TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
표 19.3-3 건물외구조물의 중요도계수()와 내진등급의 분류

중요도계수

＝1.0

＝1.2

＝1.5

2.2에 따른 내진등급

Ⅱ

I

특

위험성

H－1

H－1

H－2

기능성

F－1

F－1

F－2

H－1＝저장된 물품이 생물학적 또는 환경적으로 양호한 경우; 화재 또는 물리적 위험이 적은 경우

H－2＝저장된 물품이 소방법, 유해화학물질관리법 또는 산업안전보건법에 의해 건강장해물질, 환경유해성 물질 또는 물리적 위험물로 분류되는 경우

F－1＝F－2로 분류되지 않은 건물외구조물

F－2＝내진특등급에 해당하는 건물외구조물 또는 내진특등급으로 분류되는 지정된 부속물로서 내진특등급에 해당하는 구조물의 운용에 필요한 건물외구조물(통신탑, 연료저장탱크, 냉각탑 또는 전력변전 구조물과 같은 구조물 등)
19.3.5 강체 건물외구조물
(1) 고유주기가 0.06초 미만인 건물외구조물과 그 정착부는 다음과 같은 밑면전단력에 대하여 설계하여야 한다.
(19.3-3)
여기서, ：표 19.3-3에 의한 중요도계수
：4.2.2에 의한 단주기의 설계스펙트럼가속도
：건물외구조물의 전체 밑면전단력
：19.3.1에 의한 건물외구조물의 유효중량
설계지진력의 수직분포는 7.2.5에 따른다.
19.3.6 수직지반운동에 민감한 건물외구조물
19.3.6.1 수직지진하중
(1) 수평 캔틸레버를 가지는 탱크, 저장용기, 매달린 구조물의 경우, 수직방향 지반운동을 고려하여야 한다. 수직방향 지진력은 수직설계응답가속도스펙트럼을 사용하여 7.3.3의 응답스펙트럼해석법이나 7.2와 19.3의 등가정적해석법으로 산정할 수 있다. 시간이력해석법을 사용할 경우 수직설계응답가속도스펙트럼과 적합한 수직방향 지반운동을 포함하여야 한다. 수직설계응답가속도스펙트럼은 수평설계응답가속도스펙트럼에 대한 비로 결정하는데, 암반지반(S1)에서는 0.77, 토사지반(S2~S5)에서는 2/3를 사용한다. 토사지반에서의 이 비율은 공학적 판단 또는 공인된 관련 전문기준에 따라 산정할 수도 있다.
(2) 매달린 구조물과 수평 캔틸레버를 가지는 건물외구조물의 경우, 수직설계스펙트럼가속도 는 수직설계응답가속도스펙트럼에서 최댓값으로 하거나 합리적인 해석을 통해 결정된 수직방향주기에 해당하는 수직설계스펙트럼가속도의 값을 사용할 수 있다.
(3) 탱크 및 저장용기의 수직 지진하중은 19.6.2(1)③에 따라 산정한다. 원통형 탱크 벽체에서 수직 설계지반운동에 의한 유체역학적 하중은 19.6.2(1)③나.에 따라 결정한다.
(4) 수직방향 지진력에 적용되는 반응수정계수 은 원통형 탱크 벽체에서 유체역학적 후프 힘을 결정할 때를 제외하고는 1.0으로 한다.
19.3.6.2 수직지진하중의 하중조합
(1) 매달린 구조물과 수평 캔틸레버를 가지는 구조물의 경우, 수직방향 지진력은 다음의 규정에 따라 수평방향 지진력과 조합되어야 한다.
① 강도 설계
구조 부재의 강도설계에서는 가장 위험한 하중효과를 발생시키는 방향으로 작용하는 지진하중을 고려하여야 한다. 이 요구사항은 구조 부재가 다음의 하중조합에 대해 설계될 경우 만족하는 것으로 간주한다.
가. 수평방향 힘(100%) + 수평직각방향 힘(30%) + 수직방향 힘(30%)
나. 수직방향 힘(100%) + 수평방향 힘(30%) + 수평직각방향 힘(30%)
② 전도 및 안정성
구조물의 전도에 대한 안정성 및 미끄러짐 평가에서는 가장 위험한 하중효과를 발생시키는 방향으로 작용하는 지진하중을 고려하여야 한다. 이 요구사항은 구조물 및 기초가 다음의 하중조합에 대해 설계될 경우 만족하는 것으로 간주한다.
19.3.7 우발 비틀림
(1) 다음에 해당하는 건물외구조물에서 구조체, 건물외구조물내의 내용물과 비구조요소, 지지구조 등 전체적인 강성과 질량분포가 7.3.2에 따른 3차원해석을 통해 고려될 경우 7.2.6.4의 우발 비틀림 요구사항은 고려하지 않아도 된다.
① 강체로 볼 수 있는 건물외구조물
② 3.5 이하의 값으로 설계하는 건물과 유사하지 않은 건물외구조물
③ 3.5 이하의 값으로 설계하는 건물과 유사한 건물외구조물 중 다음 조건 중 하나를 만족할 때
가. 각 다이어프램에서 계산된 강성중심과 질량중심의 거리가 각 방향 다이어프램의 평면 치수의 5% 보다 큰 경우
나. 수평비틀림 비정형유형 H-1에 해당하지 않고, 각 주축방향 에서 2개 이상의 횡하중 저항경로를 가지는 경우. 이때 적어도 1개의 횡하중 저항경로는 질량중심으로부터 구조물 평면 치수의 20%를 초과하지 않는 거리 내에서 확보되어야 한다.
19.3.8 변위제한
(1) 변위제한은 8.2.3의 규정에 따른다. 단, 합리적인 해석을 통해 구조적 안정성에 지장을 주지 않는 것으로 검증된 경우에는 8.2.3의 규정을 적용하지 않아도 된다.
19.3.9 기타 설계요구사항
(1) 19.6에서 다루고 있는 기초에 의해 직접 지지되는 액체, 기체, 가루형태의 고체를 담고 있는 건물외구조물의 경우, 설계지진력은 해당 시스템의 공인된 관련 전문기준에서 요구하는 값보다 작을 수 없다.
(2) 19장에서 다루고 있는 건물외구조물 중 특정 유형에 대해 내진설계 절차를 규정하는 전문기준이 있더라도 그 기준을 적용하기 위해서는 다음의 조건을 만족하여야 한다.
① 지반가속도와 설계계수는 3장 및 4장의 요구 사항을 따라야 한다.
② 설계에서 사용되는 총 횡하중과 총 전도모멘트는 이 기준에 따라 지반-구조물 상호작용을 고려하여 산정된 밑면전단력 및 전도모멘트의 80% 이상이어야 한다.
(3) 지반-구조물 상호작용에 의한 기초 감쇠의 영향을 고려할 경우 밑면전단력을 감소시킬 수 있으나 감소된 밑면전단력은 이 기준에 의한 밑면전단력의 70%이상이어야 한다.
(4) 별도로 명시되어 있지 않는 한, 중력하중과 지진하중은 각 구조재료별로 제시된 계수하중 조합에 따라 조합되어야 한다.
(5) 공인된 관련 기술표준 또는 관련 행정기관에서 요구하는 경우, 특정 형식의 건물외구조물은 부지고유 응답스펙트럼을 사용할 수 있다. 단, 대상 부지의 지역적인 지진활동도, 지질구조, 예상재현주기, 알려진 지진위험도로부터 구한 지진의 규모 등이 명확히 규명되어야 한다. 특정 건물외구조물의 전문기준에서 더 큰 재현주기를 정의한다면 해당 재현주기를 따를 수 있다.
19.3.10 콘크리트 또는 조적조 앵커
(1) 콘크리트에 묻히는 정착부의 내력은 KDS 14 20 54 콘크리트용 앵커 설계기준에 따르며, KDS 14 20 54에서 규정하지 않은 사항은 공인된 설계기준에 따를 수 있다. 단, KDS 14 20 54의 4.1 설계 일반사항 (3)⑥은 “④와 ⑤의 조건을 만족하지 못하는 경우, 앵커 또는 앵커 그룹은 초과강도계수 에 의해 증대된 지진하중 에 대하여 설계되어야 한다.”로 수정하여 적용한다.
(2) 조적조에 묻히는 정착부의 내력은 공인된 설계기준에 따라 구한다.
(3) 콘크리트에 설치되는 후설치 앵커의 뽑힘 인장강도, 부착강도, 강재 전단강도는 KDS 14 20 54의 규정에 따라 모의지진실험에 근거하여 평가되어야 하며, 공인기관의 인증서에 의해 공개된 것이어야 한다. 또한 조적조에 설치되는 후설치 앵커는 공인된 설계기준의 규정에 따라 내진인증된 것이어야 한다
19.4 건물과 유사한 건물외구조물에 대한 요구사항
19.4.1 일반사항
(1) 건물과 유사한 건물외구조물은 19.3를 포함한 KDS 41 17 00의 규정에 따라 설계하여야 한다. 지진하중 의 조합은 각 구조재료별로 제시된 계수하중 조합을 따른다.
19.4.2 파이프 선반
19.4.2.1 설계고려사항
(1) 기초를 가진 파이프 선반은 19.4.1의 규정과 함께 7.2(등가정적해석법) 또는 7.3.3(응답스펙트럼해석법)의 하중 요구사항을 만족하도록 설계하여야 한다. 또한, 식 (19.4-1)에 의한 변위를 사용하여 파이프 선반의 변위와 상호 작용(배관 시스템의 부딪힘)의 발생가능성을 검토하여야 한다.
(19.4-1)
여기서, ：표 19.3-1의 변위증폭계수
：설계지진력을 사용하여 산정된 변위
：표 19.3-3에서 정의한 중요도계수
(2) 파이프 시스템과 정착부의 설계는 18장을 참조한다. 중력하중으로 인한 마찰력은 지진력에 대한 저항력으로 고려해서는 안 된다.
19.4.3 적재 선반
(1) 지표면 또는 지표면 아래에서 철골로 지지되는 캔틸레버 적재선반의 설계는 19.1, 19.2, 19.3, 19.4.1 및 19.4.3.1에서 19.4.3.4에 따른다.
19.4.3.1 주요 요구사항
(1) 적재선반은 19.4.3의 하중 요구사항을 충족해야 한다. 창고형 판매장과 같이 대중에게 공개된 적재선반의 중요도계수 는 1.5로 한다.
예외 : 기초로 지지되는 철골조 적재선반은 KDS 41 17 00의 요구사항을 만족한다면 =4를 갖는 구조물로 설계할 수 있다.
19.4.3.2 유효중량
(1) 적재선반은 다음과 두 경우에 해당하는 선반중량과 적재하중의 분포 모두를 고려하여 설계되어야 한다. 이때 각 적재물 질량중심의 실제 높이를 고려해야 한다.
① 선반의 모든 층에 정격 적재하중의 67%가 작용할 경우
② 선반의 최상층에 정격 적재하중의 100%가 작용할 경우
19.4.3.3 지진력의 수직 분포
(1) 적재선반의 지진력의 수직분포는 7.2.5의 규정을 다음과 같이 적용하여 산정한다.
① 철골조 적재선반의 밑면전단력은 일반건물의 밑면전단력 와 동일한 방법으로 산정한다.
② 적재선반을 지지하는 바닥을 구조물의 밑면으로 한다. 식 (7.2-9)에서 과 는 밑면에서부터 측정한 선반 각 층의 높이로 한다.
③ 계수 는 1.0으로 할 수 있다.
19.4.3.4 횡변위
(1) 적재선반은 인접한 요소와의 사이에서 발생하는 상대변위를 수용할 수 있도록 설치되어야 한다. 철골조 적재선반의 총 상대변위는 시험자료 또는 해석에 의해 검증되지 않은 한, 바닥으로부터 구조체의 높이 의 5% 보다 작을 수 없다.
19.4.4 발전시설
(1) 집단에너지 공급시설을 포함한 발전시설은 19.3에 규정된 계수 및 18장과 19장의 규정에 따라 설계하여야 한다.
19.4.5 탱크 및 저장용기 지지구조
(1) 탱크 및 저장용기를 지지하지만 탱크와 일체가 아닌 지지구조는 19.3의 요구 사항 및 아래의 사항을 만족하도록 설계하여야 한다.
① 지진하중의 수직분포는 탱크 또는 저장용기와 지지구조의 상대적인 강성을 고려하여 결정한다.
② 수직 반력의 분포는 탱크 또는 저장용기와 지지구조의 상대적인 강성을 고려하여 결정한다. 탱크 또는 저장용기가 격자 보로 지지되는 경우, 중량과 전도에 의해 계산된 수직 반력은 불균등 지지를 고려하여 최소한 20% 할증되어야 한다. 격자 보와 저장용기의 부착물은 할증된 하중에 대해 설계하여야 한다.
③ P- 효과 혹은 구조물과 탱크의 부딪힘을 검토할 경우 탱크 및 저장용기의 횡변위와 지지구조의 횡변형 모두를 고려하여야 한다. P- 효과는 표 19.3-2의 적절한 값을 이용하여 탄성해석에 의한 변위에 를 곱한 값을 사용하여 평가한다.
(2) 지지구조와 일체인 탱크 및 저장용기는 19.6.10에 따라 설계하여야 한다.
19.5 건물과 유사하지 않은 건물외구조물에 대한 요구 사항
(1) 건물과 유사한 수평 및 수직 지진력저항시스템이 없는 건물외구조물은 이 절에서 수정된 사항을 포함해서 KDS 41 17 00에서 제시된 사항과 관련된 전문기준에 따라 설계하여야 한다. 하중과 하중 분포는 KDS 41 17 00을 따라 결정된 것보다 작지 않아야 한다. 지진하중 의 조합은 각 구조재료별로 제시된 하중조합을 따른다.
19.5.1 흙막이 구조물
(1) 이 절은 건축대지위의 건축물에 부속되거나 인접한 흙막이 구조물에 적용한다. 지반운동에 의한 횡방향 토압은 14.5 및 관련 전문기준에 따라 계산한다. 내진등급은 흙막이 구조물이 주위의 건물과 구조물에 얼마나 근접하였는지에 따라 결정한다. 흙막이 구조물의 파괴가 인접한 건물 또는 구조물에 영향을 미칠 경우 흙막이 구조물의 내진등급은 인접한 건물 또는 구조물의 내진등급보다 작아서는 안 된다.
(2) 흙막이 벽은 지진하중에 대해 항복 또는 비항복 벽으로 설계할 수 있다. 철근 콘크리트 캔틸레버 또는 조적조 옹벽은 항복하는 벽으로 가정해야 하고, 단순 휨벽체 요소로 설계하여야 한다.
19.5.2 굴뚝
19.5.2.1 일반사항
(1) 굴뚝은 콘크리트, 철골 또는 조적조로 건설될 수 있다. 굴뚝은 적절하게 산정된 수평지진력에 저항할 수 있도록 설계하여야 한다. 굴뚝 내부에 라이너(chimney liner)가 있을 경우 상호 작용을 고려해야 한다. 굴뚝과 라이너는 횡변위를 고려하여 충분히 이격되어 있어야 한다.
19.5.2.2 콘크리트 굴뚝
(1) 응답스펙트럼해석법을 설계에 사용하는 경우 7.3.3의 절차를 적용할 수 있다. 콘크리트 굴뚝은 공인된 전문기술표준의 요구 사항에 따라 설계하나 다음의 사향을 준수하여야 한다.
① 설계밑면전단력은 19.3에 근거하여 결정한다.
② 설계계수는 표 19.3-2에 제시된 값을 적용한다.
③ 개구부는 다음의 요구사항을 만족하여야 한다.
(2) 내진설계범주 D에 해당하는 콘크리트 굴뚝의 경우 수직철근의 이음위치는 50% 이상의 수직철근의 이음이 한군데에서 중복하지 않도록 엇갈려 배치되어야 한다. 겹침이음의 경우 정착길이만큼 서로 엇갈려야 한다.
(3) 개구부에 의한 단면적의 감소가 10%를 초과하는 경우 개구부의 가장 큰 폭의 절반에 해당하는 거리만큼 개구부의 위와 아래로 확장된 구간에 대해 초과강도계수 1.5를 사용하여 결정된 수직력, 전단력, 휨모멘트에 대하여 설계되어야 하며 수직철근은 그 구간 밖으로 적절한 정착길이를 가지고 정착되어야 한다.
(4) 개구부 주변은 KDS 14 20 50의 4.4.2 압축부재의 횡철근 규정에 따라 배근하여야 한다. 개구부 보강이 필요한 부분의 폭은 벽두께의 2배이상이어야 하며, 높이는 개구부 위아래 방향으로 벽두께의 2배이상 연장된 길이 혹은 수직철근의 정착길이 이상이어야 한다. 개구부 보강이 필요한 구간 내에 기초 또는 기초판이 있을 경우에도 보강이 이루어져야 한다. 보강부분의 수직철근비는 KDS 14 20 20의 4.3.2 압축부재의 철근량 제한 규정을 만족하여야 한다.
19.5.2.3 철골 굴뚝
(1) 응답스펙트럼해석법을 설계에 사용하는 경우, 7.3.3의 절차를 적용할 수 있다. 철골 굴뚝은 공인된 전문기술표준의 요구 사항에 따라 설계할 수 있으나 다음의 사향을 준수하여야 한다.
19.5.3 놀이시설 구조물
(1) 놀이시설 구조물은 주로 사람들의 수송과 오락을 위해 영구히 고정된 구조물이다. 놀이시설 구조물은 19.3에 따라 결정된 수평지진력에 저항할 수 있도록 설계하여야 한다.
19.5.4 하수처리시설
(1) 하수처리시설은 유체를 담고 있는 구조물로 평상시의 경우 이 구조물의 양측 벽에는 동일한 높이의 유체에 의한 압력이 작용하나 지진 시에는 양측 벽에 서로 다른 유체력이 지진과 위상차를 가지고 작용한다. 하수처리시설에는 분리 벽, 저수조 벽, 둑 및 기타 유사 구조물이 포함된다.
19.5.4.1 설계 고려사항
(1) 하수처리시설은 구조물과 유체의 관성력 및 유체의 슬로싱에 의해 발생하는 힘 모두를 고려하여 설계하여야 한다. 유체의 슬로싱에 의한 불균형력은 양측벽에 동시에 적용하여야 하며 지진과의 위상차를 고려하여야 한다. 예측된 슬로싱의 높이와 구조물의 여유 높이를 비교하여야 한다. 정류장치 또는 지붕 지지대와 같은 내부요소 또한 불균형력과 슬로싱 효과에 대해 설계되어야 한다.
19.5.4.2 저수조 벽
(1) 저수조 벽은 공인된 관련 전문기준과 관련 행정기관의 요구 사항을 만족해야 한다. 저수조가 비어있을 경우에는 3장에 따라 결정된 최대고려지진에 대해, 가득차 있을 경우에는 최대고려지진의 2/3 및 모든 유체역학적 힘에 대해 설계되어야 한다. 공인된 관련 전문기준 또는 관련 행정기관에 의해 요구된 위험도 평가에 의해 해당부지에서 최대고려지진과 동일한 규모의 여진이 발생할 수 있다고 판단되는 경우, 저수조벽은 최대고려지진 및 모든 유체역학적 힘을 견딜 수 있도록 설계하여야 한다.
(2) 저수조 벽의 높이는 유체의 출렁임을 고려하여 여유고를 가지도록 설계되어야 한다.
(3) 주구조물의 중요도계수가 공인된 전문기술표준에 따라 완화된 경우 여유고의 높이 는 식 (19.5-1)의 의한 값 이상이어야 한다.
(19.5-1)
여기서 는 슬로싱 성분의 스펙트럼가속도이며 0.5% 감쇠를 사용하여 19.6.6.1에 따라 결정한다. 원형 저수조인 경우 는 저수조 벽의 직경을 사용한다. 직사각형 저수조일 경우, 는 고려하는 방향에 대한 저수조 벽의 평면 치수 을 사용한다.
주구조물이 중요도계수 의 완화 없이 설계된 경우 여유고 규정은 적용하지 않을 수 있다.
19.5.5 조명탑 및 통신용 탑
19.5.5.1 조명탑
(1) 광범위한 지역을 조명하기 위하여 많은 조명등기구 및 기타 부속장치를 장착하여 설치되는 조명탑은 19.3에 따라 결정된 설계지진력을 저항할 수 있도록 설계하여야 한다.
19.5.5.2 통신용 탑
(1) 스스로 지지하거나 버팀줄로 지지되는 통신용 탑은 19.3에 따라 결정된 설계지진력을 저항할 수 있도록 설계하여야 한다.
19.5.6 육상 풍력발전기의 지지구조물
(1) 육상풍력발전기를 위한 원형강관 지지구조물은 19.3에 따라 결정된 설계지진력을 저항할 수 있도록 설계하여야 한다.
19.5.7 지표면에 지지되는 담장 또는 울타리
(1) 건축대지에 설치되며 지표면에 지지되는 높이 2.0m 이상인 담장이나 울타리는 19.3에 따라 결정된 설계지진력을 저항할 수 있도록 설계하여야 한다. 흙막이 구조는 19.5.1을 따라야 한다.
19.6 탱크 및 저장용기
19.6.1 일반사항
(1) 이 절은 건축대지에 설치되며 다른 구조물에 지지되지 않고 독립적으로 지어진 액체, 기체, 가루형태의 고체 등을 보관하는 탱크, 저장용기, 통, 사일로, 유사한 컨테이너(이하 탱크 및 저장용기)에 적용한다. 탱크 및 저장용기에는 철근콘크리트, 프리스트레스콘크리트, 강재, 알루미늄, 섬유강화플라스틱 재료를 사용한다. 건물 내부에 설치되어 건물 구조체에 의하여 지지되는 탱크는 19.2에 따라 설계한다.
19.6.2 설계 고려사항
(1) 액체, 기체, 가루형태의 고체를 저장하는 탱크 및 저장용기의 내진설계 시 다음 사항을 고려하여 지진에 대한 안전성을 검증해야 한다.
① 슬로싱 하중(출렁거림 효과)에 대한 감쇠비는 0.5%로 한다.
② 충격과 슬로싱의 모드주기가 완전히 분리된 경우, 두 하중효과는 직접합 또는 제곱합제곱근(SRSS)으로 합산한다. 충격과 슬로싱 모드 사이에서 커플링이 발생할 경우, 완전2차조합(CQC)을 사용한다.
③ 수직 지진하중은 다음과 같이 정의한다.
가. 비원통형 탱크 벽면에 작용하는 유체역학적 수직방향 및 수평방향 하중 : 유체의 수직운동에 의하여 발생하는 수직방향하중은 0.4로 계산한다. 여기서 은 유체의 단위중량이고 는 19.3.6에 정의된 수직설계응답가속도스펙트럼의 최댓값이다.
나. 원통형 탱크 벽면에 작용하는 유체역학적 하중 : 원통형 탱크에서 유체의 수직운동에 의하여 높이 에 작용하는 후프 힘 는 식 (19.6-1)에 따라 계산한다. 직접합 또는 제곱합제곱근을 사용하여 충격 및 슬로싱 하중과 조합되어야 한다.
(19.6-1)
: 탱크(또는 저장용기) 내부 직경
: 탱크(또는 저장용기) 내부의 액체 높이
: 탱크(또는 저장용기) 바닥으로부터 후프 힘이 고려되는 지점까지의 높이
: 저장된 액체의 단위중량
: 액체 수직운동의 고유주기에 해당하는 수직설계스펙트럼가속도
: 원통형 탱크 또는 저장용기 벽에서 단위길이당 유체역학적 후프 힘
다. 원통형 및 직사각형 탱크 벽체의 수직관성력 : 구조물 자체 수직방향 관성력은 0.4로 계산한다. 여기서 는 19.3.6에 정의된 수직설계응답가속도스펙트럼의 최댓값이다.
19.6.3 강도 및 연성
(1) 지진력저항시스템을 구성하는 구조부재들은 다음의 요구조건을 만족하도록 설계한다.
① 콘크리트에 매입된 앵커를 제외하고, 지진력저항시스템을 구성하는 부재의 접합부는 산정된 설계하중의 배에 대하여 설계한다. 콘크리트에 매입된 앵커는 19.6.5의 요구사항을 만족해야 한다. 단, 탱크 또는 저장용기에 연결되는 앵커 접합부는 앵커 인장강도와 산정된 설계하중의 배 중 작은 값에 대하여 설계해야 한다. 8.1.2.3의 특별지진하중과 표 19.3-2의 값은 탱크 또는 저장용기의 내벽을 포함한 벽면 설계에는 적용하지 않는다.
② 탱크 및 저장용기의 벽면에 배관통, 맨홀, 개구부 등을 설치하는 경우, 막 작용을 통하여 하중을 전달하는 탱크 벽면의 강도와 안정성이 유지되도록 설계해야 한다.
③ 탱크 및 저장용기와 일체이면서 불규칙 가새, 비지지 패널, 비대칭 가새, 또는 집중질량을 갖는 타워형 지지대는, 5.3의 비정형 구조물에 대한 요구사항을 고려하여 설계해야 한다. V형 또는 편심가새골조를 사용하는 타워형 지지대는 이 절의 내진설계 요구사항을 따른다. 인장가새만을 사용하는 타워형 지지대에서 가새부재는 전단면 항복에 대하여 설계해야 한다.
④ 탱크 및 저장용기와 일체로 시공된 타워형 지지대에서, 인장가새에 대응하여 압축력을 지지하는 스트럿부재는 가새의 항복하중 와 소요인장력의 배 중 작은 값을 저항하도록 설계한다.
⑤ 저장용기, 저항부재, 접합부 등에 작용하는 소요하중을 결정할 때 기초, 타워, 스커트(skirt) 등 지지구조에 대한 저장용기의 강성비를 고려하여야 한다.
⑥ 액체를 저장하는 콘크리트 구조물의 경우 사용성에 지장을 줄 만한 수준의 비탄성변형에서 발휘되는 연성과 에너지소산능력은 인정되지 않는다. 구조물에 손상이 없거나 약간의 미세균열이 발생한 수준에 해당하는 강성의 감소와 에너지의 소산만이 허용된다.
19.6.4 배관 연결부의 유연성
(1) 배관시스템 파괴로 인한 누출을 방지하기 위해 탱크 및 저장용기에 연결되는 배관의 접합부는 지진에 의한 배관의 변위를 수용할 수 있도록 충분한 신축성을 가져야 한다. 배관시스템과 그 지지부는 연결부에 큰 하중이 전달되지 않도록 설계되어야 한다. 필요할 경우, 지진변위 및 사용 중 압력에 대하여 충분한 신축성을 가진 기계장치 또는 특수상세를 배관 접합부에 사용할 수 있다.
(2) 배관 연결부는 표 19.6-1에 제시된 최소변위를 수용할 수 있도록 설계되어야 한다. 지지부 혹은 기초보다 높은 곳에 위치한 연결부의 경우 표 19.6-1의 최소변위에 추가하여 지지부와 탱크 및 저장용기 사이에서 발생하는 상대변위를 고려하여야 한다.
(3) 별도로 계산하지 않는다면 배관시스템과 그 접합부는 표 19.6-1에 제시된 최소변위의 배까지 파단없이 견디도록 설계해야 한다. 이 경우 배관 지지부와 탱크의 비탄성거동과 그로 인한 영구변형의 발생은허용된다. 지지부 혹은 기초보다 높은 곳에 위치한 연결부의 경우 지지부와 탱크 및 저장용기 사이에서 발생하는 상대변위를 추가로 고려하여야 한다.
(4) 표 19.6-1에 제시된 값은 침하와 지진변위 등에 의한 기초의 움직임은 고려되어 있지 않다. 배관시스템 설계 시 기초 움직임의 영향은 탱크 및 저장용기의 설계하중과 배관연결부의 전체변형능력 검토시 고려되어야 한다.
표 19.6-1 배관 연결부의 최소 설계 변위

조건

변위 (mm)

기계적 앵커로 고정된 탱크 및 저장용기

지지부 또는 기초와의 상대 수직 변위 (위 방향)

지지부 또는 기초와의 상대 수직 변위 (아래 방향)

지지부 또는 기초와의 상대 수평 변위의 범위 (직경 및 접선 방향)

자체고정식 탱크 또는 저장용기 (지면에 위치)

지지부 또는 기초와의 상대 수직 변위 (위 방향):

참고문헌(이 기준에서 일부 변경된 사항 포함)에 따라 설계한 경우:

J ≤ 0.785 (인발이 없음을 의미)

J > 0.785 (인발을 의미)

참고문헌이 아닌 이 기준에 따른 지진력에 대해 설계한 경우:

직경이 12.2m 미만인 탱크 및 저장용기

직경이 12.2m 이상인 탱크 및 저장용기

지지부 또는 기초와의 상대 수직 변위 (아래 방향):

벽/매트 기초를 가진 탱크

둑턱(berm) 기초를 가진 탱크

지지부 또는 기초와의 상대 수평 변위의 범위 (직경 및 접선 방향)

25

12.5

12.5

25

100

200

300

12.5

25

50
표 19.6-1에서 자체고정식 탱크는 인발을 저항하기 위해 앵커가 필요하지 않는 탱크로서 식 (19.6-2)에 의해 산정되는 전도모멘트에 대한 고정비 에 따라 표 19.6-2로 판정한다.
(19.6-2)
(19.6-3)
: 외피 둘레를 따라 탱크 벽면에 작용하는 지붕하중(N/m). 영구적인 지붕하중만 포함하며, 지붕 활하중은 제외한다.
: 전도모멘트(N-m)에 저항하는 탱크 외벽 주변의 내용물 중량으로, 그 크기는 탱크 바닥판의 휨강도에 의하여 결정됨.
: 설계지진하중에 의하여 탱크 바닥 위치에 작용하는 전도모멘트
: 탱크 직경
: 탱크 외벽의 총중량
표 19.6-2 고정비에 따른 자체고정식 탱크의 판정

고정비 J

기준

< 0.785

자체고정식 탱크 : 설계지진전도모멘트 작용 시 인발력이 발생하지 않음

0.785 < < 1.54

자체고정식 탱크 : 인발력이 발생할 수 있으나 탱크 가 압축력을 견딜 수 있을 경우 설계하중에 대하여 안정적임.

> 1.54

탱크는 인발력에 대하여 불안정하며, 기계적 정착이 요구됨.
19.6.5 정착 및 고정
(1) 지면에 설치한 탱크 및 저장용기의 경우, 자체 고정식 탱크에 대한 요구사항을 만족한다면 정착없이 설계할 수 있다.
(2) 타워구조 또는 건축물에 의하여 지지된 지상 탱크 및 저장용기는 지지부에 고정되어야 한다. 다음의 특별요구사항은 내진설계범주 C 및 D의 강재 탱크 및 저장용기에 설치하는 앵커볼트에 적용해야 한다.
① 정착은 19.3.9에 따르고, 앵커를 콘크리트에 매설할 때에는 앵커 강재의 인장강도를 발휘하도록 충분한 묻힘 깊이로 설계해야 한다. 앵커 강재의 인장강도는 KDS 14 20 54의 식 (4.3-1)에 따라 결정한다.
② 앵커 길이는 최소한 직경의 8배 이상이어야 한다.
③ 앵커가 강재인장강도를 발휘하도록 콘크리트에 매입된다면, 후설치앵커를 19.3.10에 따라 사용할 수 있다.
④ 탱크와 수평ㆍ수직 저장용기에서 앵커볼트의 크기를 결정할 때에는, 8.1.2.3의 초과강도계수를 포함한 특별지진하중조합을 사용할 필요는 없다.
19.6.6 지표면에 지지되는 액체저장탱크
19.6.6.1 일반사항
(1) 지반에 지지된 평바닥의 액체저장탱크는 다음 중 한 가지 방법으로 산정한 지진하중을 저항하도록 설계해야 한다.
① 밑면전단력 및 전도모멘트는 19.3.5에 따라 탱크 및 전체 내용물을 강체질량으로 가정하여 계산한다.
② 내진특등급이면서 액체를 저장하거나 또는 직경이 6m를 초과하는 탱크ㆍ저장용기는, 19.6의 요구사항과 공인된 전문기술표준에 따라 액체 저장물의 유체역학적인 거동을 고려하여 등가의 밑면전단력과 그 수직분포를 산정한다.
③ 19.3의 하중 및 변위 요구사항을 적용한다.
(2) 액체저장탱크의 설계는 탱크, 기초, 부착요소 등에 영향을 미치는 내용물의 충격 및 슬로싱(출렁거림) 효과를 고려해야 한다. 충격의 영향은 탱크 지붕, 외벽, 외벽과 일체로 움직이는 내용물 일부의 수평 지진운동에 대한 고주파 증폭 응답에 해당한다. 슬로싱의 영향은 슬로싱에 관한 1차모드에서 내용물의 저주파 증폭 응답에 해당한다. 공인된 전문기술표준에서 다르게 정의하지 않는 한 출렁거리는 액체의 경우 슬로싱의 감쇠비는 0.5%로 한다.
(3) 액체저장탱크에서 밑면전단력은 다음과 같이 충격 및 슬로싱 성분의 조합으로 산정한다.
(19.6-4)
(19.6-5)
(19.6-6)
: 탱크 및 내용물의 충격효과에 의한 밑면전단력
: 유효슬로싱질량의 슬로싱 효과에 의해 의한 밑면전단력
: 충격하중을 유발하는 중량으로 내용물, 지붕ㆍ장비, 탱크 외벽ㆍ바닥, 내부요소 등의 충격효과를 포함한다.
: 슬로싱 하중을 유발하는 액체 중량의 일부
: 중력가속도의 단위로 나타낸 지반운동에 대한 5% 감쇠비의 스펙트럼가속도에서 에 해당하는 값으로 다음과 같이 산정할 수 있다.
: 탱크 구조물과 충격하중에 기여하는 내용물의 고유주기
인 경우, (19.6-7)
인 경우, (19.6-8)
인 경우, (19.6-9)
식 (19.6-8)과 식 (19.6-9)에 의한 는 19.3.3(2)에서 요구하는 최솟값 이상이어야 한다. 충격하중 및 슬로싱 하중은 식 (19.6-4)의 직접합 대신 제곱합제곱근법을 사용하여 조합할 수 있다.
: 슬로싱주기 와 0.5% 감쇠비에 근거한 슬로싱 액체의 스펙트럼가속도로 다음과 같이 산정한다.
≤인 경우, (19.6-10)
>인 경우, (19.6-11)
단, 산정 시 > 4초일 경우, 는 부지특성을 반영하여 결정할 수 있다.
슬로싱 1차모드의 고유 주기 는 다음과 같이 산정한다.
(19.6-12)
: 탱크의 직경(m)
: 탱크 내부의 액체 높이(m)
19.6.6.2 유체역학을 고려한 관성력의 분포
(1) 원형 및 직사각형 탱크 벽면에 작용하는 액체 내용물의 수직ㆍ수평 지진하중 분포는 공인된 전문기술표준을 따른다.
19.6.6.3 슬로싱
(1) 탱크 및 저장용기의 내진설계 시 저장된 액체의 슬로싱효과는 다음 요구사항을 따른다.
① 슬로싱 높이 는 식 (19.6-13)을 사용하여 산정한다.
(19.6-13)
는 원통형 탱크일 경우 탱크의 내부 직경, 직사각형 탱크일 경우 고려 대상 지진력에 평행한 방향의 탱크 내부 길이 을 사용한다.
② 슬로싱에 대비한 탱크의 여유고를 결정하는 경우 중요도계수 = 1.0을 적용한다.
③ 다음 중 한 가지 방법을 통해 슬로싱에 대비하여야 한다.
가. 탱크 내부저장공간에 탱크 저장물의 설계높이에 추가로 표 19.6-3에 규정된 최소 여유고를 확보한다.
표 19.6-3 탱크의 최소 여유고

SDS

내진 등급

특

I

II

SDS < 0.33g

SDS ≥ 0.33g

δs

δs

-

0.7δs

-

-
가. 확보된 탱크 여유고가 계산된 슬로싱 높이 보다 작은 경우 지붕 및 지지 구조를 슬로싱 액체를 가두도록 설계한다. 이때 탱크의 지붕과 지지구조물은 여유고를 초과하는 슬로싱 높이에 해당하는 슬로싱 하중에 대해 설계해야 하며 탱크ㆍ저장용기의 설계에는 슬로싱의 억제로 인한 충격효과를 추가로 고려해야 한다.
나. 저장된 액체의 유출을 막기 위한 2차 봉쇄 시스템의 설치
다. 개방형 탱크ㆍ저장용기의 경우 저장물 범람에 대비하여 탱크ㆍ저장용기 주변에 배수구를 확보한다.
(2) 단, 저장된 내용물이 독성 혹은 고독성, 폭발성 물질이 아니며 관계기관에 의해 내용물이 유출되어도 문제없음을 승인받은 경우, 또는 유출후 사후처리에 관한 계획이 수립되고 이를 관계기관에 승인을 받은 경우 이 규정은 적용되지 않는다.
19.6.6.4 설비 및 부속 배관
(1) 구조물에 부착된 설비, 배관, 보행로, 기타 부속물은 지진에 의한 변위에 저항할 수 있도록 설계되어야 한다. 배관 부착물에 대해서는 19.6.4를 따른다.
19.6.6.5 내부 요소
(1) 탱크의 외벽ㆍ바닥에 부착되거나 또는 주요 구조요소를 지지하는 내부설비와 부속품은 관성력 외에 슬로싱 액체에 의한 횡하중을 추가로 고려하여 설계해야 한다.
19.6.6.6 미끄러짐 저항
(1) 탱크 또는 저장용기와 지면 사이에 작용하는 수평전단력은 다음과 같이 고려한다.
① 평평한 바닥을 가진 강구조 탱크의 경우, 전체 수평지진하중은 탱크 바닥과 기초 또는 지면 사이의 마찰에 의해 저항할 수 있다. 탱크가 내용물로 가득 차 있는 경우, 미끄러짐이 발생하지 않도록 설계해야 한다. 계산된 최대 밑면전단력는 다음과 같이 제한되어야 한다.
(19.6-14)
는 지진에 의한 수직운동으로 감소하는 탱크, 지붕, 내용물 등의 유효지진중량을 사용한다. 기초와 탱크 바닥 사이의 접합면에서 상기 마찰력을 확보하기 어려운 경우, 마찰계수를 줄여야 한다. 마찰계수는 공인된 전문기술표준을 따르거나 실험으로 결정할 수 있다.
② 요철이 있는 바닥, 춤이 높은 탱크 바닥, 목재 위에 설치한 탱크 등 특수 탱크의 경우, 별도의 공인된 전문기술표준을 따르거나 실험에 근거하여 설계한다.
19.6.6.7 국부적인 전단력의 전달
(1) 탱크 및 저장용기는 지붕, 외벽, 바닥으로 이어지는 전단력의 전달을 고려하여 설계해야 한다. 원통형 탱크 및 저장용기의 경우, 횡하중에 의하여 탱크 외벽 둘레를 따라 발생하는 단위길이당 최대 면내전단흐름은 식 (19.6-15)로 계산한다.
(19.6-15)
① 평평한 바닥을 갖는 강재 탱크에서, 외벽에 작용하는 전단력은 용접으로 접합된 바닥구조으로 전달되어야 한다.
② 활동하는 기초를 갖는 콘크리트 탱크에서 수평전단력을 탱크 벽면과 기초 사이의 마찰에 의해 저항하는 경우, 설계에 사용되는 마찰계수는 tan 30°를 초과할 수 없다.
③ 고정단 또는 회전단 기초를 갖는 콘크리트 탱크에서 수평 밑면전단력은 탱크 벽면에 나란한 방향으로 작용하는 면내전단과 기초 전체에 방사형으로 퍼져가는 면외방향 전단에 의하여 기초로 전달된다. 유연한 기초에 고정된 콘크리트 탱크의 경우, 대부분의 밑면전단력은 탱크 외벽 바로 아래에서 벽면과 나란한 방향으로 작용하는 면내전단에 의하여 저항되며, 이러한 면내전단에 의하여 탱크 외벽에 발생하는 휨은 크지 않으므로 무시할 수 있다. 탱크 벽면과 기초 바닥 사이의 접합은 최대 면내전단력에 저항할 수 있도록 설계해야 한다.
19.6.6.8 압력 안정성
(1) 강재 탱크의 경우, 저장물의 내부압력은 얇은 원통형 셸요소인 탱크 외벽에 면내 인장응력을 유발하여 좌굴에 대한 안정성을 높인다. 이러한 효과는 지진에 의하여 탱크 외벽에 유발되는 압축력에 대하여 저항성능을 추가로 제공하는 것으로 간주할 수 있다.
19.6.6.9 탱크 벽면의 지지
(1) 콘크리트 원형 벽체 또는 슬래브 위에 놓인 강재 탱크는 균일한 지지를 위하여 벽면 아래에 둥근 테두리 보강재를 설치해야 한다. 또한 가동하중 및 지진하중으로 인한 최대압축력에 대하여 강재 탱크 외벽의 국부좌굴을 고려해야 한다.
19.6.6.10 수선, 개축, 또는 재축
(1) 탱크 및 저장용기의 수선, 개축, 또는 재축은 공인된 전문기술표준과 KDS 41 17 00을 따른다. 액체를 저장하는 용접 강재 탱크에 대해서는 공인된 전문기술표준을 따른다. 위치를 이동하여 재배치된 탱크는 공인된 전문기술표준과 KDS 41 17 00에 따라 새로운 부지의 지진하중과 신축에 대한 요구사항을 만족해야 한다.
19.6.7 저수 및 수처리를 위한 탱크와 저장용기
19.6.7.1 용접 강재
(1) 용접하여 제작하는 강재 물탱크 및 저장용기는 3.2에 정의된 지반운동에 대하여 공인된 전문기술표준의 요구사항을 만족하도록 내진설계를 수행할 수 있다.
19.6.7.2 볼트접합 강재
(1) 볼트로 접합된 강재 저수 구조물은 3.2에 정의된 지반운동에 대하여 공인된 전문기술표준의 요구사항을 만족하도록 내진설계를 수행할 수 있다.
19.6.7.3 철근콘크리트 및 프리스트레스콘크리트
(1) 철근콘크리트 및 프리스트레스콘크리트 탱크는 공인된 전문기술표준의 요구사항을 만족하도록 내진설계를 수행할 수 있다. 다만, 중요도계수 는 표 19.3-3에 따르고, 반응수정계수 은 표 19.3-2를 따른다. 설계지반운동은 3.2에 따라 결정한다.
19.6.8 액체 저장 석유화학ㆍ산업용 탱크 및 저장용기
19.6.8.1 용접 강재
(1) 평평한 바닥을 갖고 지면에 지지된 액체 저장용 석유화학 탱크, 산업용 탱크, 저장용기 등은 공인된 전문기술표준에 따라 내진설계를 수행할 수 있다.
19.6.8.2 볼트접합 강재
(1) 액체저장에 사용되는 볼트접합된 강재 탱크의 내진설계가 요구되는 경우, 공인된 전문기술표준을 따라 내진설계를 수행할 수 있다.
19.6.8.3 철근콘크리트 및 프리스트레스콘크리트.
(1) 석유화학 및 산업용 액체의 저장을 위한 철근콘크리트 탱크는 19.6.7.3의 요구사항을 고려하여 내진설계를 수행한다.
19.6.9 지표면에 지지되는 입상물질 저장탱크
19.6.9.1 일반사항
(1) 탱크의 유효질량 및 하중경로를 결정할 때에는 다음과 같은 입상물질의 상호작용을 고려해야 한다.
① 지진 시 진동하는 입자간 마찰손실로 인하여 발생하는 횡압력 증가와 그로인한 탱크의 후프응력 증가
② 탱크 내부에서 다져진 입상물질의 온도변화에 의한 팽창으로 발생하는 후프응력의 증가
③ 지진에 의한 수평전단력을 기초구조로 직접 전달할 수 있는 입자간 마찰작용
19.6.9.2 횡하중의 결정
(1) 입상물질을 저장하는 탱크 및 저장용기에 작용하는 밑면전단력은 단주기 구조물에 대한 요구사항과 스펙트럼가속도()를 고려하여 결정해야 한다.
19.6.9.3 탱크 외벽 및 기초로의 하중 분배
(1) 증가된 횡압력: 정적설계횡압력 산정 시 탱크 외벽에 작용하는 면외방향 횡압력의 증가를 고려해야 한다. 하지만, 탱크 외벽의 축방향 좌굴에 대한 안정성 검토에는 적용하지 않는다.
(2) 유효질량: 유효질량은 전체 저장물 중 탱크 외벽과 함께 거동하는 부분의 질량을 의미하며 이 값은 저장된 입상물질의 물리적 특성, 탱크의 높이와 직경비(/), 지진강도 등의 영향을 받는다. 탱크 구조체가 저항해야하는 전단력과 전도모멘트 산정 시 유효질량을 고려하여야 한다.
(3) 유효밀도: 유효밀도계수(전체 저장물 중 지진에 의하여 가속도운동을 하는 부분의 질량)는 공인된 전문기술표준에 따라 결정한다.
(4) 수평방향 활동: 강재 바닥을 가진 입상물 저장탱크에서 강재바닥과 기초 사이의 마찰작용에 의하여 수평지진하중을 지지하도록 설계된 경우 미끄러짐 방지를 위한 추가적인 정착은 필요하지 않다. 강재 바닥판 없이 입상물질이 기초 위에 직접 놓인 있는 경우, 미끄러짐 방지를 위한 전단정착이 필요하다.
(5) 복합정착시스템: 전도 및 활동을 방지하기 위한 정착시스템을 각각 분리하여 설치한 경우, 각 정착시스템의 강성비를 고려하여 지진하중의 수평분포를 결정해야 한다.
19.6.9.4 용접 강구조
(1) 용접접합으로 제작된 입상물 저장 강구조물은 KDS 41 17 00의 내진 요구사항에 따라 설계해야 한다. 구조요소별 허용응력은 공인된 전문기술표준을 따른다.
19.6.9.5 볼트접합 강구조
(1) 볼트접합으로 제작된 입상물 저장 강구조물은 이 절의 내진 요구사항에 따라 설계해야 한다. 구조요소별 허용응력은 공인된 전문기술표준을 따른다.
19.6.9.6 철근콘크리트 구조
(1) 입상물 저장을 위한 철근콘크리트 구조물은 KDS 41 17 00의 지진하중과 공인된 전문기술표준의 내진설계 규정에 따라 설계할 수 있다.
19.6.9.7 프리스트레스트콘크리트 구조
(1) 입상물 저장을 위한 프리스트레스콘크리트 구조물은 KDS 41 17 00의 지진하중과 공인된 전문기술표준의 내진설계 규정에 따라 설계할 수 있다.
19.6.10 액체 및 입상물질 저장용 고가 탱크 및 용기
19.6.10.1 일반사항
(1) 이 절은 탱크를 지지하는 타워가 일체로 시공된 고가 탱크 및 저장용기에 적용한다. 자립하지 못하여 다른 구조물에 의해 지지된 탱크와 저장용기는 기계설비로 간주하여 19.2에 따라 설계해야 한다. 고가 탱크 및 저장용기는 19.3의 지진하중과 변위 요구사항을 만족하도록 설계해야 한다.
19.6.10.2 유효질량
(1) 타워 또는 지지대, 정착부, 기초의 전도에 대한 설계는 저장물을 무게중심에 작용하는 강체질량으로 가정하여 수행한다. 유체-구조물 상호작용의 영향은 다음의 경우에 한하여 하중, 유효주기, 시스템 질량중심 등을 결정할 때 고려할 수 있다.
① 슬로싱주기 가 저장된 액체를 강체질량으로 볼 경우의 탱크의 고유주기 의 3배보다 클 경우
② 용기의 형상을 고려하여 저장물의 슬로싱 효과(슬로싱에 참여하는 질량비율, 중심 등)가 정밀한 유체-구조물 상호작용 해석 또는 실험에 의하여 결정된 경우
19.6.10.3 P-효과
(1) 고가 탱크의 횡변위 산정 시 다음을 고려한다.
① 2차효과에 의하여 지지구조물에 부가되는 하중을 고려하기 위하여, 탄성해석에 의하여 산정된 설계변위를 / 만큼 증가시킨다.
② 탱크 바닥은 회전과 수평이동에 대하여 고정단으로 가정한다.
③ 휨모멘트, 축방향 인장력 또는 압축력으로 인한 변형을 고려한다. 높이-직경 비가 5 미만인 받침형 탱크의 경우, 받침부의 전단변형을 고려한다.
④ 해석시 지붕에 고정된 장비 또는 플랫폼에 의한 고정하중을 포함한다.
⑤ 공사시방서에 지정된 수직도를 만족하도록 시공될 경우 기하학적 비선형을 고려하는 2차해석에서 초기 기울어짐을 무시할 수 있다.
19.6.10.4 타워구조로의 횡하중 전달
(1) 기둥으로 지지된 탱크 및 저장용기를 X형 가새로 브레이싱한 경우, 다음 사항을 고려한다.
① 가새는 양방향 횡하중에 대해 균일한 저항성능을 가지도록 설치되어야 한다.
② 기둥과 탱크사이의 연결재와 가새 하중작용선 사이의 편심에 의하여 가새에 추가로 발생하는 하중을 포함해야 한다.
③ 압축스트럿(지진력저항시스템에서 가새에 의하여 작용하는 인장력에 저항하는 요소)의 작용선과 접합지점 사이의 편심을 고려해야 한다.
④ 기둥과 기초 사이의 접합부에서는 가새의 항복강도에 의하여 발생할 수 있는 수직력 및 수평력에 저항할 수 있도록 설계해야 하고, 지진하중은 기둥-기초의 접합면에서 최대 수평전단을 발생시키는 방향으로 가정한다. 여러 가새 부재가 동일한 위치에 연결되는 경우, 정착부는 가새 부재에서 동시에 발생하는 인장하중을 저항하도록 설계해야 한다.
19.6.10.5 좌굴에 민감한 구조물의 평가
(1) 큰 하중을 지지하는 셸구조는 지진하중으로 인한 받침부의 국부 또는 전체좌굴로 인하여 파괴될 수 있다. 이러한 구조에는 단일 받침 수조타워, 스커트구조로 지지된 저장용기, 이와 유사한 단일부재 타워가 포함된다. 구조평가결과 지지구조의 좌굴이 지배적인 파괴모드인 경우, 내진특등급인 구조물은 다음의 지진하중을 저항하도록 설계해야 한다.
① 지진하중에 대한 설계계수는 6.1을 따르되 / = 1.0을 사용한다. 지반-구조물 및 유체-구조물 상호 작용은 구조물의 응답 산정 시 고려할 수 있다. 지진하중의 수직조합 또는 직교조합을 고려할 필요는 없다.
② 구조물의 저항력은 지지구조요소의 임계좌굴강도로 한다. 즉, 안전계수로 1.0을 사용한다.
19.6.10.6 용접 강재 수조
(1) 용접으로 제작된 고가 강재 수조는 표 19.3-2에서 제시된 높이제한을 만족해야 하며, 공인된 전문기술표준에 따라 내진설계와 상세설계를 수행할 수 있다.
19.6.10.7 콘크리트 받침 탱크
(1) 콘크리트 받침을 갖는 고가 수조는 3.2에 따라 결정된 설계지반운동에 대하여 공인된 전문기술표준에 따라 내진설계를 수행할 수 있다.
19.6.11 보일러 및 압력용기
19.6.11.1 일반사항
(1) 보일러 및 압력용기의 압력경계부, 지지부, 지진력에 저항하는 정착부에 설치하는 부속물은 19.2 또는 19.3의 하중 및 변위 요구사항과 이 절에 규정된 요구사항을 추가로 고려해야 한다. 내진1등급 또는 내진특등급으로 분류된 보일러와 압력용기는 19.2 또는 19.3의 하중 및 변위 요구사항을 만족하도록 설계해야 한다.
19.6.11.2 내부설비 및 내화물의 부착
(1) 압력경계부에 설치하는 내화물, 집진장치, 트레이 등 내외부 부속물은 KDS 41 17 00에 명시된 지진하중을 저항할 수 있도록 설계해야 한다. 다만, 부속물이 파괴되더라도 압력경계부가 위험하지 않다면, 압력경계부를 손상시키기 전에 부속물이 파괴되도록 설계할 수 있다. 액체를 저장하는 보일러 또는 저장용기의 경우, 내부설비가 압력경계부의 일체성을 훼손할 수 있다면 슬로싱 효과가 내부설비에 미치는 영향을 고려해야 한다.
19.6.11.3 저장용기와 지지구조의 상호작용
(1) 가동 중인 저장용기만의 질량이 저장용기와 지지구조물 총 질량의 25%를 초과하는 경우, 지지구조와 저장용기의 설계 시 동적 상호작용을 고려해야 한다. 다중타워와 같이 인접한 지지구조물 상호간에 하중을 전달하는 구조요소가 설치된 경우, 인접한 구조물 사이의 상호작용을 고려해야 한다.
19.6.11.4 유효질량
(1) 슬로싱이 일어날 수 있는 액체 표면이 존재하고 가 3보다 큰 경우, 유체-구조물 상호작용(슬로싱)을 고려하여 저장물의 유효질량을 결정해야 한다. 압력, 온도 등과 함께 물질밀도의 변화 또는 변동을 고려한다.
19.6.11.5 보일러 및 압력용기의 지지대와 부속물
(1) 보일러 및 압력용기의 부속물과 지지대는 다음 요구 사항을 만족해야 한다.
① 지진하중을 전달하는 부속물 및 지지대는 용도와 사용환경에 적합한 연성재료로 제작해야 한다.
① 정착부는 19.3.10을 따른다. 여기서 콘크리트에 매입한 앵커는 인장에 대하여 앵커 강재의 강도를 발휘하도록 설계한다. 앵커 강재의 강도는 KDS 14 20 54의 식 (4.3-1)에 따라 결정해야 한다. 앵커의 최소길이는 직경의 8배이다. 8.1.2.3에 규정된 초과강도계수를 포함한 특별지진하중조합은 탱크 및 저장용기에 사용되는 앵커볼트의 치수를 결정하는데 사용할 필요는 없다.
② 내진 지지대 및 부속물(또는 부착물)은 정ㆍ부 방향의 지진하중 및 변위에 대하여 연성을 유지하도록 설계ㆍ제작해야 한다.
③ 저장용기 부속물(또는 부착물)의 설계는 지지요소의 강성비, 상세 차이, 불균일한 끼움판, 비정형 지지 등에 의하여 유발되는 불균등한 수직반력이 저장용기와 지지대에 미치는 영향을 고려해야 한다. 수평지진하중의 분포는 지지요소의 배열, 접합부의 거동, 저장용기 전단력 분포 등을 고려하여 결정해야 한다.
④ 19.3과 19.6.10.5의 요구사항을 만족해야 한다.
19.6.12 액체 및 가스 저장용 구형 용기
19.6.12.1 일반사항
(1) 액체 또는 가스를 저장하는 구형 용기에서 압력경계부, 액체경계부, 지지대, 지진력저항 정착부에 설치하는 부착물은 19.2 또는 19.3에 규정된 하중 및 변위 요구사항과 함께 이 절의 요구사항을 만족해야 한다. 내진1등급 또는 내진특등급으로 분류된 구형 용기는 내진설계 시 19.2 또는 19.3의 하중 및 변위 요구사항을 만족해야 한다.
19.6.12.2 내부설비 및 내화물의 부착
(1) 압력경계부에 설치하는 내화물, 집진장치, 트레이 등 내외부 부속물는 KDS 41 17 00에 명시된 지진하중을 저항할 수 있도록 설계해야 한다. 다만, 부속물이 파괴되더라도 압력경계부가 위험하지 않다면, 압력경계부를 손상시키기 전에 부속물이 파괴되도록 설계할 수 있다. 액체를 저장하는 구형 용기에서 내부설비가 압력경계부의 일체성을 훼손할 수 있다면, 슬로싱 효과가 내부설비에 미치는 영향을 고려해야 한다.
19.6.12.3 유효 질량
(1) 슬로싱이 일어날 수 있는 액체가 존재하고 가 3보다 큰 경우, 유체-구조물 상호작용(슬로싱)을 고려하여 저장물의 유효질량을 결정해야 한다. 압력, 온도 등과 함께 물질밀도의 변화 또는 변동을 고려한다.
19.6.12.4 기둥과 가새로 지지된 구형 저장용기
(1) 기둥과 X형 가새로 지지된 구형 저장용기는 다음 요구사항을 고려해야 한다.
① 19.6.10.4의 요구사항을 만족해야 한다.
② 가새의 프리텐션으로 인한 영향(강성 증가 또는 횡변위 감소)을 고유주기 산정에 포함한다.
③ 기둥의 세장비와 국부좌굴을 고려한다.
④ 기둥과 저장용기의 접합부에서 저장용기의 외벽에 발생할 수 있는 국부좌굴을 고려한다.
⑤ 액체를 저장하는 구체의 경우, 가새 접합부는 가새 부재의 공칭항복강도를 발휘하도록 설계ㆍ제작하여야 한다. 가스만을 저장하는 구체의 경우, 가새 접합부는 가새 부재의 최대 설계하중에 초과강도계수 를 곱한 값에 대하여 설계한다. 압력경계부와 액체경계부에서는 가새를 직접 접합하지 않는다.
19.6.12.5 스커트로 지지된 구형 저장용기
(1) 스커트로 지지된 구형 저장용기의 내진설계 시 다음 요구사항을 고려해야 한다.
① 19.6.10.5의 요구사항을 만족해야 한다.
② 압축하중과 휨모멘트에 의하여 스커트구조에 작용하는 면내 압축력에 대하여 강판의 국부좌굴을 고려해야 한다.
③ 스커트 지지대에 맨홀, 배관 등 개구부를 설치하는 경우, 개구부를 설치하기 이전 강도를 유지하도록 설계ㆍ제작해야 한다.
19.6.13 냉각액체가스 저장용 탱크 및 저장용기
(1) 액화탄화수소 및 냉각액체의 저장을 위한 탱크 및 시설은 KDS 41 17 00의 요구사항을 만족해야 한다. 액화탄화수소가스(액화석유가스, 부탄 등)와 냉각액체가스(암모니아 등)를 저장하기 위한 평바닥, 지표면지지 저압 용접 강재 탱크의 경우, 19.6.8의 요구사항을 만족해야 한다.
19.6.14 액체 또는 증기 저장용 안장지지 수평저장용기
19.6.14.1 일반사항
(1) 안장형태의 받침으로 지지된 수평저장용기는 19.2 또는 19.3의 하중 및 변위 요구사항을 만족하도록 설계해야 한다.
19.6.14.2 유효질량
(1) 저장물의 밀도 변화와 변동을 고려해야 한다. 전도에 대한 안장형 받침, 정착부, 기초의 설계는 저장물을 무게중심에서 작용하는 강체질량으로 가정하여 수행한다.
19.6.14.3 저장용기 설계
(1) 직경에 대한 길이의 비가 6 이상인 수평저장용기는 안장형 받침을 힌지로 하는 단순지지보로 가정하여 고유주기와 전체 구조체에 대한 모멘트를 결정할 수 있다.
(2) 직경에 대한 길이의 비가 6 미만인 수평저장용기는 고유주기와 응력을 결정할 때 깊은보에서 나타나는 전단의 영향을 고려해야 한다.
(3) 받침부에서는 지진하중조합에 의하여 저장용기 외벽에 발생하는 국부적인 휨과 좌굴을 고려해야 한다. 내부압력에 의하여 저장용기 외벽에 발생되는 면내 인장응력이 강판의 좌굴저항을 증가시키는 안정화 효과는 고려해서는 안 된다.
(4) 액체 및 가스 병용 저장용기인 경우, 저장용기와 그 받침은 가스압이 작용하는 경우와 작용하지 않는 경우 모두에 대하여 설계해야 한다.
20. 기능수행 고려사항
20.1 일반사항
(1) 기능수행 성능수준은 지진 이후에도 건축물이 그 용도에 따른 고유한 기능을 그대로 유지하여 지진 이전과 다름없이 사용될 수 있음을 의미한다. 이를 위하여 구조적 안전성 외에도 건축물의 용도와 관련된 각종 설비 및 내용물이 고유의 기능을 유지하면서 작동할 수 있어야 한다.