TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
다. 주거더 단부의 캔틸레버보의 바닥판을 단브라킷 등으로 지지하지 않는 경우, 주거더단부 이외의 캔틸레버부 바닥판에서 필요한 주철근량의 2배를 주철근으로 배치한다. 그러나, 이 부분에는 주거더 단부이외의 캔틸레버부 바닥판의 상측에 배력철근량의 2배를 배력철근으로 배치한다.
라. 주거더 단부의 궤도부분 바닥판은 바닥판 두께를 헌치높이 만큼 증가시켜야 한다.
4.6 연결
4.6.1 일반내용
(1) 부재의 연결
① 고장력볼트 또는 용접에 의한 부재의 연결은 설계단면력 또는 응력에 대해서 설계하는 것을 원칙으로 한다. 다만, 그루브용접을 이용한 맞대기이음은 전단면이 용접되어야 한다.
② 주요부재의 연결은 전항에 의한 것 외에 인장부재의 경우 허용인장응력, 압축부재의 경우 허용좌굴응력에(부재가 인장 및 압축의 양쪽을 받는 경우에는 어느 것이든 큰 쪽의 부재응력과 같은 부호의 허용응력에) 의한 부재강도의 75% 이상의 강도를 갖도록 설계한다.
③ 부재의 연결부는 구성하는 각 재편에 대해서 가능한 한 편심을 최소화하도록 설계하는 것을 원칙으로 한다.
④ 힘 작용방향의 볼트 개수는 가능한 한 적게 해야 한다.
: 볼트 몸체부 공칭직경을 기준으로 계산한 볼트의 공칭단면적(mm2)
: 용접의 목두께(mm)
: 볼트구멍의 지름(mm)
: 힘 작용방향으로의 볼트의 최소연단거리(mm)
: 축력 또는 휨에 의해 용접부나 강재에 발생하는 수직응력(MPa)
: 용접부나 강재의 허용인장응력 및 허용압축응력(MPa)
: 힘 작용방향에 직각인 방향의 볼트간 거리(mm)
: 필릿용접의 목 단면을 부재 단면에 평행한 면에 전개해서 얻어진 도형의 단면 2차모멘트 또는 부재의 중립축에 관한 이음판 총단면의 단면2차모멘트(mm4)
: 용접의 유효길이(mm)
: 이음 및 이음판에 작용하는 휨모멘트(N·mm)
: 이음에 사용한 볼트의 수 또는 이음선의 한쪽에 있는 고장력볼트의 총수
: 이음부에 작용하는 힘(kN)
: 힘 작용방향에 평행인 방향의 볼트간 거리(mm)
: 이음선 외측의 총단면에 대한 단면1차모멘트로 플레이트거더 전체 단면의 중립축을 기준으로 계산한 값(mm3)
: 단면에 작용하는 전단력(kN)
: 판 또는 형강의 두께(mm)
: 용접부에 발생하는 전단응력(MPa)
: 용접부의 허용전단응력(MPa)
: 부재의 중립축으로부터 응력계산 위치까지의 거리(mm)
: 볼트와 모재의 허용전단응력비
: 볼트 한 개에 작용하는 힘(kN)
: 교축방향 이음의 고장력볼트 한 개에 작용하는 힘(kN)
: 고장력볼트 한 개의 허용력(kN)
4.6.2 용접이음
(1) 용접의 종류
① 힘을 전달하는 용접이음은 그루브용접 또는 연속 필릿용접으로 해야 한다.
② 용접선에 직각방향으로 인장응력을 받는 이음은 부분용입 그루브용접으로 접합해서는 안 된다.
③ 주요부재의 연결부는 단속용접, 플러그용접 및 슬롯용접으로 접합해서는 안 된다.
(2) 힘을 전달하는 용접의 목두께를 결정하는 방법은 다음 각 항에 의해야 한다.
① 그루브용접의 목두께는 그림 4.6-1에 나타난 바와 같이 연결되는 부재의 두께로 하고, 두께가 다를 경우에는 얇은 쪽 부재의 두께로 한다.
② 필릿용접의 목두께는 그림 4.6-2에 나타낸 바와 같이 용접부 루트를 꼭지점으로 하는 내접이등변 삼각형의 높이로 한다.
(3) 용접의 유효길이
① 응력계산에 사용하는 용접의 유효길이는 설계상의 목두께를 확보할 수 있는 용접부의 길이로 해야 한다.
② 그루브용접에서 용접선이 힘 작용방향에 직각이 아닌 경우의 유효길이는 그림 4.6-3에 나타난 바와 같이 실제의 용접길이를 힘 작용방향에 직각인 면에 투영한 길이로 해야 한다.
③ 필릿용접에서 끝돌림용접을 한 경우에는 끝돌림용접 부분은 유효길이에 포함되지 않는 것으로 해야 한다.
그림 4.6-1 그루브용접의 목두께
그림 4.6-2 필릿용접의 목두께
그림 4.6-3 경사진 용접그루브의 유효길이
(4) 그루브용접에 의한 맞대기이음
① 그루브용접에 의한 맞대기이음은 가능한 한 뒷면용접을 하여 전단면을 용접하도록 해야 한다. 다만, 구조상 뒷면용접이 불가능 할 경우에는 뒷댐재를 사용하도록 해야 한다.
② 그루브용접으로 단면이 다른 주요부재를 맞대기이음 한 경우에는 크기가 서로 다른 두께 및 폭은 그림 4.6-4에 나타낸 바와 같이 길이 방향의 경사가 1/2.5 이하가 되도록 서서히 변해야 한다.
③ 두께가 다른 부재를 용접할 때 두꺼운 쪽 판의 두께가 얇은 쪽 판의 두께의 2배보다 커서는 안 된다.
④ 휨부재의 인장플랜지는 가용접을 사용해서는 안 된다.
⑤ 연결판 용접단부와 그루브용접한 판이음의 용접선 사이의 거리는 100 mm 이상으로 한다.
그림 4.6-4 단면이 다른 부재의 용접
그림 4.6-5 연결판 용접 단부와 판이음 용접선 사이의 거리
(5) 필릿용접의 치수
① 필릿용접의 치수는 용접 단면의 형상이 이등변삼각형이 되는 등치수를 원칙으로 한다. 다만, 주요부재의 힘 작용 방향에 수직인 필릿용접은 응력방향으로 긴 치수를 갖는 부등치수로 하고 필요에 따라 다듬질해야 한다.
② 주요부재의 힘을 전달하는 필릿용접의 치수는 표 4.6-1의 최소치수 이상, 용접부의 얇은 쪽 모재 두께 미만의 범위로 한다.
표 4.6-1필릿용접의 최소치수

두꺼운 쪽 모재 두께

최소 필릿용접 치수

비고

20 mm 이하

6 mm

1 패스 용접 적용

20 mm 초과

8 mm
(6) 주요부재에 대한 필릿용접의 최소 유효길이는 용접치수의 10배 이상 또는 80 mm 이상으로 한다.
(7) 용접선과 평행하지 않은 인장력을 받거나 반복하여 작용하는 힘을 받는 경우에는 필릿용접을 부재의 모서리에서 끝내지 말고 반드시 끝돌림용접을 해야 한다. 다만, 끝돌림용접의 길이는 용접치수의 2배 이상으로 한다.
(8) 겹침이음
① 응력을 전달하는 겹침이음에는 2줄 이상의 필릿용접을 하도록 하고 부재가 겹치는 길이는 얇은 쪽 판두께의 5배 이상으로 한다.
② 축방향력을 받는 부재 끝의 겹침이음에서 모재의 측면에만 필릿용접을 할 경우 각 필릿용접의 길이는 용접선의 간격보다 크게 해야 한다. 이 경우 용접선의 간격은 얇은 쪽 판두께의 16배 이하로 하는 것을 원칙으로 한다. 다만, 인장력을 받을 경우에는 얇은 쪽 판두께의 20배 이하로 할 수 있다.
(9) 필릿용접 또는 부분용입그루브용접을 사용한 T이음
① T이음에서 필릿용접 또는 부분용입그루브용접은 부재의 양쪽에 해야한다. 다만 횡방향으로 지지되는 구조의 경우에는 한쪽에서만 용접하는 것도 허용된다.
② 용접부에서 재편이 서로 만나는 각이 60° 미만 또는 120°를 넘는 T이음에는 완전용입그루브용접을 하는 것을 원칙으로 해야 한다. 이 경우 필릿용접 또는 부분용입그루브용접은 힘을 전달하지 못하는 것으로 본다.
(10) 용접과 지압이음 볼트를 병용한 이음에서는 볼트는 힘을 전달하지 못하는 것으로 본다.
(11) 인장력, 압축력 또는 전단력을 받는 용접이음의 응력
① 용접이음에 인장력, 압축력 또는 전단력이 작용하는 경우, 그루브용접 또는 필릿용접부에서 발생하는 응력은 식 (4.6-1)로 계산해야 한다.
여기서, : 용접부에서 발생하는 인장응력 또는 압축응력(MPa)
: 용접부에서 발생하는 전단응력(MPa)
: 이음부에 작용하는 인장력, 압축력 또는 전단력(N)
: 용접의 목두께(mm)(그림 4.6-2 참조)
: 용접의 유효길이(mm)(그림 4.6-3 참조)
(12) T형이음의 필릿용접이 휨모멘트와 전단력을 받는 경우의 검토
① T형이음의 필릿용접이 휨모멘트 및 전단력을 받는 경우 필릿용접이음에 발생하는 응력의 계산은 다음의 항들에 따른다.
② 휨모멘트에 의한 응력은 식 (4.6-2)로 구한다.
여기서, : 필릿용접에 발생하는 휨응력(MPa)
: 이음에 작용하는 휨모멘트(N·mm)
: 필릿용접의 목 단면을 부재단면에 평행한 면에 전개해서 얻어진 도형의 단면2차모멘트(mm4) (그림 4.6-7 참조)
: 전개도형의 중립축에서 계산위치까지의 거리(mm)
그림 4.6-7 필릿용접의 휨응력 계산을 위한 목 단면의 전개
③ 전단력에 의한 응력()은 (11)의 식 (4.6-1)에 의하여 구한다. 다만, L형강, H형강, ㄷ형강 및 이것과 유사한 단면에서의 전단력은 복부(또는 전단력을 주로 받는 부재요소)의 용접만으로 저항하는 것으로 가정한다.
④ 휨모멘트와 전단력을 동시에 받는 경우에는 식 (4.6-3)으로 검토한다.
여기서, ：① 에 따라 산출한 응력(MPa)
: ② 에 따라 산출한 응력(MPa)
: 표 4.2-1과 표 4.2-2에 따른 허용응력(MPa)
다만, 및 는 각각 및 를 넘어서는 안 된다.
4.6.3 고장력볼트 및 핀이음
(1) 볼트이음 일반
① 고장력볼트 이음은 마찰이음, 지압이음 및 인장이음 등으로 할 수 있다.
② 고장력볼트 지압이음을 하는 경우에는 그 적용위치, 적합성 등에 관해서 충분한 검토가 있어야 한다.
③ 고장력볼트 인장이음을 하는 경우에는 이음부의 강성, 볼트의 강도, 체결축력 등에 대해 충분한 검토가 있어야 한다.
④ 받침부속품, 보도, 깔판, 배수설비 등 고장력볼트를 사용할 필요가 없는 경우에는 일반 볼트를 사용한다.
(2) 볼트의 종류 및 규격
① 마찰이음용 고장력볼트, 너트 및 와셔는 특별히 정한 경우를 제외하고 KS B 1010에 규정하는 제 1종부터 제 2종까지의 M20, M22, M24, M27 및 M30, 제 4종의 M20, M22, M24를 사용하는 것을 표준으로 한다.
② 지압이음에는 마찰이음용 제 1종, 제 2종 및 제 4종의 고장력볼트 세트를 사용하거나, 다른 KS규격에 따르고 강도가 ①의 고장력볼트와 같은 볼트세트를 사용할 수 있다.
③ 일반볼트는 KS B 1002의 육각볼트, KS B 1012의 너트, KS B 1326의 평와셔 세트를 사용하는 것을 표준으로 한다.
(3) 볼트의 길이는 부재를 충분히 체결할 수 있도록 선택해야 한다. 특히, 지압이음에 있어서는 나사부가 전단면(剪斷面)에 걸려서는 안 된다.
(4) 볼트 및 핀의 작용력 계산
① 볼트의 맞이음 또는 겹침이음에 인장력, 압축력 또는 전단력이 작용하는 경우 각 볼트에 작용하는 힘은 식 (4.6-4)에 의해 산출한다.
여기서, : 볼트 및 핀 1개에 작용하는 힘(kN)
: 이음에 사용한 볼트의 수(<그림 4.6.8> 참조)
: 볼트 및 핀 1개의 허용력(kN)
② 고장력볼트를 이용한 마찰이음의 경우에는 볼트 1개의 허용력은 표 4.2-10에 규정한 값에 따라 계산한다.
③ 지압이음용 고장력볼트의 허용력은, 그 공칭지름에 따라 허용전단력과 허용지압력을 계산하고, 그 가운데 작은 쪽의 값을 적용한다.
④ 볼트의 유효지압면적은 공칭지름과 지압을 받는 강재의 두께와의 곱으로 해야 한다. 접시머리볼트의 유효지압면적을 계산할 때 접시머리부는 그 깊이의 1/2을 유효한 것으로 한다.(그림 4.6-9 참조)
그림 4.6-8 응력계산에 사용되는 볼트의 수

그림 4.6-9 접시머리볼트의 유효지압면적
⑤ 핀의 지압력을 계산하는 경우의 유효지압면적은 그 지름과 지압을 받는 강재의 두께와의 곱으로 한다.
(5) 플레이트거더 복부판의 이음
① 플레이트거더의 복부판 이음에는 이음판을 복부판의 양쪽에 대고, 이음선의 좌우 양쪽에 2열 이상으로 고장력볼트를 배열해야 한다.
② 복부판에 모멘트가 작용하는 경우의 볼트는 식 (4.6-5)를 만족하도록 설계한다.
여기서, : 볼트 1개에 작용하는 힘(kN)
: 볼트 1개의 허용력(kN)
: 휨모멘트(kN-mm)
: 판의 중립축으로부터 볼트까지의 거리(mm)
: 접합선의 한쪽 편에 있는 볼트군의 집합
: 판의 중립축으로부터 가장자리 볼트까지의 거리. 다만, 같은 연결부의 플랜지를 볼트로 연결한 경우에는 중립축으로부터 플랜지의 압축연 또는 인장연까지의 거리(mm)
③ 축방향력, 휨모멘트 및 전단력이 함께 작용하는 복부판을 연결할 경우의 볼트는 식 (4.6-6)을 만족하도록 설계한다.
여기서, : 축방향력에 의한 볼트 1개의 작용력(kN)
: 휨모멘트에 의한 볼트 1개의 작용력(kN)
: 전단력에 의한 볼트 1개의 작용력(kN)
④ 플랜지 또는 복부판을 교축방향으로 따라가며 서로를 볼트이음하는 경우는 식 (4.6-7)을 만족하도록 설계한다.
여기서, : 교축방향 이음의 고장력볼트 1개에 작용하는 힘(kN)
: 계산 단면에 작용하는 전단력(kN)
: 이음선 외측 총단면의 단면1차모멘트로 플레이트거더 총단면의 중립축에 대한 값(mm3)
: 부재 총단면의 중립축에 대한 단면2차모멘트(mm4)
: 고장력볼트의 피치(mm)
: 접합선에 직각 방향의 볼트의 수
(6) 이음판의 설계
① 고장력 볼트이음에 있어서, 이음판의 설계는 다음 규정에 의한다.
가. 인장력이 작용하는 판의 이음판은 4.6.3(8)에 규정된 순단면에 생기는 응력이 허용인장응력 이하가 되도록 설계한다.
나. 압축력이 작용하는 판의 이음판은 총단면에 생기는 응력이 4.2에 규정된 허용압축응력의 상한값 이하가 되도록 설계한다.
다. 휨모멘트가 작용하는 부재의 이음판은 식 (4.6-8)을 만족하도록 설계한다.
여기서, : 이음판의 연단에 생기는 응력(MPa)
:이음판 총단면에 작용하는 휨모멘트(N·mm)
:부재의 중립축에 관한 이음판 총단면의 단면2차모멘트(mm4)
:부재의 중립축으로부터 이음판 연단까지의 거리(mm)
: <표 4.2.12>에 규정된 허용응력(MPa)의 상한값
라. 모재 한쪽의 이음판 소요 두께가 25 mm를 초과하는 경우에는 두께 10 mm 이상, 21 mm 이하의 2개 또는 3개의 판재를 사용한다.
(7) 볼트의 구멍
① 부재의 순단면적을 산정하는 경우 볼트구멍의 지름은, M20, M22, M24에 대해서는 볼트의 공칭 지름에 3 mm를 더한 값으로 하고, M27 및 M30의 경우에는 4 mm를 더한 값으로 한다.
② 접시머리볼트에 대해서는 그 단면형상을 고려해서 공제단면적을 정한다.
(8) 순단면적의 계산
① 인장재의 순단면적은 판의 순폭과 판두께의 곱으로 한다. 이 경우 재편의 순폭은 총폭에서 볼트구멍의 폭을 뺀 것으로 한다. 다만 접시머리볼트의 경우는 총단면적에서 볼트 줄기단면 및 접시머리부 공제면적을 뺀 것으로 한다.
② 볼트구멍을 지그재그로 연결한 임의의 단면에 있어서 재편의 순폭은 총폭에서 그 단면의 인접 볼트구멍에 대해 순차로 식 (4.6-9)에 의한 폭 를 뺀 것으로 한다.
여기서, : 볼트구멍의 지름(mm)
: 볼트의 피치(mm)
: 볼트의 선간거리(mm)
③ T형, ＋형, 박스형 등의 조합단면의 부재에 있어서는 단면을 구성하는 재편마다 ① 및 ②에 의한 방법으로 계산한다.
④ L형강의 전개 총폭은 그림 4.6-11에서와 같이 다리폭의 합에서 다리의 두께를 뺀 것으로 하고, 양다리의 볼트 선간거리(g)는 L형 배면에서 각 볼트 선까지의 거리의 합에서 다리의 두께를 뺀 것으로 한다.
그림 4.6-11 L형강의 전개방법
(9) 볼트의 최소중심간격은 표 4.6-2에 나타낸 값을 표준으로 한다. 다만, 특별한 경우에는 볼트 지름의 3배까지 감소시킬 수 있다.
표 4.6-2 볼트의 최소중심간격

볼트의 호칭

최소중심간격(mm)

M30

105

M27

95

M24

85

M22

75

M20

65
(10) 볼트의 최대 중심간격은 다음의 각 항에 따른다.
① 이음 및 조립 압축부재에 있어서 볼트의 최대 중심간격은 표 4.6-3에 나타낸 값 중 작은 쪽의 값으로 한다.
표 4.6-3 볼트의 최대 중심간격

볼트의 호칭

최대 중심간격(mm)

p

g

M30

210

12t,

지그재그배치의 경우는

다만, 12t 이하

24t,

다만, 300mm이하

M27

190

M24

170

M22

150

M20

130
여기서, : 외측 판 또는 형강의 두께(mm)
: 피치, 힘 작용방향의 볼트간 거리(mm)
: 게이지, 힘 작용직각방향의 볼트선간 거리(mm)
( 및 는 그림 4.6-12 참조)
일반적인 경우 지그재그 배치의 경우
그림 4.6-12 볼트의 피치()와 선간거리()
② 인장재를 이음하는 볼트의 힘작용방향 최대 중심간격은 로 한다. 또한, 300 mm를 초과해서는 안 된다.
③ 보도, 깔판, 배수설비 등에서는 위의 ①과 ②에 의하지 않는다.
(11) 최소연단거리
① 볼트의 중심에서 모재 또는 이음판의 가장자리에 이르는 최소연단거리는 표 4.6-4에 나타낸 값으로 한다. 모재 두께가 50 mm 이상인 경우, 접합되는 모재의 단부가 서로 마주보는 쪽의 모재 최소연단거리는 인장의 경우 모재 두께, 압축의 경우 모재 두께의 0.75배로 한다.
표 4.6-4 볼트의 최소연단거리

볼트의 호칭

전단연단, 수동가스 절단연단(mm)

압연연단, 다듬질연단, 자동가스 절단연단(mm)

M30

55

50

M27

48

43

M24

42

37

M22

37

32

M20

32

28
② 지압이음에 있어서 응력방향의 볼트 수가 2개 이하의 경우, 힘 작용방향의 최소연단거리는 표 4.6-4에 의하되 식 (4.6-10)을 만족해야 한다.
여기서, : 응력방향으로 잰 최소연단거리(mm)
: 볼트와 모재와의 허용전단응력의 비
: 나사부 바깥지름을 기준으로 계산한 볼트의 공칭단면적(mm2)
: 1면 전단의 경우에는 얇은 쪽 판의 두께(mm)
2면 전단의 경우에는, 모재의 두께와 연결판의 두께의 합계 중 얇은 쪽의 값(mm)
(12) 최대 연단거리
볼트의 중심으로부터 재편이 겹쳐지는 부분의 연단까지의 최대거리는 최외측의 판 또는 형강의 두께의 8배로 한다. 또한 150 mm를 초과해서는 안 된다.
(13) L형강에 사용하는 볼트 - L형강에 사용하는 볼트의 지름은 L형강의 다리길이에 따라 표 4.6-5에 나타낸 값을 초과해서는 안 된다.
표 4.6-5 L형강에 사용하는 볼트

L형강 다리길이(mm)

주부재

2차부재

100 이상

M24

M24

90

M22

M24

75

M20

M22
(14) 볼트의 최소개수
부재 연결부에서 한 무리를 이루는 고장력볼트의 개수는 2개 이상으로 해야 한다.
(15) 경사진 와셔 및 곡면와셔
① 볼트머리 또는 너트가 놓이는 부재의 외측 면이 볼트축에 직각인 면에 대해 l/20 이상의 경사를 이룬 경우에는, 경사진 채움재, 또는 경사진 와셔를 사용해야 한다. 단 축방향으로 반복 인장력이 작용하는 볼트의 경우는 위의 경사를 1/50으로 한다.
② 볼트머리 또는 너트가 놓이는 부재의 외측 면이 곡률 반지름 500 mm 이하의 곡면인 경우에는 곡면와셔를 사용한다.
(16) 채움판
① 연결하려는 부재 또는 재편 사이에 채움판을 넣을 경우, 지압이음 고장력볼트의 설계는 다음 규정에 따른다.
가. 채움판의 두께가 6 mm 이상인 경우에는, 채움판이 없는 경우에 필요한 볼트 수보다 30% 증가시키고, 그 두께가 6 mm 미만인 경우에는 증가시킬 필요는 없다.
나. 채움판의 두께가 9 mm 이상인 경우에는, 채움판을 밖으로 연장하고, 가의 규정에 의해 증가된 볼트는 될 수 있는 대로 채움판과 부재와의 연결에 사용하도록 해야 한다.
② 두 개 이상의 채움판을 겹쳐 사용하는 것은 피한다.
(17) 핀연결
핀으로 부재를 연결하는 경우에는 그 연결부에서 부재가 이동하지 못하도록 하고, 또한 적당한 방법으로 너트가 풀어지지 않도록 한다.
(18) 핀의 설계
① 핀의 지름은 75 mm 이상으로 한다.
② 핀 몸통의 길이는 부재의 외측면간 거리보다 6 mm 이상 길게 하고, 핀의 양단에는 로마스너트(Lomas Nut) 또는 와셔가 붙은 일반너트를 사용한다.
③ 핀의 나사는 미터형나사를 이용하고 피치는 4 mm를 표준으로 한다.
(19) 핀구멍 부재
① 핀과 핀구멍 지름의 차이는 핀지름 130 mm 미만의 것에 대해서는 0.5 mm, 핀지름 130 mm 이상 것에 대해서는 1 mm를 표준으로 한다.
② 인장재의 부재축에 직각인 방향으로 핀구멍의 중심을 지나는 순단면적은 그 부재의 계산상 필요한 순단면적보다 40% 이상 크게 하고, 핀구멍과 부재 끝 사이의 축방향으로 측정한 순단면적은 그 부재의 계산상 필요한 순단면적보다 크게 한다.
③ 핀구멍이 있는 부분의 인장을 받는 복부판의 두께는 그 순폭의 1/8 이상으로 한다.
4.7 브레이싱 및 다이아프램
4.7.1 일반내용
4.7은 강교 및 강합성교의 브레이싱 및 다이아프램 설계에 관한 규준을 정한다.
4.7.2 브레이싱 부재
(1) 수평브레이싱, 제동트러스 및 다이아프램에는 조합부재 또는 형강을 사용하고 부재가 교차할 경우에는 교점을 연결해야 한다.
(2) 길이가 긴 브레이싱 부재에는 가능한 한 충복구조를 사용한다.
4.7.3 수평브레이싱
(1) 교량거더에는 상부수평브레이싱 및 하부수평브레이싱을 설치하는 것을 원칙으로 해야 한다. 다만 하로플레이트거더의 경우에는 하부수평브레이싱만 설치하고 폐상식으로서 충분히 강한 바닥틀이 있는 경우에는 간략하게 할 수 있다.
(2) 적당한 수직브레이싱 또는 다이아프램이 있는 상로플레이트거더에서 궤도가 직선인 경우에는 지간 16 m 이하, 곡선의 경우에는 지간 12 m 이하의 것에 대해 하부수평브레이싱을 생략할 수 있다.
(3) 트러스 압축현재간의 수평브레이싱은 KDS 24 10 10(4.1)에서 규정한 하중 외에 해당 격간에 있는 좌우 현재에 작용하는 압축력 합계의 1 %에 상당하는 격간 전단력에 저항할 수 있도록 설계해야 한다. 또한 이 경우의 격간 전단력은 주하중으로 본다.
4.7.4 제동트러스
(1) 무도상식인 경우 교량거더에는 필요에 의해 제동하중과 시동하중 또는 장대레일에 의한 종하중에 저항하는 제동트러스를 설치해야 한다.
(2) 제동트러스는 신축장치가 없는 연속세로보의 경우에는 세로보 전장의 중앙부에 설치하고 신축장치가 있는 세로보의 경우에는 신축장치의 좌우측 구간의 중앙부에 각각 설치해야 한다.
그림 4.7-1 보통의 제동트러스 위치
그림 4.7-2 신축장치가 있는 경우의 제동트러스 위치
4.7.5 중간수직브레이싱 및 다이아프램
(1) 트러스에서는 가능한 한 각 격점에 수직브레이싱 또는 다이아프램을 설치한다.
(2) 주거더가 I형단면의 상로플레이트거더인 경우에는 중간수직브레이싱 및 다이아프램의 간격은 압축플랜지 폭의 20배 이하, 또는 박스거더단면의 상로플레이트거더의 경우에는 간격을 복부판 중심간격의 4배 이하로 하고 어느 경우에도 8 m를 넘지 않도록 한다.
(3) 무도상 바닥틀에는 중간 수직브레이싱 또는 다이아프램을 5.5 m 간격 이내로 설치한다.
4.7.6 지점부 단수직브레이싱 및 다이아프램
상로플레이트거더 및 상로트러스의 지점부에는 원칙적으로 상부수평브레이싱에 작용하는 전 횡하중을 지점에 전달할 수 있도록 단수직브레이싱 또는 다이아프램을 설치한다.
4.7.7 교문브레이싱
하로트러스 또는 이것과 유사한 구조물에는 교문브레이싱을 설치하여 상현재에 작용하는 전 횡하중을 지점에 전달할 수 있는 구조로 하는 것을 원칙으로 해야 한다. 다만, 교문브레이싱에는 가급적 큰 니브레이스를 설치한다.
4.7.8 병렬거더의 연결
병렬거더를 연결하는 횡방향 연결구조는 휨이나 비틀림에 의해 과도한 응력이 발생되지 않도록 충분한 강성을 갖고, 휨이나 비틀림의 영향을 적게 받는 힌지 구조로 한다.
4.8 플레이트거더
(1) 이 절은 I형 단면, π형 단면 및 박스형 단면의 주거더를 주구조로 하는 상부구조를 가진 교량(이하 “플레이트거더교”라 한다.)의 설계에 적용해야 한다. 여기에서는 주로 I형 단면으로 구성되는 플레이트거더교를 그 대상으로 하며, 포괄적인 부분에 있어서는 박스거더 등에도 따를 수 있다.
(2) 하이브리드 단면의 적용
① 플랜지의 항복강도가 복부판의 항복강도보다 높은 하이브리드 단면의 경우 복부판의 최대휨응력이 허용응력을 초과하는 것은 허용되지만, 복부판의 최대휨응력이 항복강도에 이르지 않도록 한다.
② 사용하중하에서 복부판의 최대휨응력이 항복강도에 도달하지 않도록 하기 위해서는 표 4.8-1에 제시된 강종 조합을 사용해야 한다.
③ 하이브리드 단면의 경우 표 4.4-6의 복부판의 최대폭-두께비를 준수해야 하며, 4.3.5의 합성응력의 검토에 주어진 식 (4.3-10)을 별도로 검토하지 않는다.
표 4.8-1 하이브리드 플레이트거더 단면의 강종조합

플랜지 강종

복부판에 적용 가능한 강종

HSB690

HSB460, SS450, SS550, SM460,

SMA460, SM460-TMC, HSB380

HSB460, SM460, SMA460, SM460-TMC

HSB380, SM420, SMA355, SM420-TMC,

SM355, SM355-TMC, SS450

HSB380, SM420, SMA355, SM420-TMC

SM355, SM355-TMC, SS275, SM275,

SMA275, SM275-TMC, SS315, SS410

SM355, SM355-TMC

SS275, SM275, SMA275, SM275-TMC, SS315
(3) 비틀림모멘트를 고려하는 범위
① 설계에서 비틀림모멘트를 고려해야 할 경우에는 순수비틀림(St. Venant torsion)에 의한 전단응력과 뒴비틀림(warping torsion)에 의한 전단응력과의 합계 및 뒴비틀림에 의한 수직응력을 산출해야 한다.
② 그러나 비틀림상수비 α<0.4일 경우에는 순수비틀림에 따른 응력계산을, 비틀림상수비 α>10일 경우에는 뒴비틀림에 의한 응력계산을 각각 생략할 수 있다.
여기서, : 지점간의 부재길이(mm)
: 전단탄성계수(MPa)
: 순수비틀림상수()
: 탄성계수(MPa)
: 뒴비틀림상수()
(4) 2축응력 상태의 검토
① 주거더의 플랜지와 라멘 가로보의 플랜지가 직접 연결되는 경우와 같이 주거더의 2방향 응력이 작용하는 부분은 식 (4.8-2)로 검토해야 한다.
여기서, : 검토하는 곳에서 서로 직교하는 방향으로 작용하는 수직응력(MPa)
: 검토하는 곳에 작용하는 전단응력(MPa)
: 4.2.1에 따른 허용인장응력과 허용전단응력(MPa)
② 다만, 는 인장응력을(+), 압축응력을(-)로 해야 한다.
4.8.2 플랜지
(1) 플랜지의 최소판두께
① 부재의 축방향으로 압축력을 받는 판의 최대폭-두께비 제한은 4.4.2(1)에 따라야 한다.
② 침목을 직접 지지하는 플랜지 강판의 자유돌출폭은 판두께의 10배 이하로 해야 한다. 다만, 그 최소폭은 200 mm, 최소판두께는 표 4.8-2에 의해야 한다. 또 침목받침을 사용하는 박스거더의 경우에는 이런 제한이 없다.
③ 플랜지 단면을 구성하는 강판은 가능한 한 2개 이하로 한다.
④ 종방향 보강재가 연속구조로 되어 있는 경우에는 보강재의 단면적을 유효단면적에 포함시킬 수 있다.
표 4.8-2 강종에 따른 플랜지의 최소판두께

강재의 종류

최소판두께(mm)

SS235, SS275, SM275, SMA275, SMA275-TMC, SS315

16

SM355, SMA355, ,SM355-TMC

SS410, SM420, SM420-TMC, HSB380

13

SS450, SM460, SMA460, SM460-TMC, HSB460

12

SS550, HSB690

11
(2) 플랜지의 덮개판(Cover Plate)
① 플랜지에 덮개판을 겹쳐서 플랜지를 구성할 경우 덮개판의 두께는 플랜지판 두께의 1.5배 이하로 하고, 압축플랜지에서는 덮개판 폭의 1/24 이상, 인장플랜지에서는 덮개판 폭의 1/32 이상으로 해야 한다.
② 덮개판을 플랜지에 연결하는 측면 필릿 용접간 거리는 얇은 쪽 판 두께의 12배 이하(단, 150 mm 이하)로 한다. 인장플랜지에 있어서는 30배 이하로 한다.
③ 덮개판의 길이는 거더높이의 2배에 1.0 m를 더한 값보다 커야 한다. 덮개판의 양단에는 이론값보다 각각 300 mm 이상, 또는 덮개판 폭의 1.5배 이상인 여유길이가 있어야 한다. 인장측에 사용되는 덮개판의 양단은, 덮개판을 제외하고 계산한 플랜지의 연단응력(extreme fiberstress)이 허용응력의 90%가 되는 곳까지 연장해야 한다.
④ 덮개판의 단부에 사용하는 필릿용접은 부등치수의 연속 필릿용접으로하고 응력의 흐름이 원활하도록 마무리해야 한다.
(3) 플랜지의 유효폭
① 플랜지의 한쪽 편 유효폭 는 식 (4.8-3)에 의해 계산한다.
가. 단순보
여기서, : 주거더 사이의 한쪽 편 유효폭
: 내민부의 한쪽 편 유효폭
및 는 다음 식으로 계산해야 한다.
인 경우 (전폭유효)
여기서, = 지간
= 주거더 사이에서는 주거더 사이 거리의 1/2, 내민부에서는 플랜지 돌출폭
그림 4.8-1 플랜지의 유효폭
나. 연속거더
(가) 지간 중앙부
(나) 중간 지점부
표 4.8-3 등가 지간장과 적용식

등가 지간장

유효폭의

변화 상태
(다) 중간지점과 지감 중앙부의 사이
표 4.8-3에서 그림의 사선 부분처럼 직선적으로 변화하는 것으로 한다.
(4) 플랜지판과 복부판을 연결하는 용접
① 플랜지판과 복부판의 연결부는 복부판 양측에서 필릿용접으로 접합하는 것을 원칙으로 한다.
② 플랜지판과 복부판을 접합하는 필릿용접 목두께의 합이 복부판 두께 이상인 경우에는 필릿용접부의 전단응력에 대한 검산을 생략할 수 있으며, 복부판 두께 미만인 경우에는 식 (4.8-5)에 의해 검산해야 한다. 또한 휨응력과의 합성응력에 대한 검산은 4.3.5(1)에 따른다.
여기서, : 필릿용접의 목두께 단면에 작용하는 전단응력(MPa)
: 계산하는 단면에 작용하는 전단력(N)
: 총단면의 중립축에 관한 플랜지판의 단면1차모멘트(mm3)
: 목두께의 합계(mm)
③ 상로플레이트거더로 직접 침목을 지지하는 경우에는 ①의 용접은 K형 용접으로 하는 것을 원칙으로 한다.
(5) 수직보강재의 부착방법
① 지점부와 같이 집중하중을 받는 위치에 설치되는 수직보강재는 완전용입그루브용접으로 양쪽 플랜지에 접합시킨다.
② 다이아프램이나 수직브레이싱 등의 연결판으로도 사용되는 중간수직보강재는 양쪽 플랜지에 볼트나 용접으로 접합시킨다.
③ 연결판으로 사용되지 않는 중간수직보강재는 압축플랜지와 완전 밀착시켜야 하고, 인장플랜지와는 복부판 두께의 4배 이상, 6배 이하의 간격을 띄워야 한다.
④ 바닥판과 접하는 인장플랜지에는 수직보강재를 용접으로 접합시킨다.
(6) 바닥판 앵커
① 바닥판의 합성효과를 기대하지 않는 부분에서도 주거더의 플랜지에 바닥판을 고정시키기 위하여 바닥판 앵커를 붙여야 한다.
② 바닥판 앵커의 간격은 1 m 이하를 원칙으로 하되, 강봉을 사용할 경우에는 지름 13 mm 이상으로, 강판을 사용할 경우에는 폭 50 mm, 두께 6 mm 이상으로 해야 한다. 어느 경우에 있어서도 한쪽 길이가 150 mm 이상의 정착길이를 요하며 또, 선단에는 반원형이나 L형의 갈고리를 붙여야 한다.
그림 4.8-4 바닥판 앵커(단위: mm)
4.8.3 하중집중점의 보강재
(1) 하중집중점의 보강재
① 플레이트거더의 지점 및 가로보, 세로보, 수직브레이싱 등의 연결부와 같은 하중집중점에는 반드시 보강재를 설치해야 한다.
② 하중집중점의 수직보강재는 기둥으로 보고 제2장 에서 규정한 허용축방향압축응력에 따라 설계해야 한다. 이때 보강재 전단면과 복부판 가운데 보강재 부착부에서 양쪽으로 각각 복부판 두께의 12배까지를 유효단면이라고 생각할 수 있다.(그림 4.8-5 참조) 그러나 전체 유효단면은 보강재 단면의 1.7배를 넘어서는 안 된다.
③ 허용응력의 계산에 사용하는 단면 2차 반지름은 복부판의 중심선에 대하여 구하고 유효좌굴길이는 플레이트거더 높이의 1/2로 한다.
그림 4.8-5 하중집중점 보강재의 유효단면적
(2) 유효지압면적
① 하중집중점의 보강재 받침에 접하는 부분의 유효지압면적은 각각 다음과 같이 계산한다.
가. 선받침의 경우는 그림 4.8-6과 같이 단보강재의 하부플랜지에 접하는 부분의 외연간의 폭 b와 그 두께(ts)의 면적으로 한다.
나. 강성이 큰 솔플레이트를 사용하는 경우
(보강재의 하부플랜지에 접하는 단면적) +(24 혹은 상부받침의 폭 중 작은 값) ×
여기서, : 복부판의 두께
그림 4.8-6 유효지압면적
(3) 설계상세
① 보강재와 복부판과의 연결은 보강재가 집중하중 전부를 받은 것으로 보고 설계해야 한다.
② 보강재의 판두께는 4.3의 규정을 만족해야 한다.
③ 지점상의 보강재는 양쪽에 대칭으로, 플랜지까지 연장시킨다.
4.8.4 하로플레이트거더의 주거더 상부플랜지의 고정
(1) 하로플레이트거더교에서는 가로보와의 연결부에서 니브레이스(knee brace)를 설치하는 것을 원칙으로 한다.
(2) 니브레이스를 설치하지 않는 경우에는 아래 각 항에 의한다.
① 가로보와 수직보강재로써 형성되는 U자형구조는 그 상단에 가해지는 수평횡력에 대해서 식 (4.8-6)에 의해 그 강성을 검토해야 한다.
여기서, : U자형구조의 강성(N/mm), 즉, 그림 4.8-7에서 인 경우의 수평력
: 상부플랜지의 단면적(mm2), (②의 경우도 같다)
: 주거더의 허용휨압축응력(MPa)
: 주거더 플랜지의 가정한 좌굴길이(mm)
그림 4.8-7 하로플레이트거더교
② ①의 구조는 그 상단에 식 (4.8-7)의 크기로 수평횡력을 주었을 경우 충분한 강도가 있어야 한다.
/ 100 (4.8-7)
여기서, : 강도를 검토하기 위한 수평력(N)
: 상부플랜지에 작용하는 연단휨압축응력(MPa)
4.8.5 강바닥판으로서의 응력과 상부플랜지로써의 응력의 합성
강바닥판을 적용한 플레이트거더에서 강바닥판을 주거더구조의 일부로 설계하는 경우 주거더작용으로서의 응력에 4.5.3에서 규정하는 응력을 더해야 한다. 이 경우 합성응력에 대한 허용응력은 4.2.2(1)에서 규정하는 기본허용응력으로 한다.
4.9 합성거더교
(1) 4.9는 강거더와 철근콘크리트 바닥판을 전단연결재를 사용하여 합성(合成)한 철도교(이하 “합성거더”라 한다)의 설계에 적용한다.
(2) 4.9에서 정하지 않은 사항에 대하여는 KDS 24 14 30 및 KDS 24 14 20을 따른다.
: 유효폭 내의 바닥판의 단면적(mm2)
: 강거더의 단면적(mm2)
: 바닥판의 유효폭(mm)
: 바닥판과 강거더와의 접촉부에서 바닥판 헌치하단의 폭(mm)
: 스터드 줄기의 지름(mm)
: 콘크리트의 설계기준강도(MPa)
: 바닥판과 강거더와의 접촉부에서 콘크리트의 응력(MPa)
: 바닥판의 상연에 있어서의 교축방향의 콘크리트 응력(MPa)
: 강거더 하연의 응력(MPa)
: 바닥판과 강거더와의 접촉부에서 강거더의 응력(MPa)
: 유효폭 내 바닥판의 중립축(C-C)에 관한 단면2차모멘트(mm4)
: 강거더의 중립축(S-S)에 관한 단면2차모멘트(mm4)
: 지간(mm)
: 강재와 콘크리트의 탄성계수비
: 허용내하력
: 콘크리트의 건조수축률
: 콘크리트의 크리프계수
4.9.2 합성거더의 단면
(1) 합성거더의 계산에는 그림 4.9-1에 표시된 기호를 사용한다.
그림 4.9-1 합성거더의 기호
여기서, :바닥판의 유효폭(mm)
:바닥판과 강거더와의 접촉부에서 바닥판 헌치하단의 폭(mm)
:바닥판의 두께(mm)
:강거더의 상부플랜지 상연에서 바닥판 상연까지의 거리(mm)
:강거더의 높이(mm)
: 합성거더의 높이(mm)
C-C :유효폭 내의 바닥판 단면의 중립축
S-S :강거더 단면의 중립축
V-V :강재로 환산한 합성단면의 중립축
:C-C와 S-S와의 거리(mm)
:V-V와 C-C와의 거리(mm)
:V-V와 S-S와의 거리(mm)
:V-V에서 바닥판 상연까지의 거리(mm)
:V-V에서 강거더의 하연까지의 거리(mm)
4.9.3 설계도에 기재하는 사항
합성거더 설계도에는 일반적으로 기재하는 사항 이외에 설계기준강도, 조골재의 최대치수, 설계에 사용한 탄성계수비, 콘크리트 치기의 조건, 공사 중의 하중 및 합성후의 고정하중의 재하시기, 기타 특히 필요한 사항을 명기한다.
4.9.4 하중
(1) 합성거더의 설계에는 KDS 24 10 10에서 정한 것 외에 바닥판 콘크리트의 크리프, 건조수축 및 바닥판과 강거더와의 온도차 등의 영향을 고려한다.
(2) 합성단면 하중
① 콘크리트 바닥판 타설과 양생시 거더를 받칠 임시 중간 지점이 없는 경우는 강재와 콘크리트 고정하중은 강거더에만 작용한다고 가정하고, 모든 후속하중은 합성단면에 작용한다고 가정한다.
② 콘크리트가 재령 28일 강도의 75%를 가질 때까지 거더에 유효 임시 중간지점이 주어진 경우, 콘크리트 고정하중과 모든 후속하중은 합성단면에 작용한다고 가정한다.
③ 충격에 의한 응력은 활하중에 의한 응력에 충격계수를 곱한 것으로 하며, 충격계수는 KDS 24 12 20 (4.1.3)의 규정을 따른다.
4.9.5 재료
(1) 강재의 허용응력은 4.1.3의 규정에 의한다.
(2) 바닥판 콘크리트의 기준허용응력은 표 4.9-1에 표시된 값으로 한다.
표 4.9-1 바닥판 콘크리트의 허용응력

종별

허용응력(MPa)

휨압축응력

바닥판

합성거더 플랜지

전단응력

사인장철근을 두지 않는 경우

0.9

1.0

1.1

사인장철근을 두는 경우

2.0

2.2

2.4
(3) 바닥판에 사용되는 철근의 허용인장응력은 표 4.9-2에 표시된 값을 적용한다. 다만, 주거더 단면 일부로서의 작용과 바닥판으로서의 작용을 동시에 고려할 경우에는 허용응력의 20%를 증가시킬 수 있다.
표 4.9-2 철근의 허용인장응력

철근의 종류

허용응력

SD300

SD350

SD400

허용인장응력(MPa)

150

160

160

허용압축응력(MPa)

150

175

180
(4) 강거더에 대한 허용응력의 증가는 KDS 24 12 10(4.2.3)의 규정에 의해야 한다.
4.9.6 설계일반
(1) 탄성계수비
① 강재의 탄성계수는 2.10 × 105 MPa로 해야 한다.
② 합성단면으로서의 응력 및 처짐을 계산하는 경우에 강재와 콘크리트의 탄성계수비 n은 8을 표준으로 한다.
③ 바닥판으로 단면계산을 하는 경우에 탄성계수비 n은 10의 규정에 의한다.
(2) 활하중에 의한 교량거더의 처짐은 KDS 24 10 10 (4.2.3)의 규정에 의한다.
① 사교의 각도는 30° 이하를 원칙으로 한다.
② 사각을 갖는 교량거더의 경우에는 둔각 지점의 반력증가를 고려한다.
(4) 합성거더의 압축플랜지로써의 바닥판 유효폭 는 식 (4.9-1)에 의하여 계산한 값을 넘어서는 안 된다.
여기서, : 헌치의 수평폭, 헌치의 경사가 45°보다 작은 경우에는 그림 4.9-2와 같이 취한다.
: 주거더 내측의 한쪽 유효폭
: 돌출부의 한쪽 유효폭
및 는 다음 식에 의하여 계산한다.
여기서, : 그림 4.9-2 참조
: 지간
그림 4.9-2 바닥판의 유효폭
(5) 바닥판 콘크리트의 크리프
① 합성 후 고정하중에 의한 주거더 단면 응력을 계산하는 경우에 바닥판 콘크리트의 크리프계수 은 2.0을 표준으로 한다.
② 콘크리트의 응력계산은 크리프를 고려한 콘크리트의 탄성계수를 사용한다. 즉, 단면 환산을 하는 경우에는 대신에 을 사용한다.
(6) 바닥판 콘크리트의 건조수축
① 바닥판 콘크리트의 건조수축에 의한 합성단면의 응력계산에 사용하는 최종 건조수축률 는 을 표준으로 하고, 사용하는 크리프계수는 을 표준으로 한다.
② 이 경우의 계산에는 식 (4.9-2)∼식 (4.9-8)을 사용한다.
여기서, : 콘크리트의 강재에 대한 탄성계수비
: 시간 에서 사이에 콘크리트의 건조수축에 의해 바닥판 단면의 중심 및 강거더단면의 중심에 발생하는 축력과 휨모멘트
그림 4.9-3 건조수축에 의한 축력과 휨모멘트
(7) 바닥판 콘크리트와 강거더와의 온도차
① 바닥판 콘크리트와 강거더와의 온도차는 10 ℃를 표준으로 하고 현저한 온도차가 생기는 경우에는 별도로 고려해야 한다.
② 온도분포는 강거더 및 바닥판 콘크리트에 있어서 각각 균일한 것으로 본다.
③ 바닥판 콘크리트와 강재의 선팽창계수는 을 적용한다.
④ 온도차에 의한 응력의 계산에는 크리프의 영향은 고려하지 않고 식 (4.9-9)∼식 (4.9-15)로 계산한다.
여기서, : 바닥판과 강거더의 온도차에 의해 바닥판 단면의 중심 및 강거더 단면의 중심에 발생하는 축력과 휨모멘트
: 계산에 사용하는 선팽창계수
: 온도차, 앞의 부호는 바닥판이 강거더보다 낮은 경우(+), 높은 경우는(-)로 취해야 한다.
그림 4.9-5 온도차에 의해 발생되는 합성거더의 단면력
(8) 합성단면의 중립축은 강거더 내에 있는 것을 원칙으로 한다.
4.9.7 강거더
(1) 전단연결재를 설치하는 플랜지의 판두께는 4.4.2(1)의 규정을 만족해야 할 뿐 아니라, 플레이트거더의 경우는 15 mm 이상, 또 박스거더의 경우는 13 mm 이상으로 해야 한다. 특히 어느 경우에도 전단연결재의 필릿용접의 크기 이상으로 해야 한다.
(2) 수평브레이싱
① 하부 수평브레이싱은 플레이트거더교의 경우에는 설치하는 것을 원칙으로 해야 한다. 단, 지간이 16 m 이하의 거더에서 적당한 수직브레이싱이 있는 경우에는 하부 수평브레이싱을 생략할 수 있다.
② 상부 수평브레이싱은 필요에 따라 설치하는 것으로 한다.
4.9.8 바닥판
(1) 바닥판의 설계는 이 절에서 규정하는 이외는 4.5.4의 규정에 의한다.
(2) 바닥판의 합성작용
① 주거더의 단면응력을 산출하는 경우 바닥판의 합성작용을 취급함에 있어서는 표 4.9-3과 같이 해야 한다. 전단연결재는 주거더의 전장에 걸쳐서 설치해야 한다. 또 연속합성거더에서 표 4.9-3에 따라 설계를 하는 경우는 내부지점 부근의 균열에 대해 방수층 등의 처리를 강구함과 동시에 고정하중에 의한 휨모멘트의 부호가 변하는 부근에는 강한 하중분배 가로보를 설치하는 것으로 하고, 전단연결재의 배치 및 응력의 변동 상태 등을 충분히 검토해야 한다.
② 주거더의 탄성변형 및 부정정력을 계산하는 경우에는 표 4.9-3 규정에 관계없이 바닥판 콘크리트의 합성작용을 고려한다.
표 4.9-3 합성작용의 취급

휨모멘트의 종류

합성작용의 취급

적용

정

바닥판 콘크리트를 주거더 단면의 일부로 본다.

부

1. 인장응력을 받는 바닥판에서 콘크리트의 단면을 유효로 하는 경우. 바닥판의 콘크리트를 주거더 단면의 일부로 본다.

2. 인장응력을 받는 바닥판에서 콘크리트의 단면을 무시하는 경우. 바닥판 내의 교축방향 철근만을 주거더 단면의 일부로 본다.

주) 프리스트레스하지 않는 연속합성거더의 경우 한 단면에서 활하중의 재하 상태에 따라 정 및 부의 휨모멘트가 생길 수 있다.
(3) 인장력을 받는 바닥판의 배근
① 인장력을 받는 바닥판에서 콘크리트의 단면을 유효로 하는 설계를 하는 경우에는 바닥판에 작용하는 전인장력을 철근이 받도록 한다.
② 인장력을 받는 바닥판에서 콘크리트의 단면을 무시하고 설계를 하는 경우에는 바닥판 콘크리트 단면적의 2% 이상의 교축방향 철근을 배근해야 한다. 이 경우 교축방향 철근의 총주변장의 바닥판 콘크리트의 단면적에 대한 비, 즉 주장률은 0.0045 mm/mm2 이상으로 한다. 또한 바닥판작용에 대처하기 위하여 배치된 철근을 교축방향 철근의 일부로 볼 수 있다.
③ 철근은 고정하중에 의한 휨모멘트의 부호가 변하는 점을 지나서 바닥판 콘크리트의 압축측에 정착시켜야 한다.
(4) 바닥판 콘크리트에는 구조이음을 설치해서는 안 된다.
(5) 바닥판 콘크리트의 합성작용을 줄 때에 바닥판 콘크리트 압축강도는 의 80% 이상이 되어야 한다.
(6) 교량거더의 단부 부근의 바닥판
① 교량거더 단부의 바닥판은 그림 4.9-5와 같이 단부 버팀재로 지지하는 것으로 해야 한다. 이 경우 단부 버팀재는 그림 4.9-6에서 나타낸 범위의 고정하중과 1축의 열차하중에 대해서 설계한다.
② 교량거더 단부의 바닥판은 온도차에 의한 응력 및 건조수축에 의한 응력에 대하여 4.9.9(4) 와 같이 설계한다.
그림 4.9-5 교량거더 단부 바닥판 보강
그림 4.9-6 단부 버팀재
(7) 사교의 바닥판
① 주철근 배치는 합성거더의 지간 중앙부에서는 복부판에 직각 방향으로하고 교량거더 단부에서는 그림 4.9-7에 표시된 범위에서 바닥판의 상측 및 하측에 사각 방향으로 배치하는 것을 표준으로 한다.
② 사교 바닥판의 둔각부 지점의 상측에는 보강철근을 그림 4.9-8에 표시된 범위로 배치하는 것을 표준으로 해야 한다. 이때 가외철근량은 바닥판 지간 중앙의 정(正)휨모멘트에 표 4.9-4에 표시된 계수를 곱한 값의 부(負)모멘트가 생기는 것으로 하여 구한다.
표 4.9-4 휨모멘트의 계수

사각

휨모멘트의 계수

≤ 15°

0.6

15° < ≤ 30°

0.8
그림 4.9-7 사교바닥판의 주철근배치
그림 4.9-8 사교바닥판의 보강철근 배치
(8) 방수공
① 바닥판 상면에는 방수공을 설치해야 하며 적절한 보호공을 해야 한다.
② 바닥판 상면에는 원칙적으로 2% 이상의 횡방향 경사를 설치하는 것으로 한다.
4.9.9 전단연결재
(1) 전단연결재 일반
① 전단연결재에는 그림 4.9-9에 표시한 것과 같은 스터드(stud)를 표준으로 한다.
② 스터드는 머리붙임 스터드를 사용하며 스터드 접합면 전체가 융합되는 스터드 용접을 하는 것을 원칙으로 하고, 스터드의 지름은 19 mm 이상으로 한다.
③ 스터드의 형상, 치수 및 그의 허용차 등은 표 4.9-5를 표준으로 해야 한다.
그림 4.9-9 전단연결재(스터드)
표 4.9-5 스터드의 형상, 치수 및 허용차(mm)

호칭

줄기지름(d)

머리지름(D)

머리두께

(T) 최소

헌치부 반지름(r)

표준형상 및

치수표시 기호

기준치수

허용차

기준치수

허용차

19

19.0

±0.4

32.0

±0.4

10

2~3

22

22.0

35.0

25

25.0

38.0
(2) 전단연결재는 바닥판과 강거더와의 사이에 작용하는 교축방향의 가장 큰 전단력에 대하여 설계한다.
(3) 바닥판 콘크리트와 강거더 사이의 부착응력은 무시한다.
(4) 콘크리트의 건조수축 및 바닥판과 강거더와의 온도차에 의하여 생기는 전단력 는 교량거더 단부에서 저변 a(a는 주거더 간격 또는 지간의 1/10 중 작은 값)에 삼각형 분포를 하는 것으로 하고 그 범위에 있는 전단연결재가 부담하도록 한다.(그림 4.9-10 참조)
그림 4.9-10 전단력 분포
(5) 스터드의 허용내하력 및 배치
① 허용내하력
가. 스터드의 허용내하력()는 식 (4.9-16)∼식 (4.9-17)로 계산한다.
의 경우 (4.9-16)
의 경우 (4.9-17)
여기서, : 스터드에 작용하는 최소전단응력(MPa)
: 스터드에 작용하는 최대전단응력(MPa)
: 스터드의 전 높이(mm)
: 스터드의 줄기지름(mm)
② 전단연결재의 배치
가. 스터드의 머리는 헌치 부분에서 그치지 않고 바닥판 속에 있는 것을 원칙으로 한다.
나. 스터드는 교축직각방향으로는 2개 이상을 배치한다.
다. 스터드의 최소 중심간격은 교축방향에 있어서(단, 100mm 이상)로 하고 교축직각 방향에 있어서는 로 한다. 여기서, 는 스터드 줄기의 지름이다.
라. 스터드와 강거더 플랜지 연단과의 최소 순간격은 25 mm로 한다.
4.10 트러스
(1) 4.10은 주구조가 트러스인 상부구조의 설계에 적용해야 한다.
(2) 스팬드럴 브레이스드 아치(spandrel braced arch) 또는 트러스 보강형 아치의 트러스 부재 등의 설계에 이 절을 따를 수 있다.
(3) 트러스를 구성하는 부재의 일반사항에 관한 것은 4.1 및 4.3의 규정을 따라야 한다.
(4) 트러스에 설치되는 수평브레이싱, 수직브레이싱 및 교문브레이싱의 일반사항은 4.7의 규정을 따라야 한다.
(5) 트러스의 격점은 힘의 전달이 합리적이면서 확실하게 이루어지도록 설계해야 할 뿐만 아니라, 가능하면 단순한 구조로 설계하여 각 부재의 연결이 쉽고 검사나 배수, 청소 등의 유지관리 작업이 지장없이 시행될 수 있도록 배려되어야 한다.
(6) 기호
: 연결판 부재가 연결판에 접하는 부재폭(mm)
: 트러스 부재의 유효좌굴길이(mm)
: 연결판의 두께(mm)
: 연결판에 연결된 한 부재의 최대작용력
4.10.2 부재
(1) 부재의 구성
① 단면의 구성에 있어서는 단면의 도심이 가능한 한 단면의 중심과 일치하도록 하고, 또한 골조선에 일치하도록 배려하는 등, 2차응력이 가능한 한 작게 되도록 한다.
② 부재의 조합에 있어서는 용접부가 좌우는 물론 상하로도 가급적 대칭인 위치에 오도록 고려하여 설계한다.
③ 트러스의 현재, 단주 및 연속트러스의 중간지점에 설치한 사재 등은 박스거더 단면 부재로 설계한다. 이 경우 트러스면에 평행한 판의 단면적은 부재 총단면적의 40% 이상으로 한다.
④ ③에서 부재의 수직축 둘레의 단면2차반지름에 대한 세장비는 수평축에 대한 것보다 작게 한다. 또 포니트러스에서는 수직과 수평세장비의 비를 1:1.5로 한다.
⑤ 단주 등에 있어서 휨모멘트가 가해지는 경우에 강도의 검산은 4.3.3의 규정을 따른다.
(2) 부재의 길이
① 트러스 부재의 길이는 골조의 길이로 한다.
② 압축부재의 유효좌굴길이는 다음의 (3) 규정에 의한다.
③ 인장력을 받는 복부재의 트러스면 내의 세장비를 구할 때의 부재의 길이는 골조 길이의 0.9배로 한다. 또한 그림 4.10-1과 같은 수평브레이싱의 경우에는 수평브레이싱면에 수직한 면 내에서는 , 그 이외의면 내에서는를 부재의 길이로 본다. 이 경우 세로보 등으로부터 견고한 행어로 수평브레이싱 부재를 지지하는 경우에는 수평브레이싱면에 수직한 면 내에서는 또는 를, 기타의 면 내에서는 또는 를 부재의 길이로 취할 수 있다.
그림 4.10-1 수평 브레이싱에서 부재의 길이
(3) 트러스 부재의 유효좌굴길이
① 트러스면 내
가. 현재의 유효좌굴길이는 부재의 골조길이로 한다.
나. 연결판에 의해 현재에 연결된 복부재의 유효좌굴길이는 연결고장력 볼트군의 중심간 거리를 취하여도 무방하다.
다만, 골조 길이의 0.8배 이하가 되어서는 안 된다. 또한 수평브레이싱이나 수직브레이싱 등의 부재에서 부재의 양면에 연결판을 대지 않은 구조에서는 골조 길이의 0.9배를 취한다.
다. 부재의 중간점을 다른 부재가 유효하게 지지하는 경우에는 그 지지점간을 유효좌굴길이로 한다. 여기에서 유효하게 지지한다는 뜻은 예를 들면, 그림 4.10-2와 같이 사재 D와 버팀부재 T와의 연결이 충분하고, 또한 버팀부재가 4.1.5에 규정된 부압축재로 설계되어 있는 경우를 말한다. 이때, 사재 D와 버팀부재 T와의 연결부의 강도는 적어도 사재 D와 현재와의 연결부의 강도의 1/4 이상으로 한다.
그림 4.10-2 버팀부재가 있는 사재