하는

하중이 추가적으로 작용하는 경우의 허용응력도로 장기 허용응력도에

1.33배를 곱한 값으로 한다.

강재의 허용응력도는 항복응력을 안전율로 나눈 것이다.

안전율은 하중의 형태에 따라 달라 일정하게 정할 수 없음.

접합에서는 응력의 분포가 복잡하여 종국강도를 기준으로 하여 허용응력도를

정한다.

장기 허용응력도는 고정하중과 활하중 등 장기간에 작용하는 하중에 대하여

부재가 안전하게 지지할 수 있는 하중지지 능력을 말하며 일반적인

허용응력도는 장기 허용응력도를 나타낸다.

단기 허용응력도는 장기하중에 태풍이나 지진과 같은 단기간에 작용하는

하중이 추가적으로 작용하는 경우의 허용응력도로 장기 허용응력도에

1.33배를 곱한 값으로 한다.

Steel Structure

건축과 이수권

주요 구조용 강재의 재료강도 (MPa)주요 구조용 강재의 재료강도 (MPa)

p266

1. 개 요

2. 설계하중




강

도

강재종별

판두께

두께 40 mm 이하

두께 40 mm 초과

100 mm 이하

두께 100 mm 이하

Fy

FU

SS 400

SM 400

SN 400

SMA 400

SM 490

SN 490B, C

SMA 490

SCW 490-CF1)

SM

490 TMCSM 520

235 325 325 355 355 420

215 295 3252) 325 3552) 420

490 4902) 520400

SM

520 TMCSM 570

5202) 570

주) : 1)은 SCW 490-CF의 판두께 구분은 8 mm이상, 60 mm 이하

2)는 두께 80 mm 이하에만 적용됨

주) : 1)은 SCW 490-CF의 판두께 구분은 8 mm이상, 60 mm 이하

2)는 두께 80 mm 이하에만 적용됨

Steel Structure

건축과 이수권

허용응력도허용응력도허용응력도1. 개 요

2. 설계하중




존재응력 허용응력 비 고

인장응력 좌굴을 고려할 필요 없음

좌굴이 생기지 않는 경우

좌굴이 생기는 경우

전단응력 -

횡좌굴이 생기지

않는 경우

횡좌굴이 생기는

경우

휨응력

압축응력

AP

t =σ

AP

c =σ

thVv =

ZM

b =σ

5.1y

t

Ff =

nFf yPCP /})/(4.01{: 2λλλλ −=≤

2)//(277.0: PyCP Ff λλλλ =>

tPm

bbb f

Cilf })/(4.01{ 2

2

λ−=

)//(900 fbb Ahlf =

5.1y

c

Ff =

35.1y

s

Ff =

5.1y

b

Ff =

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Design Criteria 3 구조설계의일반사항