TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
② 트러스면 외의 유효좌굴길이는 부재의 골조길이로 함을 원칙으로 해야 한다. 다만, 수평브레이싱, 수직브레이싱 및 교문브레이싱에 의해 지지된 주트러스 현재 및 복부재는 그 지지점간을 유효좌굴길이로 한다.
③ 그림 4.10-3(a)에 표시된 부재와 같이 , 에 크기가 다른 압축력이 작용하고 트러스면 외에 버팀부재가 없는 경우, 부재 의 트러스면 외에 대한 유효좌굴길이()는 식 (4.10-1)에 의해 구할 수 있다.
여기서, ,는 부재 의 각 격간장 , 에 작용하는 압축력이며 이다.
또한 그림 4.10-3(b)에 표시된 K트러스의 수직재 와 같이 , 에 부호가 반대인 축력이 작용하고 트러스면 외에 부팀부재가 없는 경우, 부재의 트러스면 외에 대한 유효좌굴길이()는 식 (4.10-1)에 의해 구할 수 있다.
다만, 은 압축력의 절대치, 는 인장력의 절대치이다. 또한 이들 식은 부재 의 단면이 일정한 경우에 적용할 수 있다.
그림 4.10-3 축력이 다른 트러스 부재의 면외 유효좌굴길이
4.10.3 격점
(1) 연결판(gusset plate)
① 부재를 연결하는 연결판에 고장력볼트를 사용하는 경우에는 가급적 부재축에 대칭이 되게 배치해야 하며, 또한 부재와 연결판의 접촉면 전체에 걸쳐 배치한다.
② 트러스 및 이와 유사한 구조물의 주트러스에 대하여 두 장의 연결판을 사용하는 경우에는 그 각각의 연결판의 두께는 식 (4.10-3)에 의해 산출한 값 이상, 또는 11 mm 이상으로 한다.
여기서, : 연결판의 두께(mm)
: 연결판에 연결된 한 부재의 최대작용력(kN)
: 연결된 부재가 연결판에 접하는 부재의 폭(mm)
③ 연결판과 현재 또는 단주의 복부판을 일체로 하는 구조에서는 연결판의 두께는 복부판보다 얇게 해서는 안 된다.
(2) 격점에서 현재의 단면변화는 부재력이 작은 쪽에서 판두께를 변화시켜 여유길이를 충분히 확보해야 한다.
4.10.4 다이아프램 및 브레이싱
(1) 다이아프램
① 트러스의 격점, 트러스 부재의 중간부에서 수평브레이싱 등을 연결하는 곳과 현장이음부의 양쪽에는 다이아프램을 설치한다. 또한, 현장 이음부의 양쪽의 다이아프램은 밀폐형으로 한다.
② 트러스의 받침부, 가로보의 연결점과 같이 집중력이 작용하는 부분의 현재와 연결판에는 다이아프램을 설치하여 힘의 전달이 확실히 이루어질 수 있도록 한다.
(2) 브레이싱
① 수평브레이싱, 수직브레이싱 및 교문브레이싱은 주트러스와 함께 교량이 입체적인 기능을 유지할 수 있도록 충분한 강성을 확보해야 하며, 또한 그 배치가 적정해야 한다.
② 수평브레이싱이나 수직브레이싱에서 부재를 서로 교차시킬 경우에는 부재의 교점은 연결되어야 한다.
③ 수평브레이싱은 주트러스 현재의 응력 일부를 분담할 뿐만 아니라 중간 수직브레이싱의 영향에 의한 부가응력을 받는 경우가 있기 때문에 여유 있는 설계를 한다.
④ 하로 트러스교의 스트럿의 높이는 적어도 부착할 현재의 높이와 같게 한다. 또한 비재하현에 설치하는 수평브레이싱 부재를 현재에 연결하는 부분에서 수평브레이싱 높이가 현재 높이보다 낮고 스트럿이 그 부분에 없다면 수평브레이싱 부재의 연결부 부근을 현재 높이와 같게 확대해서 현재의 전 높이에 걸쳐 설치한다.
4.10.5 트러스의 2차응력
(1) 트러스의 설계에 있어서, 격점의 강결의 영향으로 인한 2차응력이 가능한 한 작게 되도록 설계한다. 주트러스 부재의 부재높이는 부재길이의 1/10보다 작게 하는 것이 바람직하다.
(2) 격점의 강결에 의한 2차응력이 무시할 수 없는 범위에 있는 경우에는 2차응력을 고려한 부재의 응력검토를 시행해야 한다.
4.10.6 포니트러스(pony truss)
가로보와 수직보강재로 형성되는 U형구조는 4.8.4에 규정하는 강성과 강도를 확보해야 한다. 단 이 경우에는 상부플랜지 대신에 현재의 값을 사용한다.
4.11 아치
(1) 4.11은 강아치교의 설계에 적용한다.
(2) 아치교의 하중집중점에서는 응력집중현상이나 복잡한 응력의 흐름이 생기므로 제작상의 작업성을 고려하면서 안전성 또한 합리적인 설계를 해야 한다.
(3) 아치축선의 계획
① 아치축선은 하중에 의한 압력선과 일치시키는 것을 원칙으로 한다.
② 아치축선은 하중에 의한 압력선과 일치시키는 것이 바람직하지만, 활하중 등의 변동하중이 있기 때문에 가능한 전체적인 응력의 균형을 고려하여 결정한다. 일반적으로 아치축선을 정하는 압력선을 구하는 하중은, 고정하중 또는 고정하중에 등분포 활하중의 1/2을 만재한 상태의 하중을 적용한다.
(4) 구조해석
① 아치리브에 발생하는 단면력은 축선이동의 영향을 받지만 일반적인 경우, 이 영향이 작아서 무시할 수 있으므로 미소변형이론에 기초하여 단면력을 계산한다.
② 단, 활하중에 의해 생기는 골조선의 모양의 변화가 4.11.2의 규정에 의해 검사하여 무시할 수 없는 경우에는 그 영향을 고려해야 한다.
③ 부정정력을 계산함에 있어서는, 아치리브 단면변화의 영향을 고려해야 한다.
(5) 단면 검토 및 좌굴에 대한 안정 검사
① 아치의 모양과 부재단면의 모양을 선정할 때에는 면내·외의 전체 좌굴이 생기지 않도록 배려함과 동시에 부재는 휨모멘트와 축방향력을 받는 부재로서도 안전하도록 설계한다.
② 아치리브는 열차의 편재하 및 부분재하의 모든 경우에 대해 해석하고 해당되는 단면을 검사한다.
4.11.2 변위의 영향
(1) 1개 아치구조당의 고정하중 강도가 식 (4.11-1)로 산출되는 w보다 큰 아치교에서는 고정하중과 활하중을 재하함에 따라 생기는 골조선의변위의 영향을 고려하여 주구조를 설계해야 한다. 그러나 보강거더에 축방향력이 생기는 아치교에서는 이것을 무시한다.
여기서, : 종탄성계수(MPa)
: 아치면 내의 휨에 대한 편측 아치 부재의 단면2차모멘트의 평균치(mm4), 보강아치의 경우에는 아치와 보강거더의 합을 취한다.
: 아치의 지간(mm)
: 아치의 높이(mm)
: 표 4.11-1에 표시한 아치의 면내좌굴계수
: 표 4.11-1에 표시한 보정계수
표 4.11-1 면내좌굴계수() 및 보정계수()

구조형식

0.00

0.10

0.15

0.20

0.30

무보강

아치

2힌지 아치

39.5

36.0

32.0

28.0

20.0

9

고정 아치

81.0

76.0

69.5

63.0

48.0

보강거더에 축방향력이 생기지 않는 2힌지

보강아치

측경간이 없는 경우

39.5

36.0

32.0

28.0

20.0

12

측경간이

있는 경우

0.00

81.0

76.0

69.5

63.0

48.0

0.25

63.0

58.5

52.5

47.0

34.5

0.50

55.5

51.5

46.5

41.5

30.5

0.75

51.5

48.0

43.0

38.5

28.5

1.00

49.0

45.5

41.0

36.5

27.0

2.00

45.0

41.0

36.5

32.0

22.5
여기서, ⒜ (4.11-2)
: 보강거더의 측경간의 지간(mm)
: 면 내의 휨에 대한 편측 아치부재의 단면2차모멘트의 평균치(mm4)
: 편측보강거더의 단면2차모멘트의 평균치(mm4)
⒝ 및 가 표 4.11-1에 표시한 값의 중간 값으로 될 경우에는를 선형적으로 보간하여 산출한다.
⒞ 2힌지 보강아치로서인 경우 는 2힌지 무보강아치의 값을 사용한다. 다만, 는 12를 사용하는 것으로 해야 한다.
4.11.3 아치의 좌굴
(1) 면내 좌굴
① 면내 좌굴에 대한 안정검토
가. 아치교에 작용하는 수평력()는 식 (4.11-3)을 만족해야 한다.
여기서, : 아치교에 작용하는 교축방향 수평반력(N)
: 안전률(S.F.=1.7)
: ②항의 한계수평력(N)
② 한계수평력
가. 2힌지 아치교 이외의 경우에 대해서도 한계수평력()은 식 (4.11-4)와 같이 쓸 수 있다.
여기서, : 표 4.11-2의 면내좌굴계수로서 양단핀의 2힌지 아치의 경우 식 (4.11-5)와 같다.
(2) 면외좌굴
① 적용범위
가. 아치의 간격이 지간에 비하여 작은 아치교에서는 면외좌굴에 대한 안전성을 검토해야 한다.
나. 지간과 아치의 간격의 비가 20 이하이고, 이 1/6 이하이며 충분한 브레이싱이 설치된 아치교에서는 일반적으로 면외좌굴에 대한 검토가 필요치 않다.
다. 아치교의 면외좌굴은 그림 4.11-1에 표시한 재하상태에 대하여 검토하는 것을 원칙으로 한다.
여기서, : 주구조에 작용하는 등분포 고정하중 및 활하중
그림 4.11-1 면외좌굴의 검토에 사용하는 재하 상태
② 면외좌굴에 대한 안정검토
가. 아치축선이 연직면 내에 있고 대칭 포물선을 이루며, 부재가 대체적으로 같은 높이의 아치에서 브레이싱이 4.7의 규정에 준하여 설치되어 있을 경우에는 아치의 면외좌굴의 검토는 식 (4.11-6)을 따른다.
여기서, : <그림 4.11.1>에 나타낸 재하에 의하여 편측 아치부재에 작용하는 축방향력의 수평성분(N)
: 편측 아치부재의 총단면적의 평균치(mm2)
: 편측 아치부재의 /4점의 허용축방향 압축응력(MPa)
단, 유효좌굴길이(mm) 및 단면2차반지름(mm)은 ③항을 따른다.
③ ②의 검토에 있어서 유효좌굴길이( ) 및 단면2차반지름( )은 각각 식 (4.11-7)을 따른다.
}

(4.11-7)
여기서, : 편측 아치부재의 연직축 주위에 대한 단면2차모멘트의 평균치(mm4)
: 아치축선의 간격(mm)
: 표 4.11-2에 표시한 값, 여기서 의 중간값에 대해서는 선형보간해야 한다.
: 식 (4.11-8)에 규정하는 값
}

(4.11-8)
: 그림 4.11-1의 재하상태에 있어서 행어 또는 지주가 분담하는 하중을로 보고 구해지는 의 값. 다만, 상로 보강 아치에서 아치와 보강 거더를 아치 크라운부위에서 강결하지 않았을 때는 로 한다.
표 4.11-2 면외좌굴에 대한의 값

아치높이의 비

단면

0.05

0.10

0.20

0.30

0.40

= 일정

0.50

0.54

0.65

0.82

1.07

0.50

0.52

0.59

0.71

0.86
4.11.4 부재의 설계
(1) 아치리브
① 아치리브는 축방향 압축력과 휨모멘트를 동시에 받는 부재로서 설계함을 원칙으로 한다.
② 좌굴의 검토에 사용할 환산 휨모멘트의 산출에 있어서는 부재단면의도심의 골조선에 대한 편심량 및 부재축선이 곡선을 이루는 경우 서로 인접하는 격점을 잇는 직선과 부재축선과의 간격을 고려해야 한다. 이 경우 격점의 휨모멘트보다 격간 중앙점의 휨모멘트가 크다면 큰 것을 환산 휨모멘트로 하여도 무방하다. 또한, 아치 곡선이 연속 곡선인 경우에 서로 인접하는 격점을 잇는 직선과 아치축선과의 격간 중앙점에 있어서의 간격은 식 (4.11-9)로 구한다.
여기서, : 아치축선과 서로 인접한 격점을 잇는 직선과의 간격(mm)
: 격점수
③ 4.11.2에 규정된 변위의 영향을 고려할 필요가 없이 아치축선이 각 격점 간에서 직선을 이루며, 부재단면에 편심이 없고 부재높이가 격간의 1/10 이하이면서 아래의 조건을 충족시키는 경우에는 아치부재를 축방향력만을 받는 부재로 설계한다. 또한, 이 경우의 유효좌굴길이는 격간 길이를 적용한다.
여기서,: 아치부재의 부재높이의 전길이에 걸친 평균값(mm)
: 보강거더의 부재높이의 전길이에 걸친 평균값(mm)
: 구조용 강재 및 용접부의 허용응력의 규정에 의한 아치부재의 허용축방향 압축응력의 평균값(MPa)
: 보강거더의 하부플랜지의 허용인장응력의 평균값(MPa)
:(보강 거더에 축력이 생기는 경우)
(보강 거더에 축력이 생기지 않는 경우)
: 아치부재의 세장비
(2) 보강아치교의 보강형은 축방향 인장력과 휨모멘트를 동시에 받는 부재로 설계한다.
(3) 행어 또는 지주
① 행어 또는 지주의 단면력을 산출할 때는 이들 양단에서 아치면 내의 변형에 대해서는 핀이라고 가정한다.
② 행어 또는 지주를 보강거더 또는 아치리브에 연결시키는 세부구조의 설계에 있어서는, 연결부에 응력집중이나 2차응력의 발생으로 인한 결함이 생기지 않도록 주의해야 한다.
③ 행어의 경우, 풍하중에 의한 진동과 사용성, 안정성을 검토해야 한다.
④ 행어의 허용응력은 강선 또는 강봉의 인장강도의 33%를 취하는 것을 원칙으로 하나, 하로아치교의 아치부재에 정착구를 핀으로 연결하는 형식의 평행강선 케이블을 사용하는 경우에는 그 시공실적과 정착구조에 대한 상세검토에 근거하여 허용응력을 별도로 정할 수 있다.
(4) 브레이싱
① 아치교에는 충분한 강도의 수평 및 수직브레이싱을 설치해야 한다. 이중 수평브레이싱은 풍하중과 같은 횡하중에 저항하는 구조이므로 소요강도를 갖고 있어야 할 뿐 아니라, 두 개의 아치리브를 일체로 만들어 아치교의 면외좌굴에 대한 저항을 높이기 위해 필요한 강도부재이므로 이에 따른 충분한 강도를 갖도록 설계해야 한다.
② 브레이싱을 생략하는 경우에는 아치리브 자체는 물론 전체 구조의 안정성 확보에 충분한 안전율을 확보해야 한다.
③ 다이아프램 - 아치리브와 보강형의 행어 연결부, 주요부재의 브레이싱연결부, 받침부, 가로보의 연결부와 같이 집중력이 작용하는 지점부에는 다이아프램을 설치하여 힘의 전달이 확실히 되도록 한다.
4.11.5 극한강도의 검사
(1) 4.11.2의 규정에 의하여 변위의 영향을 고려할 경우에는, 고정하중의 1.7배 및 충격을 포함한 활하중의 1.7배에 의하여 생기는 응력은 식 (4.11-11)에 표시한 응력 를 넘어서는 안 된다.
= (인장응력의 경우)
(압축응력의 경우) (4.11-11)
여기서,: 구조용 강재 및 용접부의 허용응력의 규정에 표시한 허용축방향 인장응력(MPa)
: 구조용 강재 및 용접부의 허용응력의 규정에 표시한 국부좌굴에 대한 허용축방향 압축응력(MPa)
(2) 그러나 4.4의 규정에 따라 부재의 폭-두께비를 완화한 경우는 본 설계기준에 의한 최대폭-두께비 완화에 따른 허용압축응력을 적용한다.
4.12 라멘구조
(1) 4.12는 라멘구조를 사용하는 교량의 상부구조 및 강교각의 설계에 적용한다.
(2) 구조해석에 이용하는 골조선은 부재중심선으로 하며, 라멘의 계산에 있어서는 각 부재마다 강도를 가정하여 단면력을 산출한다.
(3) 라멘교각을 설계할 때의 활하중은 상부구조의 반력이 라멘의 고려하는 점에 대해서 가장 불리하게 되도록 상부구조에 재하해야 하며, T형교각의 경우에는 상부구조의 활하중에 의한 최대 반력을 사용한다. 이때 상부구조가 라멘교각상에서 연속구조가 아닌 경우 인접하는 두개의 상부구조에 작용하는 활하중에 의한 지점반력 가운데 고려하는 점에 큰 영향을 주는 쪽을 사용한다.
(4) 라멘구조의 설계에서는 활하중에 의한 충격을 고려해야 한다. 또한 라멘구조를 지지하는 기초구조의 회전이나 상대적 이동이 예상되는 경우 그 영향을 고려해야 한다.
(5) 기호
: 전단지연을 고려한 수직응력(MPa)
: 허용인장응력(MPa)
: 작용전단응력(MPa)
: 허용전단응력(MPa)
: 거더의 플랜지 두께(mm)
: 다이아프램의 복부판 두께(mm)
: 다이아프램의 플랜지 두께(mm)
: 베이스 플레이트의 판두께(mm)
: 거더 및 기둥의 단면적(mm2)
: 거더 및 기둥의 단면계수(mm3)
4.12.2 설계일반
(1) 모서리부의 설계
① 설계휨모멘트
가. 모서리부에 작용하는 휨모멘트는 그림 4.12-1의 A-A 단면에 대해 , B-B 단면에 대해 를 사용하여 단면을 결정해야 한다.
그림 4.12-1 모서리부의 설계휨모멘트
② 모서리부 응력의 검토
가. 플랜지 단면은 전단지연을 고려한 수직응력에 대하여 설계해야 한다. 또한 수직응력은 플랜지와 복부판이 분담하는 것으로 해야 한다. 다만, 원형 단면의 기둥과 박스형 단면의 거더 모서리부는 복부판을 끼워 넣지 않는 것으로 하고 수직응력은 플랜지 단면만으로 부담하도록 설계한다.
나. 거더 또는 기둥 플랜지의 수직응력은 그림 4.12-2의 AD 또는 AB부분에서 전단응력의 부호가 바뀌기 때문에 집중하중을 받는 것과 동일한 조건이 되고 전단지연에 의한 응력의 증가를 고려하여 결정한다.
다. 플랜지의 최대수직응력은 휨모멘트와 축력에 의한 수직응력과 전단지연에 의한 수직응력을 합한 값이며 다음의 방법에 의해 구한다.
(가) 휨모멘트와 축력에 의한 수직응력
}

(4.12-1)
(나) 전단지연에 의한 수직응력
}

(4.12-2)
(다) 플랜지의 최대수직응력
(4.12-3)
여기서, : 거더 및 기둥에 작용하는 휨모멘트(N·mm)
: 거더 및 기둥에 작용하는 축방향력(N)
: 거더 및 기둥에 작용하는 전단력(N)
: 의 응력. 즉, 거더와 기둥의 외측 및 내측 플랜지의 휨모멘트 및 축방향력에 의한 응력(MPa)
:AD 및 AB 단면의 전단지연에 의한 플랜지 응력(MPa)
: 거더 및 기둥의 플랜지 최대응력(MPa)
: 거더 및 기둥의 플랜지 단면적(상·하 동일 플랜지의 전체면적)(mm2)
: 거더 및 기둥의 복부판 단면적(좌·우 복부판의 전체면적)(mm2)
:에 대한 값으로 식 (4.12-2) 또는 그림 4.12-3으로 부터 구해야 한다.
: 복부판 중심간격(mm)
: 거더 및 기둥의 플랜지 중심간격(mm)
: 플랜지의 집중력. 그림 4.12-2로 거더의 전단지연응력은 기둥의 것을, 기둥의 전단지연응력은 거더의 것을 사용해야 한다.
}

(4.12-4)
그림 4.12-2 모서리부에 작용하는 외력
그림 4.12-3 전단지연의 추정도
라. 그림 4.12-4(a)과 같은 원형 단면의 기둥과 박스형 단면의 거더로 구성된 모서리부에서 거더 플랜지의 전단지연에 의한 응력은 원형기둥을 그림 4.12-4(c)의 개념을 이용, 그림 4.12-4(b)에 나타낸 것과 같은 박스형 단면으로 환산하여 식 (4.12-2)에 의해 계산한다.
그림 4.12-4 원형 기둥의 모서리부
마. 복부판의 판두께는 전단응력에 의해 결정한다. 다만, L. S. Beedle의 방법으로 전단응력으로 검토시 허용전단응력 을 이하로 할 수 있다. 복부판의 최대전단응력을 상세해석에 의해 산출한 경우는 허용전단응력 4.2.1에 규정된 이하가 되도록 한다. 복부판의 전단응력은 식 (4.12-5)에 따라 구한다.(그림 4.12-2 참조)
(4.12-5)
여기서, : 기둥에 작용하는 보의 플랜지로부터의 집중력(N)
: 보에 작용하는 기둥의 플랜지로부터의 집중력(N)
: 모서리부의 전단응력(MPa)
: 모서리부의 복부판 두께(mm)
바. 플랜지 및 복부판 단면은 식 (4.12-6)에 따라 합성응력을 검토해야한다.
(4.12-6)
여기서, ：전단지연을 고려한 수직응력(MPa)
：플랜지 단면에 대해서는 전단류이론에 의해 구한 전단응력, 복부판에 대해서는 L. S.Beedle의 방법에 의해 구한 전단응력(MPa)
: 4.2.2에 규정된 허용인장응력
: 4.2.2에 규정된 허용전단응력 또는 0.45
③ 다이아프램
가. 다이아프램의 최소판두께는 박스형보 하부플랜지 판두께 이상으로 하고, 재질은 거더 플랜지의 재질과 동일한 것으로 할 때, 다이아프램의 두께는 식 (4.12-7)로 구할 수 있다. 원형 단면 기둥 모서리부의 다이아프램 규격은 응력검토 결과에 따라 정하는 것을 원칙으로 하나, 식 (4.12-7)을 적용하거나, 다.항 의 조건을 만족할 경우에는 다이아프램의 응력계산을 생략할 수 있다.
(4.12-7)
나. 박스형 단면 모서리부의 다이아프램에는 모서리부의 플랜지와 동일두께 이상의 판을 사용해야 한다. 또한 모서리부의 다이아프램에 맨홀을 설치할 경우, 단면의 중앙 부근에 설치하고 단면손실분을 다이아프램의 두께를 증가시키거나 리브를 설치하여 보강하며, 이 리브와 다이아프램의 필릿용접은 응력을 전달할 수 있을 만큼 충분한 크기를 확보해야 한다.
다. 원형 단면 모서리부의 다이아프램 규격에 대한 경험적인 방법으로 다음 조건을 만족할 경우 응력검토를 생략할 수 있다. 이때 재질은 거더 플랜지의 재질과 동일 이상의 것으로 한다.
(가)
(나)
(다) 
(라)
(마)
여기서, ：원형 기둥의 반경(mm)
：맨홀의 반경(mm)
：거더의 플랜지 두께(mm)
：다이아프램의 복부판 두께(mm)
：다이아프램의 플랜지 두께(mm)
：다이아프램의 플랜지 폭(mm)
：다이아프램의 복부판 높이(mm)
그림 4.12-5 원형 기둥의 다이아프램
그림 4.12-6 리브의 설치
(2) 기둥 기초부의 설계
① 교각 기둥 기초부의 설계에 있어서 베이스 플레이트 하면의 콘크리트는 압축력에 저항하고, 인장력에 대해서는 앵커볼트 및 앵커프레임으로 저항하도록 설계한다.
② 베이스부의 설계
가. 앵커볼트의 인장응력 및 콘크리트의 압축응력은 합성단면의 중립축 위치를 고려하여 계산하며, 원형단면의 경우는 속빈 원형단면의 콘크리트 부재의 설계계산식을 이용하여 구한다.
나. 기둥 기초부에 작용하는 수평력은 앵커볼트로 저항하는 것으로 하며, 그 전단력은 모든 앵커볼트에 균등하게 분포하는 것으로 한다.
다. 베이스 플레이트의 두께 결정 - 베이스 플레이트의 설계는 특별히 엄밀한 해석을 행하지 않을 경우에는 식 (4.12-8)에 의해 구한다.
(4.12-8)
여기서, ：베이스 플레이트가 받는 휨모멘트(N·mm/mm)
：계수, 앵커볼트 구멍이 있는 구획에 대해 , 앵커볼트 구멍이 없는 구획
：베이스 플레이트에 작용하는 최대등분포압축력(MPa)
：리브의 내측간격(mm)
：계수. 표 4.12-1
(4.12-9)
여기서, ： 베이스 플레이트의 판두께(mm)≥25mm
또한, 앞 식에 의해 결정되는 판두께에 대해서는 전단응력에 대한 검토를 해야 한다. 베이스 플레이트에 작용하는 전단력()은
(4.12-10)
여기서, ：계수 표 4.12-2
표 4.12-1 휨에 대한 계수

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.25

1.5이상

0.0728

0.0764

0.0793

0.0817

0.0834

0.0847

0.0823
표 4.12-2 전단력에 대한 계수

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.25

1.5이상

0.750

0.717

0.685

0.656

0.628

0.570

0.527
라. 상하 베이스 플레이트 사이에는 리브를 설치하며, 리브의 판두께는 앵커볼트로 부터의 압축력, 전단력, 그리고 편심에 의한 휨모멘트를 검토하여 결정한다.
③ 앵커프레임의 설계
가. 앵커프레임은 베이스부로부터 작용하는 힘을 확실하게 기초 콘크리트에 전달할 수 있도록 설계한다.
나. 앵커프레임에는 앵커볼트 위치를 지점으로 한 연속 거더로서의 응력이 작용하고 앵커프레임의 상부 플랜지에는 콘크리트의 지압에 의한 판으로서의 응력이 작용하는 것으로 가정한다.
다. 앵커프레임에 작용하는 볼트축력은 복부판과 다이아프램의 지압에 의해 받는 것으로 해야 한다. 이 때 다이아프램의 간격은 너트의 마주보는 면사이의 거리 중에서 작은 것으로 한다.
라. 플랜지 판두께
(가) 판구조에 대한 계산 - 그림 4.12-7(a)에 있어서 콘크리트의 지압을 검토할 경우, ·A부분은 4변-고정으로 ·B부분은 3변-고정, 1변-자유인 판으로 보고 응력검토를 한다.
그림 4.12-7 앵커프레임의 구조
(나) 거더구조에 대한 계산 - 콘크리트의 지압에 대해서 볼트위치를 지점으로 고려하여 거더의 휨모멘트를 계산하고, 그에 따른 앵커빔 단면의 휨에 대하여 응력을 검토해야 한다. 이때 그림 4.12-7(b)에서와 같이 볼트구멍을 공제한 사선부분의 단면만을 고려한다.
(다) 합응력 - 콘크리트의 지압을 받는 플랜지의 판두께는 ㉮와 ㉯에서 계산한 응력의 합으로 검토하여 판두께를 결정한다.
(라) 전단저항면 - 인장력을 받는 앵커볼트군의 인발력에 대해서는 콘크리트의 전단저항면을 고려해야 한다. 이때 콘크리트의 허용전단응력은 주하중에 대해서＝ 0.5 MPa로 해야 한다.
4.12.3 구조상세
(1) 부재
① 거더 및 기둥
가. 부재의 판두께 변화는 그림 4.12-8에서 보는 바와 같이 화살표(⇨) 방향으로 변화를 주는 것을 표준으로 하며, 거더 및 기둥의 단면변화수는 설계조건과 경제성을 고려하여 적정하게 산정해야 한다. 또한 단면이 변할 때 인접하는 단면의 판두께 차이는 최대 12 mm를 기준으로 하고 모서리부로부터 일반 단면으로 이동하는 곳은 부득이한 경우 최대 20 mm까지 허용한다.
그림 4.12-8 판두께 변화의 방향
(1) 박스형 단면 (2) 원형 단면
그림 4.12-9 모서리부의 범위
나. 모서리부 단면으로부터 일반부 단면으로 이동하는 위치는 박스형 단면의 경우 모서리부로부터 거더의 복부판 간격의 1/2 이상, 원형 단면의 경우 외경의 1/2 이상 떨어진 지점으로 한다.(그림 4.12-9 참조)
다. 기둥부재로 원형 단면을 사용하는 경우 기둥의 외경은 1 m 이상으로 한다.
② 베이스부
가. 베이스 플레이트의 두께는 25 mm 이상이어야 한다.
나. 와셔의 두께는 22 mm를 표준으로 한다.
다. 앵커볼트의 지름은 50 mm 이상이어야 한다.
라. 와셔의 지름은 앵커볼트 지름의 2배 정도로 한다.
마. 기둥의 외측 연단과 앵커볼트 중심까지의 거리는 200 mm 이상이어야 한다.
③ 앵커프레임 - 앵커프레임과 베이스부 사이에는 설치 시 높이조정이 가능하도록 최소로 필요한 범위 내로 적절한 높이조절용 장치를 설치하는 것을 고려한다.
④ 다이아프램
가. 상부구조 교량받침부에는 상부반력을 전달하기에 충분한 강성을 갖는 다이아프램을 설치한다.
나. 교량받침부 이외의 일반부에 있어서는 5 m 이내의 간격으로 중간다이아프램을 설치하는 것을 원칙으로 한다. 다만, 원형 단면 기둥의 경우 외경의 3배 이내로 설치해야 한다.
다. 원형 단면 모서리부의 다이아프램은 그림 4.12-5와 같이 하는 것을 표준으로 한다.
⑤ 종리브
가. 박스형 단면의 플랜지 또는 복부판에는 좌굴방지를 위한 종리브를 설치한다.
나. 기둥단면에 사용하는 종리브의 재질은 플랜지 또는 복부판과 동일한 것으로 한다.
다. 박스형 단면의 폭 또는 높이가 1.5 m 이하인 경우 종리브는 단면 산정 시 고려하지 않는다. 또한 이 경우 종리브는 연결하지 않는다. 다만, 이음부에 있어서는 판의 국부좌굴에 대해 특별히 주의를 해야 한다.
(2) 맨홀
① 맨홀은 내부에 우수가 침투되지 않는 구조로 하고 강도 및 외관상 큰 지장이 없는 곳에 설치한다.
② 맨홀의 위치는 기둥의 경우 지상으로부터 2 m 이상인 위치에, 거더의 경우는 거더의 선단 혹은 상부 플랜지의 단면이 여유가 있는 위치에 설치한다.
맨홀의 최소치수는 400 mm×600 mm로 한다.
(3) 교량받침
① 강재교각상에 설치하는 교량받침은 용접에 의해 연결하는 것을 표준으로 한다.
② 교량받침의 용접은 거더의 상부 플랜지와 교량 받침사이의 높이에 따라 다음과 같이 적용해야 한다. 여기서는 네모서리 중에 제일 낮은 높이로 취한다.
가. < 130 mm인 경우 판 받침 사용
나. ≥ 130 mm인 경우 박스형 받침 사용
다만, 용접목두께가 12 mm를 초과하는 등 부득이한 경우에는 볼트로 연결해야 한다.
③ ·A, ·B, ·C의 판에 설치하는 세트볼트 구멍은 트랙형으로 하여 교축방향 및 교축직각방향의 가설오차를 흡수할 수 있는 구조로 해야 한다. 또한 ·A의 판에 설치하는 세트볼트구멍에는 세트볼트 설치 후 방수제를 충진하는 것으로 한다. t1 및 t2 는 최소 22 mm 이상으로 한다. 용접은 박스거더 받침의 조립용접 및 박스거더 받침의 보 플랜지로의 연결용접을 제외하곤 공장 또는 현장 중 어느 곳에서 시공한다.
④ 상향력이 작용하는 교량받침부의 용접은 안전성이 확보되도록 충분히 검토해야 한다.
그림 4.12-10 교량받침의 연결방법
4.12.4 라멘의 전체좌굴
(1) 라멘기둥의 유효좌굴길이()는 특별히 엄밀한 계산을 하지 않을 때는 표 4.2-4를 따른다.
(2) 축방향 압축력과 휨모멘트가 함께 작용하는 라멘부재의 좌굴에 대한 검토는 4.3.3의 규정을 따른다. 이 경우 허용압축응력()은 표 4.2-4에 표시한 유효좌굴길이()를 사용하여 4.2.2의 규정에 따라 구한다. 그러나 특수한 구조형식의 라멘이나 단면이 현저하게 변화하는 경우에 대해서는 별도로 엄밀한 검토를 해야 한다.
4.12.5 방식
흙 속 또는 수중에 있는 라멘구조의 기둥 부분은 피복콘크리트, 방식판, 방식도장 등으로 보호해야 한다. 또한 폐합단면인 경우에는 내부에 물이 고이지 않도록 물빼기 등의 구조상세에 주의해야 한다.
4.13 인성요구조건
4.13은 강교 및 강합성교에 적용되는 강재에 적용한다.
4.13.2 인성요구조건
(1) 국내의 지역별 온도구역은 표 4.13-1에 따르며, 인장 또는 교번응력을 받는 주부재의 사용 강재는 표 4.13-2에 따라서 샤르피 흡수에너지로 나타내는 저온인성 규격을 만족해야 한다.
(2) 인장 또는 교번응력을 받는 주부재의 최대 허용 판두께는 교량이 건설되는 지역의 온도구역에 따라 표 4.13-2에 규정한 값으로 한다.
표 4.13-1 국내 지역별 최저 공용온도에 따른 온도구역 구분

구분

최저 공용온도2) (T)

대상지역1)

온도구역

I

-15℃≤ T

부산, 울산, 광주 전체 지역

전라남도 전체 지역

경상남도 전체 지역

경상북도 해안 지역

제주도 전체 지역

온도구역

II

-25℃≤ T <-15℃

서울, 인천, 대구, 대전 전체 지역

경기도 동부를 제외한 지역

충청남도 전체 지역

전라북도 전체 지역

경상북도 내륙 지역

강원도 해안 지역

온도구역

III

-35℃≤ T <-25℃

경기도 동부지역(동두천, 이천, 양평 등)

강원도 내륙 지역

충청북도 전체 지역

주 1) 교량이 건설되는 지역의 온도구역 구분이 명확하지 않은 경우에는, 대상 지역의 기상청 관측자료를 기준으로 최근 30년 내 최저온도에 따라 온도구역을 구분한다.

2) 최저 공용온도(T)는 교량이 건설되는 지역의 최근 30년 내 최저기온(100년 재현주기 최저기온과 유사)을 말한다.
표 4.13-2 인장 또는 교번응력을 받는 주부재의 강종별 인성규격과 온도구역별 최대 허용 판두께

온도구역 및 강종

온도구역 Ⅰ

(-15℃)1)

온도구역 Ⅱ

(-25℃)1)

온도구역 Ⅲ

(-35℃)1)

구분

기호

충격시험3)

최대 허용 판두께2)(mm)

시험

온도

샤르피

흡수에너지

용접

구조용

압연

강재

SM275B

SM275C

SM275D

0℃

-20℃

-40℃

27J 이상

27J 이상

27J 이상

40

100

100

40

100

100

40

90

100

SM355B

SM355C

SM355D

0℃

-20℃

-40℃

27J 이상

27J 이상

27J 이상

40

100

100

40

80

100

40

70

100

SM420B

SM420C

SM420D

0℃

-20℃

-40℃

27J 이상

27J 이상

27J 이상

40

80

100

40

65

100

40

55

80

SM460B

SM460C

0℃

-20℃

47J 이상

27J 이상

65

75

55

60

45

50

용접

구조용

내후성

열간

압연

강재

SMA275B

SMA275C

0℃

-20℃

27J 이상

27J 이상

40

100

40

100

40

90

SMA355B

SMA355C

0℃

-20℃

27J 이상

27J 이상

40

100

40

80

40

70

SMA460

0℃

47J 이상

65

55

45

교량

구조용

압연

강재

HSB380

HSB380L

HSB380W

-5℃

-20℃

-5℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

85

100

85

70

95

70

60

80

60

HSB460

HSB460L

HSB460W

-5℃

-20℃

-5℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

70

95

70

60

80

60

50

65

50

HSB690

HSB690L

HSB690W

-20℃

-40℃

-20℃

47J 이상

47J 이상

47J 이상

55

80

55

45

70

45

40

60

40

주1) 선형보간법에 따라 최대 허용판두께를 산정할 때 사용되는 각 구역별 기준 공용온도.

주2) 교량이 건설되는 지역의 최근 30년 내 최저기온(T)를 알고 있는 경우, 주 1의 기준 공용온도에 따른 선형보간법을 적용하여 최대 허용판두께를 산정해도 좋다. 예를 들어 SM355C의 경우, 어느 지역의 최저기온(T)이 -20℃라면 구역 Ⅰ의 -15℃와 구역 Ⅱ의 -25℃를 기준으로 하여 최대 허용판두께는 90mm로 된다. 단, 최저기온의 범위가 -35℃≤T≤-15℃일 때만 선형 보간을 적용할 수 있다.

주3) KS B 0810 “금속 재료 충격 시험 방법”에 따라 측정하며 강재의 인성을 충격에 대한 에너지흡수능력으로 표현하는 값임.