TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
강종

판두께

(mm)

HSB380

HSB460

HSB690

100

이하

0<≤7.5:

230

7.5<≤105:

230-1.63(-7.5)

>105:

784,000/

0<≤6.5

275

6.5<≤95

275-2.15(-6.5)

>95:

774,000/

0<≤5.5

415

5.5<≤75:

415-3.97(-5.5)

>75:

779,000/
(b) 휨압축응력(총단면적 기준)
강종

휨 축

SS235

SS275

SM275

SMA275

SM275-

TMC

SS315

SM355

SM355-

TMC

SS410

SM420

SMA420

SM420-

TMC

SS450

SM460

SMA460

SM460-

TMC

SS550

HSB380

HSB460

HSB690

강축에

대한 휨

표(a) 의 세장비대신에 다음 식으로 표시한 등가세장비를 사용.

여기서, Ⅰ형단면의 경우

박스거더단면의 경우

:

:

:

:

U형단면의 경우

약축에 대한 휨

140

165

190

215

245

250

270

275

330

230

275

415

주) ① 표(a)의 은 부재의 좌굴길이(mm), 은 고려하는 축에 대한 총단면의 단면 2차 반지름(mm)을 나타낸다. 또한 의 값은 표 4.2-3을 따른다.

② 표(b)의 은 플랜지의 고정점간거리(mm), 는 플랜지의 폭(mm)을 나타낸다. 다만, ∗표시의 는 박스거더단면 및 U형단면의 경우 복부판 중심간격(mm)을, 하로 플레이트거더의 경우 주거더 중심간격(mm)을 나타낸다. 는 플랜지의 두께()와 복부판 두께()의 비(), 는 복부판 높이()와 플랜지폭()의 비()이다.
표 4.2-3 부재의 좌굴길이

부재

트러스의 현재

트러스의 복부재(면외)

트러스의 복부재(면내)

수평브레이싱 및 수직브레이싱

골조길이

골조길이

골조길이의 0.9

골조길이
(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.
그림 4.2-1 상로 플레이트거더교
나. 상로 박스거더교: 1실박스거더의 경우에 좌굴길이()는 지간을 취하지만, 복선에서 좌우의 박스거더가 견고하게 연결되어 있을 때에는 그 간격을 로 본다.
그림 4.2-2 상로 박스거더교
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.
그림 4.2-3 하로 플레이트거더교
그림 4.2-4 세로보
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.
그림 4.2-6 상로 연속 박스거더교
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 4.2-8 드워프 거더교
아. 주트러스 부재 : 표 4.2-3을 따른다.(그림 4.2-9 참조)
그림 4.2-9 트러스
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 4.2.10 라멘교각
표 4.2-4 라멘구조의 좌굴길이

기둥의 받침조건

부재

힌지

고정

거더

기둥

라멘 면내

라멘 면외
여기서, : 그림 4.2-10 참조
: 기둥의 좌굴 계산시 기둥길이에 곱하는 계수
차. 아치교: 아치교의 경우는 4.11.3의 규정을 따른다.
4.2.3 허용피로응력
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.
표 4.2-5 적용 비율

부재지간 L (m)

적용비율

L ≤ 9m

100%

L > 9m

65%
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.
표 4.2-6 인장볼트의 허용피로응력범위(MPa)

반복횟수

F8T

F10T(S10T)

F13T(S13T)

10만 회

200

210

160

50만 회

110

120

90

50만 회 이상

100

110

80
표 4.2-7 응력반복횟수(N)

부재설명

휨부재 및 트러스부재의 지간(L) 및 하중조건

일정응력범위의 반복횟수(N)

분류 1 - 종방향 휨부재와 그 연결부, 단주를 포함하는 트러스 현재와 그 연결부

L > 30m

L ≤ 30m

2,000,000회 미만

2,000,000회 이상

분류 2 - 가로보와 연결부, 가로보의 반력만을 전달하는 트러스 행어, 부사재와 그 연결부, 트러스 복부부재와 그 연결부

양궤도 하중

단일궤도 하중

2,000,000회 미만

2,000,000회 이상

주) 표 4.2-7은 KDS 24 12 20(4.1.3)에 규정된 활하중에 의하여 설계된 교량에 적용한다.
표 4.2-8 허용피로응력범위() (단위: MPa)

상세범주

응력반복횟수(N)

2,000,000회 미만

2,000,000회 이상

A

168

168

B

126

112

B'

101

84

C

91

70 또는 841)

D

70

49

E

56

31

E'

40

18

F

63

56

주 1) 복부판과 플랜지의 수직보강재 용접부
4.2.4 볼트 및 핀의 허용응력
(1) 볼트의 허용력 및 허응응력은 표 4.2-10, 표 4.2-11, 표 4.2-12 및 표 4.2-13에 표시한 값으로 한다.
표 4.2-10 마찰이음용 고장력볼트의 허용력 (kN)(1볼트 1마찰면마다)

볼트의 등급

나사호칭

F8T

F10T

S10T1)

F13T

S13T1)

M20

31

39

39

50

50

M22

39

48

48

63

63

M24

45

56

56

73

73

M27

58

73

73

-2)

-2)

M30

71

89

89

-2)

-2)

주 1) S10T, S13T: T/S 볼트의 기계적 성질에 따른 등급을 나타내는 기호

2) 볼트등급 F13T의 나사호칭 M27과 M30은 본 기준에 포함되지 않음.

3) 모재의 허용지압응력으로 결정되는 허용력을 초과할 수 없음.
표 4.2-11 지압이음용 고장력볼트의 허용전단응력 (MPa)

볼트의 등급

B8T

B10T

B13T

허용전단응력

150

190

245
표 4.2-12 지압이음용 볼트를 적용한 모재의 허용지압응력 (MPa)

모재 및 연결판의

강종

강재판두께(mm)

SS235

SS275

SM275

SMA275

SS315

SM355

SMA355

16 이하

210

250

250

285

320

16 초과 40 이하

205

240

240

275

310

40 초과 75 이하

185

220

230

265

300

75 초과 100이하

185

220

220

265

295

100이상

175

210

210

250

275
모재 및 연결판의

강종

강재판두께(mm)

SS410

SS450

SM420

SM460

SMA460

SS550

16 이하

370

405

380

415

495

16 초과 40 이하

360

395

370

405

485

40 초과 75 이하

360

385

75 초과 100이하

350

380

100이상

340
모재 및 연결판의

강종

강재판두께(mm)

SM275

-TMC

SM355

-TMC

SM420

-TMC

SM460

-TMC

HSB380

HSB460

HSB690

100 이하

250

320

380

415

340

415

620
표 4.2-13 일반볼트의 허용응력 (MPa)

볼트의 등급

일반볼트 강도구분 4.6 *

허용전단응력

90

허용지압응력

220

*일반볼트 강도구분 4.6：KS B 1002 규격의 일반볼트 강도구분임
(2) 핀에 대한 기본허용응력은 표 4.2-15에 표시한 값으로 한다.
표 4.2-14 핀의 허용응력 (MPa)

강종

응력의 종류

SS275

SM35C

SM45C

휨응력

210

260

290

전단응력

110

140

150

지압응력

회전을 동반하지 않는 경우

230

280

310

회전을 동반하는 경우

115

140

155
4.2.5 받침의 허용응력
KDS 24 10 10(3.1(4))의 규정을 따른다.
4.3 부재에 관한 일반사항
4.3.1 일반내용
(1) 4.3은 강교 및 강합성교의 설계에 적용하는 부재에 관한 일반사항을 규정하였다.
: 복부판 및 플랜지의 중심선으로 둘러싸인 면적(mm2)
: 강축에 대한 인장플랜지의 총단면적(mm2)
: 약축에 대한 인장플랜지의 총단면적(mm2)
: 강축에 대한 인장플랜지의 순단면적(mm2)
: 약축에 대한 인장플랜지의 순단면적(mm2)
: 단면의 총단면적(mm2)
: 단면의 순단면적(mm2)
: 복부판의 총단면적(mm2)
: 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(mm4)
: 약축에 대한 총단면의 단면2차모멘트(mm4)
: 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)
4.3.2 부재의 휨응력
플레이트거더 및 이것과 유사한 구조물에 발생하는 휨모멘트에 의한 응력은 다음 각항에 따라 계산해야 한다.
(1) 휨모멘트에 의한 응력
여기서, : 휨응력(MPa)
: 총단면의 중립축에 대한 단면2차모멘트(mm4)( ②에서도 동일)
: 총단면의 중립축에서부터 응력을 계산하고자 하는 위치까지의 거리(mm)
(2) 휨모멘트에 의한 연단응력
, (4.3-2)
여기서, : 휨 압축연단 응력(MPa)
: 총단면의 중립축에서 압축연단까지의 거리(mm)
: 총단면의 중립축에서 인장연단까지의 거리(mm)
: 인장 플랜지의 총단면적(mm2)
: 인장 플랜지의 순단면적(mm2)
4.3.3 축방향력과 휨모멘트를 받는 부재의 검토
(1) 축방향력과 휨모멘트를 동시에 받는 부재는 각각에 대해 4.2.1 및 4.2.2의 규정 이외에 다음의 조건도 만족시켜야 한다.
(2) 응력 검토
가. 인장응력 검토
나. 압축응력 검토
(3) 좌굴검토
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(mm4)
: 각각 검토하려는 단면의 순단면적 및 총단면적(mm2)
: 각각 검토하려는 강축에 대한 플랜지의 순단면적 및 총단면적(mm2)
: 각각 검토하려는 약축에 대한 플랜지의 순단면적 및 총단면적(mm2)
: 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.
4.3.4 부재의 전단응력
(1) 플레이트거더 및 이것과 유사한 구조물의 복부판의 평균 전단응력은 식 (4.3-9)에 의해 계산한다.
여기서, : 복부판에 작용하는 평균 전단응력(MPa)
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.
여기서, : 비틀림모멘트에 의한 전단응력(MPa)
그림 4.3-1 전단중심 및 비틀림모멘트
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.
4.3.5 휨모멘트와 전단력과의 합성응력 검토
(1) 합성응력의 검토
① 플레이트거더 및 이와 유사한 구조물에 휨응력 및 전단응력이 동시에 작용하는 경우에는 식 (4.3-11)에 의해 검토해야 한다.
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)
여기서, : 최대휨응력(MPa)
: 최소휨응력(MPa)
: 최대전단응력(MPa)
: 최소전단응력(MPa)
: 최대주응력(MPa)
: 최소주응력(MPa)
: 응력범위(MPa)
4.3.6 부재의 유효단면적
(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 4.3-3 편심의 영향을 고려한 인장 L형강의 유효단면적
4.4 판요소의 폭-두께비와 보강재
(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.
: 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)
: 보강재에 의해 나뉘어지는 수
: 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)
4.4.2 축방향 압축력을 받는 판요소
(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.
표 4.4-1 판의 최대폭-두께비()

판 끝의

지지조건

강종

자유 돌출판

양연 지지판

양연 지지되고 판 폭의 n등분선 상에 각각 보강재가 있는 판

(보강된 판)

SS235

13

40

28n

SS275, SM275,

SMA275

SM275-TMC

12

37

26n

SS315

11

34

24n

SM355, SMA355

SM355-TMC

10.5

32

23n

SS410, SM420

SM420-TMC

9.5

30

21n

SS450

9.5

29

20n

SM460, SMA460

SM460-TMC

9

28

20n

SS550

8.5

26

18n

HSB380

10

31

22n

HSB460

9

28

20n

HSB690

7.5

23

16n

적용예

①

②

③
표 4.4-2 판의 최대폭-두께비 완화계수 및 상한치

부재명

판의 종류

상시

가설 시

계수

계수

폭-두께비 상한치

기둥

자유 돌출판

단, 1.2 이하

16

양연 지지판

60

보강판

단, 1.7 이하

60n

거더의

압축플랜지

자유 돌출판

단, 1.2 이하

16

양연 지지판

60

보강판

단, 1.7 이하

60n
표 4.4-3 최대폭-두께비 완화에 따른 허용압축응력

부재명

판의 종류

허용압축응력

기둥

자유 돌출판

양연 지지판

보강판

거더의

압축플랜지

자유 돌출판

, 단 이하

양연 지지판

보강판

, 단 이하
여기서, : 표 4.4-1에서 정하는 최대폭-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.
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.
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(mm4)로, 그림 4.4-2의 축에 관한 것
그림 4.4-1 판의 길이와 폭
그림 4.4-2 판의 중심선 및 측면 보강재
4.4.3 축방향 압축력과 휨모멘트를 받는 판요소
(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.
표 4.4-4 판의 최대폭-두께비

보강재

배치 및 수

의 범위

판의 최대폭-두께비

적용

보강재가 없는 경우

①

판 폭의 중앙 부근에 1개의 보강재가 있는 경우

②

2개 이상의 보강재가 같은 간격으로 있는 경우
표 4.4-5 판의 최대폭-두께비 완화계수 및 상한치

판의 종류

상시

가설시

계수

계수

폭-두께비 상한치

양연 지지판

단, 1.2 이하

보 강 판

단, 1.7 이하
여기서, : 표 4.4-4에 규정된 최대폭-두께비(4.4.3(3)과 동일)
: 보강재에 의한 분할수
: 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.
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.
: 식 4.4-9로 계산한다.
: 식 (4.4-11)∼식 (4.4-12)로 계산해야 한다.
의 경우 (4.4-11)
: 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.
4.4.4 전단력과 휨모멘트를 받는 부재의 복부판
(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.
표 4.4-6 복부판의 최대폭-두께비()

재료

수평보강재가 없는 경우

수평보강재가 1단인 경우

동일강종 단면

하이브리드 단면

동일강종 단면

하이브리드 단면

SS235

145

135

250

250

SS275, SM275-TMC, SM275, SMA275

135

115

250

250

SS315

125

110

250

250

SM355, SMA355, SM355-TMC

120

110

250

250

HSB380

115

105

250

240

SS410

110

105

250

240

SM420, SM420-TMC,

110

105

250

240

SS450

105

95

240

220

SM460, SMA460, SM460-TMC, HSB460

105

85

240

195

SS550

95

85

220

195

HSB690

85

-

195

-
여기서, : 표 4.4-6에서 정한 최대폭-두께비
: 복부판의 두께(mm)(4.4.4(3),(4),(5),(6)에서도 동일한 의미를 나타낸다.)
: 복부판의 높이(mm)(4.4.4(3),(4),(5),(6)에서도 동일한 의미를 나타낸다.)
: 최대작용압축응력. 다만, 허용응력을 증가시켜도 좋은 하중의 조합인 경우에는 KDS 24 12 10(표 4.2-1)에 주어진 허용응력증가계수로 나눈 값을 취한다.
: 표 4.2-2에서 세장비가≒0일 때의 허용압축응력(MPa)
(3) 중간수직보강재가 없는 복부판의 최대폭-두께비
① 중간수직보강재를 설치할 필요가 없는 복부판의 최대폭-두께비는 열차하중의 재하조건과 사용재료별로 표 4.4-7의 값을 적용한다.
표 4.4-7 중간수직보강재가 없는 복부판의 최대폭-두께비()

재료

플랜지에 직접 재하하는 부재의 복부판

플랜지에 직접 재하하지 않는 부재의 복부판

SS235

70

단, 110이하

SS275, SM275-TMC, SM275, SMA275

50

SS315

45

SM355, SMA355, SM355-TMC

45

HSB380

45

SS410

40

SM420, SM420-TMC,

40

SS450

40

SM460, SMA460, SM460-TMC, HSB460

40

단, 100이하

SS550

35

HSB690

30
여기서, 는 4.3.4에서 규정한 전단응력(MPa). 다만, 허용응력을 증가시켜도 좋은 하중조합인 경우에는 KDS 24 12 10(표 4.2-1)에서의 허용응력증가계수로 나눈 값을 취한다.
(4) 중간수직보강재의 간격
① 중간수직보강재를 설치할 경우 중간수직보강재의 간격()는 수평보강재의 유무에 따라서 다음의 각 호의 식에 의해 산출한 값으로 해야 한다. 다만, 를 넘어서는 안 된다.
가. 수평보강재가 없는 경우
다만, 복부판 연단의 휨압축응력가 표 4.4-8의 값을 넘을 경우 식 (4.4-15)∼식 (4.4-16)에 의해서 중간수직보강재의 간격을 검토해야 한다.
경우
표 4.4-8 복부판 연단의 휨압축응력(수평보강재가 없는 경우)

재료

(MPa)

SS235

80

SS275, SM275-TMC, SM275, SMA275

95

SS315

110

SM355, SM355-TMC, SMA355

120

HSB380

130

SS410

135

SM420, SM420-TMC

145

SS450

155

SM460, SMA460, SM460-TMC, HSB460

155

SS550

185

HSB690

225
나. 수평보강재를 압축 플랜지로부터 부근에 1단으로 배치할 경우
다만, 복부판 연단의 휨압축응력가 표 4.4-9의 값을 넘을 경우에는 식 (4.4-18)∼식 (4.4-19)에 의해서 중간수직보강재의 간격을 검토해야 한다.
표 4.4-9 복부판 연단의 휨압축응력(수평보강재가 있는 경우)

재료

(MPa)

SS235

155

SS275, SM275-TMC, SM275, SMA275

150

SS315

140

SM355, SM355-TMC, SMA355

135

HSB380

130

SS410

125

SM420, SM420-TMC

125

SS450

135

SM460, SMA460, SM460-TMC, HSB460

140

SS550

165

HSB690

205
여기서, : 중간수직보강재의 간격(mm)으로서, 그 값은 보강재가 용접되어 있는 경우에는 보강재 중심간격, 볼트로 연결되어 있는 경우에는 볼트선 간격으로 결정한다.( 4.4.4(5),(6)에 있어서도 일한 의미를 나타낸다.)
: 4.3.4에 규정한 전단응력(MPa)으로 보강재 사이의 평균값을 적용한다.
: 복부판 연단의 휨압축응력(MPa)으로 보강재 사이의 평균값을 적용한다.
또한 허용응력을 증가시켜도 좋은 하중의 조합인 경우에는, 및 는 KDS 24 12 10(표 4.2-1)에서의 허용응력증가계수로 나눈 값을 취한다.
(5) 수평보강재
① 수평보강재를 1단으로 사용하는 경우 그 위치는 압축플랜지로부터 부근에 배치하는 것으로 하고 수평보강재의 소요단면2차모멘트는 식 (4.4-20)에 의해 산출한 값 이상이 되어야 한다.
② 또한 수평보강재의 최대폭-두께비는 표 4.4-1의 ①에 의하지만, 다른 단면형태의 수직보강재를 사용하는 경우에는 이를 적용하지 않아도 된다.
③ 여기서, : 수평보강재의 총단면의 단면2차모멘트(mm4)로 값 계산시의 기준축은 그림 4.4-2를 따른다.
④ 수평보강재를 2단 이상 배치할 경우에는 표 4.4-6의 값을 따르지 않는다.
(6) 중간수직보강재
① 중간수직보강재의 소요단면2차모멘트는 식 (4.4-21)에 의해 산출된 값 이상이어야 한다.
여기서, : 실제 설계에서 정한 보강재 간격(mm)
: 중간수직보강재의 총단면의 단면2차모멘트(mm4)로서, 값 계산 시의 기준축은 그림 4.4-2를 따른다.
: 식 (4.4-22)에 의해서 산출한 강성비
② 또한, 중간수직보강재의 최대폭-두께비는 16 이하로 하지만 다른 단면 형태의 보강재를 사용할 경우에는 이를 따르지 않는다.
다만, 로 해야 한다.
(7) 구멍 뚫린 판을 가진 부재
① 이 규정은 휨을 받는 거더에 대한 것이 아니며, 구멍 뚫린 판의 최소 두께는 표 4.4-10의 값으로 한다.
구멍 뚫린 판의 치수간의 관계는 다음과 같다.
, , , mm
여기서, : 안쪽 용접선간의 거리(mm)
: 구멍 뚫린 판의 두께(mm)
: 안쪽 용접선으로부터 구멍까지의 최대폭(mm)
: 응력방향에서 잰 구멍의 길이(mm)
: 구멍의 폭(mm)
: 구멍과 구멍 사이의 판의 길이(mm)
: 단부 구멍의 끝과 구멍 뚫린 판 끝과의 응력방향에서 잰 최단거리(mm)
: 구멍 끝의 곡률반경(mm)
구멍의 형상은 원, 타원 또는 원과 직선을 조합한 활과 같은 형상으로 구멍 끝의 곡률반경은 최소 40 mm 이상으로 한다.
② 구멍 뚫린 판을 가진 부재의 단면2차반경 및 유효단면적은 구멍의 폭이 최대인 단면에 대해서 계산하는 것으로 한다. 또한 2개 이상의 구멍이 뚫린 판을 사용하고 구멍의 위치가 상호 엇갈리는 경우에도 같은 단면에 구멍이 있는 것으로 고려하여 계산하는 것으로 한다.
표 4.4-10 구멍 뚫린 판

강종

최소 판두께()(mm)

안쪽 용접선으로부터

구멍까지의 최대폭()(mm)

SS235

SS275, SM275-TMC

SM275

SMA275

SS315

b/50

13t

SM355

SM355-TMC

SM420

SM420-TMC

SMA460, HSB380

SS410

SS450

b/40

11t

SM460

SS550

SM460-TMC

SMA460, HSB460

b/35

10t
4.5 바닥틀과 바닥판
(1) 4.5는 바닥판을 지지하고 있는 강바닥틀, 세로리브 및 가로리브로 보강된 강바닥판과 변장비가 2 이상의 철근콘크리트 바닥판의 설계에 적용한다.
(2) 철근콘크리트 바닥판의 변장비가 2 미만인 경우 양방향 바닥판으로 고려해야 하며, 정밀한 구조해석을 통하여 설계해야 한다.
: 4.5.4(4)에서 보여준 하중에 대한 바닥판의 지간(mm)
: 세로보를 단순거더로 보고 계산한 지간 중앙의(궤도-구조물간의 상호작용을 제외한) 주하중에 의한 휨모멘트.
세로리브를 단순거더로 보고 계산한 지간 중앙의 휨모멘트
: 세로리브를 단순거더로 보고 계산한 지점상의 반력
4.5.2 바닥틀
(1) 세로보
① 세로보의 지간: 설계계산에 쓰이는 세로보의 지간은 가로보의 중심간 거리로 한 것을 원칙으로 한다.
② 세로보의 구조: 세로보는 될 수 있는 한 연속구조로 한다.
③ 연속세로보의 신축장치: 전장 75 m 이상의 연속 세로보에는 가능한 한 교량 중앙부근에 신축장치를 설치해야 한다.
(2) 연속 세로보의 휨모멘트 및 전단력
① 개상식 바닥틀에서 세로보를 연속보로 하여 계산할 때에 세로보의 지간 모멘트 및 지점모멘트는 표 4.5-1에 표시한 값을 표준으로 한다.
② 전단력은 단순보로 가정하여 계산한다.
표 4.5-1 연속세로보의 휨모멘트

위 치

휨모멘트

단부 세로보 및 그것에 준하는 세로보의 지간 중앙의 휨모멘트

중간 세로보의 지간 중앙의 휨모멘트

중간 지점상의 휨모멘트

주) ① 는 세로보를 단순거더로 보고 계산한 지간 중앙의(궤도-구조물간의 상호작용을 제외한) 주하중에 의한 휨모멘트이다.

② ( ) 안은 피로검산에 사용되는 식을 나타낸다.

③ 고정하중의 비율이 높은 도상식 등의 경우, 활하중에 대해서는 이 조항을 적용하고 고정하중에 대해서는 이 조항을 적용하지 않는다.
(3) 가로보
① 가로보의 배치: 가로보는 가능한 한 주거더에 직각으로 배치한다.
② 가로보의 지간: 설계계산에 쓰이는 가로보의 지간은 주거더의 중심간 거리로 하는 것을 원칙으로 한다.
③ 단부가로보: 하로플레이트거더의 단부에는 단부가로보를 두는 것을 원칙으로 한다. 단부가로보는 가능한 교량거더의 들어올림에 대해서도 견딜 수 있도록 설계한다.
(4) 세로보와 가로보의 연결
① 세로보와 가로보의 복부판을 연결할 때는 원칙적으로 전단력만을 고려하고, 그 값은 연속구조, 단순구조 중 어느 경우에도 세로보를 단순거더로 보고 계산한 반력의 1.2배로 한다.
② 세로보를 연속구조로 할 때에는 가로보와의 연결부분에서 세로보의 휨모멘트 및 전단력이 충분히 전달되는 구조로 한다.
③ 세로보는 원칙적으로 가로보의 복부판에 가로보의 보강재와 연결용 L형강을 이용해 연결한다. 이 때 가로보의 보강재도 L형강으로 하고 연결용 L형강은 세로보 복부판의 높이가 허용되는 한 길게 하고 그 두께는 11 mm 이상으로 한다.
(5) 가로보와 주거더의 연결
① 가로보와 주거더를 연결할 때에는 주거더의 강성 및 연결부의 구조로 인하여 발생하는 휨모멘트를 고려해야 한다.
② 하로플레이트거더에 있어서는 가로보의 복부판을 주거더의 복부판에 그 보강재 및 연결용 L형강을 통해서 고장력볼트로 연결하는 것을 원칙으로 한다.
③ 가로보의 하부플랜지와 주거더의 하부플랜지는 연결판을 통해 연결한다. 그리고, 연결용 L형강의 길이는 적어도 가로보 복부판의 높이 정도의 길이로 하고, 그 두께는 10 mm 이상으로 한다.
4.5.3 강바닥판
(1) 강바닥판의 구조
① 도상식인 경우 바닥강판의 최소두께는 12 mm로 하고, 세로리브의 간격은 바닥강판 두께의 30배 이하로 하는 것을 원칙으로 한다.
② 세로리브의 높이는 직사각형 단면인 경우, 그 두께의 12배를 넘지 않는 것을 원칙으로 한다.
③ 세로리브와 가로리브의 교점에서는 세로리브를 관통시키고, 그 교점을 용접하는 것을 원칙으로 한다.
(2) 강바닥판 세로리브의 설계
① 강바닥판 세로리브의 설계는 다음의 각 항을 적용한다.
가. 하중: 도상식인 경우의 열차하중은 표준활하중의 1축중이 침목의 길이에 걸쳐 등분포하는 선하중으로 재하한다.
나. 유효폭: 바닥강판의 유효폭은 세로리브의 간격으로 하는 것을 원칙으로 한다.
다. 모멘트 및 전단력: 지간모멘트, 지점모멘트 및 세로리브와 가로리브와의 연결부에서의 전단력은 표 4.5-2의 값을 표준으로 한다. 이 경우의 허용응력은 인장 및 전단에 관해서는 4.2.2(1)에서 규정한 허용응력, 또 압축에 관해서는 4.2.2(2)에서 규정한 허용좌굴 응력에서 l /r =0 인 경우의 허용응력을 적용한다.
표 4.5-2 리브의 모멘트 및 전단력 산정

강종

위치

SM275, SMA275

SM355, SMA355

단세로리브 및 이에 준하는 세로리브의 지간 중앙의 휨모멘트

중간 세로리브의 지간 중앙의 휨모멘트

중간 지점상의 휨모멘트

세로리브와 가로리브의 연결부에서의 전단력

주) : 세로리브를 단순거더로 보고 계산한 지간 중앙의 휨모멘트

: 세로리브를 단순거더로 보고 계산한 지점상의 반력
(3) 강바닥판 가로리브의 설계
① 강바닥판의 가로리브의 설계는 다음 각 항을 적용한다.
가. 하중: 도상식인 경우의 열차하중의 크기는 표준활하중의 4동륜축하중이(침목의 길이×4,800 mm)의 면적에 등분포된 것으로 한다.(그림 4.5-1 참조)
나. 유효폭: 바닥강판의 유효폭은 가로리브의 간격으로 하는 것을 원칙
다. 휨모멘트: 휨모멘트는 주거더 중심간 거리를 지간으로 하는 단순거더로 보고 계산하는 것을 원칙으로 한다.
그림 4.5-1 열차하중의 분포
4.5.4 콘크리트 바닥판
(1) 4.5.4(5)의 바닥판 최소두께 규정을 만족하고 , KDS 24 14 20(4.8.5)의 규정에 따라 바닥판을 설계한 경우 전단력에 대한 검토를 생략할 수 있다.
(2) 바닥판의 지간
① 단순판 및 연속판의 열차하중 및 고정하중에 대한 지간은 주철근의 방향으로 잰 지지거더의 중심간격으로 해야 한다. 그러나 단순판에 대하여는 주철근의 방향으로 잰 순지간에 지간 중앙의 바닥판의 두께를 더한 길이가 위의 지간보다 작은 경우에는 이것을 지간으로 할 수 있다.
그림 4.5-2 단순판 및 연속판의 지간
② 사교의 지간은 주철근 방향으로 재는 것으로 한다.
그림 4.5-3 사교의 바닥판의 지간
(3) 바닥판의 최소두께
① 궤도부분 바닥판의 최소두께는 표 4.5-3으로부터 얻어지는 값과 200 mm 중에서 큰 값으로 해야 한다. 그러나 바닥판에 손상이 생기면 보수작업이 곤란한 경우나 바닥판을 지지하는 거더의 강성이 현저히 차이가 나서 휨모멘트가 부가되는 경우 등 특수한 조건하에 있는 철도교의 바닥판 최소두께는 표 4.5-3에 있는 두께보다 크게 설계하는 것이 바람직하다.
표 4.5-3 바닥판의 최소두께(mm)

판의 구분

바닥판 지간의 방향

차량 진행방향에 직각

차량 진행방향에 평행

단 순 판

연 속 판

캔틸레버판

주) : 4.5.4(2)에 규정된 하중에 대한 바닥판의 지간 (mm)
② 보도부분 바닥판의 최소두께는 140 mm로 한다.
(4) 바닥판의 헌치
① 바닥판에는 강재주거더 위에 가급적 헌치를 설치한다.
② 바닥판의 헌치의 경사는 1:3보다 완만하게 한다. 바닥판 설계 시 기울기가 1:3보다 급한 경우에는 기울기 1:3까지의 두께를 설계상 유효한 바닥판 단면으로 본다.
③ 높이가 80 mm 이상의 헌치에는 헌치 아래면을 따라 주거더의 직각방향으로 가외철근을 배치한다. 이 경우 가외철근은 지름 13 mm 이상으로 하고, 그 간격은 헌치 위치에 있어서 주거더에 직각방향으로 배치한 바닥판의 아래 측 철근 간격과 같은 것으로 한다.
(5) 구조상세
① 철근의 지름 및 배근
가. 철근은 이형철근을 사용하고, 그 지름은 13, 16, 19 mm를 표준으로 해야 한다. 다만 바닥판의 끝부분 등 철근을 많이 배치해야 하는 부분에는 22 mm의 철근을 사용할 수 있다.
나. 철근의 피복두께는 30 mm를 표준으로 한다.
다. 철근의 중심간격은 100 mm 이상으로 하고 주철근의 최대 중심간격은 바닥판의 두께 이하인 동시에 300 mm 이하로 하고, 배력철근의 중심간격도 300 mm 이하로 한다.
라. 철근은 단면의 압축측에 적어도 인장 측 소요 철근의 1/2 이상을 배치하는 것을 원칙으로 한다.
그림 4.5-4 바닥판의 배근 예
마. 연속판에 주철근을 구부리는 경우 그림 4.5-5에 표시한 것과 같이 지점으로부터 L/6 되는 위치의 단면에서 구부리는 것으로 해야 한다.
그림 4.5-5 연속판의 주철근을 구부리는 위치
② 배력철근
가. 단순지지된 1방향 슬래브의 배력철근의 단면적은 다음 사항을 적용한다.
(가) 등분포하중을 받는 경우, 슬래브 폭 1 m당의 인장철근 단면적의 1/6 이상으로 해야 한다.
(나) 부분분포하중을 받는 경우는 (가)의 배력철근에 부분분포하중에 대해 필요한 슬래브 폭 1 m당의 인장철근 단면적의 배를 더한 것으로 해야 한다. 이 는 다음 값을 적용한다.
㉮ 슬래브 중앙부근 재하의 경우
다만, 의 경우에는 일 때 값을 사용한다.
㉯ 슬래브 연단부근 재하의 경우
여기서, , 는 지간직각방향의 하중폭(mm) 및 유효폭(mm), 은 지간(mm)이다.
나. 1방향 슬래브의 배근철근은 일반적으로 정철근의 바로 위, 부철근의 바로 밑에 배치한다.
다. 배력철근의 간격은 슬래브의 유효높이의 3배 이하로 한다.
라. 양단 고정의 1방향 슬래브의 배력철근의 단면적은 위의 가.항을 따른다.
③ 주거더 단부의 바닥판
가. 주거더 단부의 궤도부분의 바닥판은 단부 가로보 및 단부 브라킷 등으로 지지시킨다. 이 경우 단부 가로보가 단독으로 하중에 저항하도록 설계한다.
나. 주거더 단부의 중간지간의 바닥판을 단부 가로보 등으로 지지하지 않는 경우, 주거더 단부로부터 바닥판 지간의 1/2 사이에 있는 바닥판에 대해서는, 주거더 단부 이외의 중간지간에 있는 바닥판에서 필요한 주철근량의 2배를 주철근으로 배치한다.