TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
(1) KDS 41 30 20은 구조용 강재와 다른 재료를 합성으로 사용한 건축물 및 공작물(이하 “강합성구조물”)의 구조적 안정성을 확보하기 위한 규정이다.
(1) 이 기준은 구조용 강재와 다른 재료를 합성으로 사용한 건축물 및 공작물에 적용한다.
· KDS 41 10 10 건축구조기준 검사
(1) KDS 41 30 10(1.5) 에 따른다.
(1) KDS 41 30 10(1.6)에 따른다.
(1) KDS 41 30 10(1.7)에 따른다.
(1) KDS 41 30 10(3)에 따른다.
(1) 이 절은 압연형강, 용접형강 또는 강관이 구조용 콘크리트와 함께 거동하도록 구성된 합성부재 및 철근콘크리트슬래브와 이를 지지하는 강재보가 서로 연결되어 보와 슬래브가 함께 휨에 저항하도록 구성된 강재보에 적용한다. 스터드앵커를 갖는 단순 및 연속합성보, 그리고 매입형합성보, 충전형합성보에도 동바리 사용 여부와 상관없이 적용한다.
(1) 합성부재를 포함하는 구조물의 부재 및 접합부의 설계는 공사과정에서 각 증분하중이 가해지는 단계마다의 유효단면을 고려하여야 한다. 이외에 합성부재의 강도는 제작 및 공사과정에서 발생된 잔류응력, 잔류변형, 시공오차 등의 불완전성 영향을 고려하여야 한다.
4.1.1.1 콘크리트와 철근
(1) 합성구조에 사용된 콘크리트와 철근에 관련된 설계, 배근상세 및 재료 성질은 KDS 41 20 00을 따르며, 다음의 예외사항 및 제한사항을 준용한다.
① KDS 14 20 50(4.5.2) , KDS 14 20 66(4.3) 및 KDS 41 20 00(4.8)의 모든 내용을 제외한다.
② 콘크리트와 철근의 재료강도에 대한 제한사항은 4.1.1.3을 따른다.
③ 횡방향철근에 대한 구조제한사항은 4.1.2.1(1)②와 KDS 41 20 00을 따른다.
④ 매입형 합성부재에서 길이방향철근의 최소철근비는 4.1.2.1(1)③을 따른다.
(2) KDS 41 20 00에 따른 콘크리트와 철근의 설계는 한계상태설계법의 하중조합에 따른다.
4.1.1.2 합성단면의 공칭강도
(1) 합성단면의 공칭강도는 소성응력분포법 또는 변형률적합법에 따라 결정한다. 합성단면의 공칭강도를 결정하는데 있어 콘크리트의 인장강도는 무시한다. 4.1.1.4에 정의된 충전형합성부재는 국부좌굴의 영향을 고려하여야 한다. 매입형합성부재는 국부좌굴을 고려할 필요가 없다.
① 소성응력분포법
소성응력분포법에서는 강재가 인장 또는 압축으로 항복응력에 도달할 때 콘크리트는 축력과/또는 휨으로 인한 압축으로 0.85의 응력에 도달한 것으로 가정하여 공칭강도를 계산한다. 충전형원형강관합성기둥의 콘크리트는 축력과 휨, 축력 또는 휨으로 인한 압축응력을 받는 경우 구속 효과를 고려한다. 원형강관의 구속효과를 고려한 콘크리트의 소성압축응력은 축압축력을 받는 원형충전강관기둥부재에서는 로 하고, 축압축력을 받지 않는 원형충전강관 휨부재에서는 로 한다.
② 변형률적합법
변형률적합법에서는 단면에 걸쳐 변형률이 선형적으로 분포한다고 가정하며 콘크리트의 최대압축변형률을 0.003 mm/mm로 가정한다. 강재 및 콘크리트의 응력-변형률관계는 KDS 41 10 10에 따라 실험을 통해 구하거나 유사한 재료에 대한 공인된 결과를 사용한다.
4.1.1.3 재료강도 제한
(1) 합성구조에 사용하는 구조용강재, 철근, 콘크리트는 실험 또는 해석으로 검증되지 않을 경우 다음과 같은 제한조건들을 만족하여야 한다.
① 설계강도의 계산에 사용되는 콘크리트의 설계기준압축강도는 21 MPa 이상이어야 하며 70 MPa를 초과할 수 없다. 경량콘크리트의 경우에는 설계기준압축강도는 21 MPa 이상이어야 하며 42 MPa를 초과할 수 없다.
② 합성기둥의 강도를 계산하는데 사용되는 구조용 강재 및 철근의 설계기준항복강도는 650 MPa를 초과할 수 없다. 다만, 매입형합성기둥의 강도산정은 4.1.2.1 매입형 합성부재 제한사항을 따른다.
4.1.1.4 국부좌굴에 대한 충전형합성단면의 분류
(1) 압축력을 받는 충전형 합성부재의 단면은 조밀, 비조밀, 세장으로 분류한다. 충전형합성단면의 압축강재요소 중 최대폭두께비가 를 초과하지 않는다면 조밀로 분류한다. 하나 또는 그 이상의 압축강재요소의 최대폭두께비가 를 초과하고 를 초과하지 않는다면 비조밀로 분류한다. 압축강재요소 중에서 최대폭두께비가 를 초과하는 요소가 있으면 세장으로 분류한다. 최대허용 폭두께비는 표 4.1-1을 따른다.
(2) 휨을 받는 충전형 합성부재의 단면은 조밀, 비조밀, 세장으로 분류한다. 충전형합성단면의 압축강재요소 중 최대폭두께비가 를 초과하지 않는다면 조밀로 분류한다. 하나 또는 그 이상의 압축강재요소의 최대폭두께비가 를 초과하고 를 초과하지 않는다면 비조밀로 분류한다. 압축강재요소 중에서 최대폭두께비가 를 초과하는 요소가 있으면 세장으로 분류한다. 최대허용 폭두께비는 표 4.1-2를 따른다.
(3) 각형강관과 원형강관의 폭() 또는 직경()과 두께()에 대한 정의는 KDS 14 31 10(표 4.2-2)를 참고한다.
표 4.1-1 압축력을 받는 충전형합성부재의 압축강재요소에 대한 판폭두께비 제한(4.1.2.2에 사용)

구분

판폭 두께비

조밀/비조밀

비조밀/세장

최대허용

각형강관1)

원형강관

주 1) 사각형 강관 및 두께가 일정한 용접사각형강관
표 4.1-2 휨을 받는 충전형합성부재 압축강재요소에 대한 판폭두께비 제한(4.1.3.4에 사용)

구분

판폭 두께비

조밀/비조밀

비조밀/세장

최대허용

각형강관1)의 플랜지

각형강관1)의 웨브

원형강관

주 1) 사각형 강관 및 두께가 일정한 용접사각형강관
4.1.2 축력을 받는 부재
4.1.2.1 매입형 합성부재
(1) 구조제한
매입형 합성부재는 다음과 같은 조건을 만족해야 한다.
① 강재코어의 단면적은 합성기둥 총단면적의 1% 이상으로 한다.
② 강재코어를 매입한 콘크리트는 연속된 길이방향철근과 띠철근 또는 나선철근으로 보강하여야 한다. 횡방향철근의 중심간 간격은 직경 D10의 철근을 사용할 경우에는 300 mm 이하, 직경 D13 이상의 철근을 사용할 경우에는 400 mm 이하로 한다. 이형철근망이나 용접철근을 사용하는 경우에는 앞의 철근에 준하는 등가단면적을 가져야 한다. 횡방향 철근의 최대간격은 강재 코어의 설계기준공칭항복강도가 450 MPa 이하인 경우에는 부재단면에서 최소크기의 0.5배를 초과할 수 없으며 강재코어의 설계기준공칭항복강도가 450 MPa를 초과하는 경우는 부재단면에서 최소 크기의 0.25배를 초과할 수 없다.
③ 연속된 길이방향철근의 최소철근비 는 0.004로 하며 다음과 같은 식으로 구한다.
여기서, ：연속길이방향철근의 단면적, mm2
：합성부재의 총단면적, mm2
(2) 압축강도
축하중을 받는 2축대칭 매입형합성부재의 설계압축강도 은 기둥세장비에 따른 휨좌굴한계상태로부터 다음과 같이 구한다.
여기서, ：강재단면적, mm2
：콘크리트단면적, mm2(단, 강재코어의 설계기준공칭항복강도가 450 MPa를 초과할 경우는 ＝로 산정해야 한다.)
：매입합성기둥의 경우 피복두께와 띠철근 직경을 제외한 심부 콘크리트의 유효단면적, mm2
：연속된 길이방향철근의 단면적, mm2
：콘크리트의 탄성계수, MPa
：강재의 탄성계수, MPa
：철근의 탄성계수, MPa
：콘크리트의 설계기준압축강도, MPa
：강재의 설계기준항복강도, MPa
：철근의 설계기준항복강도, MPa
：콘크리트단면의 단면2차모멘트, mm4
：강재단면의 단면2차모멘트, mm4
：철근단면의 단면2차모멘트, mm4
：부재의 유효좌굴길이계수
：부재의 횡지지길이, mm
：콘크리트의 단위체적당 무게(1,500≤≤2,500kg/m3)
：합성단면의 유효강성, N·mm2(단, 강재코어의 설계기준 공칭항복강도가
450 MPa를 초과하여도 합성단면의 유효강성 산정에는 콘크리트 전체 단면적()을 사용한다.)
합성부재의 설계압축강도는 KDS 14 31 10(4.2)에서 결정된 순강재부재의 설계압축강도 이상으로 한다.
(3) 인장강도
매입형 합성기둥의 설계인장강도 는 항복한계상태로부터 다음과 같이 구한다.
(4) 하중전달
매입형합성부재의 하중전달에 대한 요구사항은 4.1.6에 따른다.
(5) 상세요구사항
① 강재단면과 길이방향 철근 사이의 순간격은 철근직경의 1.5배 이상 또는 40 mm 중 큰 값 이상으로 한다.
② 플랜지에 대한 콘크리트 순피복두께는 플랜지폭의 1/6 이상으로 한다.
③ 2개 이상의 형강재를 조립한 합성단면인 경우 형강재들은 콘크리트가 경화하기 전에 가해진 하중에 의해 각각의 형강재가 독립적으로 좌굴하는 것을 막기 위해 띠판 등과 같은 부재들로 서로 연결되어야 한다.
4.1.2.2 충전형 합성부재
강관의 단면적은 합성부재 총단면적의 1% 이상으로 한다.
충전형합성부재는 4.1.1.4에 따라서 국부좌굴효과를 고려하여 분류한다.
축하중을 받는 2축대칭 충전형 합성부재의 설계압축강도는 다음과 같은 보정된 식들을 사용하여 4.1.2.1(2)에 따라 휨좌굴한계상태로부터 구한다.
：사각형단면에서는 0.85, 원형단면에서는
로 한다.
여기서, , ：강관의 두께
여기서, , 와 은 표 4.1-1의 판폭(직경) 두께비 제한값
사각형단면； (4.1-14)
원형단면； (4.1-15)
합성단면의 유효강성은 다음 식으로 구한다.
여기서, 는 충전형합성압축부재의 유효강성을 구하기 위한 계수
충전형 합성기둥의 설계인장강도 은 항복한계상태로부터 다음과 같이 구한다.
충전형합성부재의 하중전달에 대한 요구사항은 4.1.6에 따른다.
4.1.3 휨을 받는 부재
4.1.3.1 일반사항
(1) 이 규정은 휨을 받는 다음 3종류의 합성부재에 적용한다.
스터드앵커 또는 ㄷ형강으로 구성된 강재앵커(전단연결재)가 있는 합성보, 매입형 합성부재 및 충전형 합성부재
콘크리트슬래브의 유효폭은 보중심을 기준으로 좌우 각 방향에 대한 유효폭의 합으로 구해지며 각 방향에 대한 유효폭은 다음 중에서 최솟값으로 한다.
가. 보스팬(지지점의 중심간)의 1/8
나. 보중심선에서 인접보 중심선까지 거리의 1/2
다. 보중심선에서 슬래브 가장자리까지의 거리
② 시공 중의 강도
동바리를 사용하지 않는 경우, 콘크리트의 강도가 설계기준강도의 75%에 도달하기 전에 작용하는 모든 시공하중은 강재단면 만으로 지지할 수 있어야 한다. 강재단면의 강도는 KDS 14 31 10에 따라 구한다.
(2) 이외 다른 형태의 휨부재인 합성트러스와 합성데크슬래브는 4.1.9와 4.1.11에 따른다.
4.1.3.2 강재앵커(전단연결재)를 갖는 합성보
(1) 강재앵커는 스터드앵커 또는 ㄷ형강을 사용한다.
① 정모멘트에 대한 휨강도
② 부모멘트에 대한 휨강도
부모멘트에 대한 설계휨강도 은 KDS 14 31 10(4.3)에 따라 강재단면만을 사용하여 구하거나, 다음과 같은 계수를 사용하여 항복한계상태(소성모멘트)에 대해 합성단면의 소성응력분포로부터 구할 수 있다.
다만, 이때에는 다음과 같은 조건들을 만족하여야 한다.
가. 강재보는 조밀단면이며 KDS 14 31 10(4.3)에 따라 적절히 횡지지되어야 한다.
나. 부모멘트 구간에서 콘크리트슬래브와 강재보에 강재앵커로 결합되어야 한다.
다. 유효폭 내의 강재보에 평행한 슬래브철근은 적절히 정착되어야 한다.
③ 골데크플레이트를 사용한 합성보
강재보와 골데크플레이트 슬래브로 이루어진 합성부재의 설계휨강도는 4.1.3.2(1)①과 4.1.3.2(1)②에 따라 구하되 다음과 같은 조건들을 만족하여야 한다.
(가) 데크플레이트의 공칭골깊이는 75 mm 이하이어야 한다. 더 큰 골높이의 사용은 실험과 해석을 통하여 정당성이 증명되어야 한다. 골 또는 헌치의 콘크리트 평균폭 은 50 mm 이상이어야 하며 데크플레이트 상단에서의 최소순폭 이하로 한다.
(나) 콘크리트슬래브와 강재보를 연결하는 스터드앵커의 직경은 19 mm 이하이어야 하며 데크플레이트를 통하거나 아니면 강재보에 직접 용접되어야 한다. 스터드앵커는 부착 후 데크플레이트 상단 위로 38 mm 이상 돌출되어야 하며 스터드앵커의 상단 위로 13 mm 이상의 콘크리트피복이 있어야 한다.
(다) 데크플레이트 상단 위의 콘크리트두께는 50 mm 이상이어야 한다.
(라) 데크플레이트는 지지부재에 450 mm 이하의 간격으로 고정되어야 한다. 데크플레이트의 고정은 스터드앵커나 스터드앵커와 점용접의 조합, 또는 설계자에 의해 명시된 방법에 의해 이루어져야 한다.
나. 데크플레이트의 골방향이 강재보와 직각인 경우
다. 데크플레이트의 골방향이 강재보와 평행인 경우
골 내부의 콘크리트는 합성단면의 성능산정에 포함될 수 있으며 의 계산에 포함한다. 지지보 위의 데크플레이트골은 길이방향으로 절단한 후 간격을 벌림으로써 콘크리트 헌치를 형성하도록 할 수 있다. 데크플레이트의 공칭깊이가 40 mm 이상일 때 골 또는 헌치의 평균폭 은 스터드앵커가 일렬배치인 경우에는 50 mm 이상이어야 하며 추가되는 스터드앵커마다 스터드앵커 직경의 4배를 더해주어야 한다.
④ 강재보와 슬래브 사이의 하중전달
가. 정모멘트 구간에서의 하중전달
4.1.3.3의 매입형 합성단면을 제외하고는, 강재보와 슬래브면 사이의 전체수평전단력은 강재앵커에 의해서만 전달된다고 가정한다. 휨모멘트를 받는 강재보와 콘크리트가 합성작용을 하기 위해서 정모멘트가 최대가 되는 위치와 모멘트가 0이 되는 위치 사이의 총수평전단력 는 콘크리트의 압괴, 강재단면의 인장항복, 그리고 강재앵커의 강도 등의 3가지 한계상태로부터 구한 값 중에서 최솟값으로 한다.
(가) 콘크리트 압괴
(나) 강재단면의 인장항복
(다) 강재앵커의 강도
여기서, ：유효폭 내의 콘크리트단면적, mm2
：강재단면적, mm2
：정모멘트가 최대가 되는 위치와 모멘트가 0이 되는 위치 사이의 강재앵커 공칭강도의 합, N
나. 부모멘트 구간에서의 하중전달
연속합성보에서 부모멘트구간의 슬래브 내에 있는 길이방향철근이 강재보와 합성으로 작용하는 경우, 부모멘트가 최대가 되는 위치와 모멘트가 0이 되는 위치 사이의 총수평전단력 는 슬래브철근의 항복과 전단연결재의 강도 등의 2가지 한계상태로부터 구한 값 중에서 최솟값으로 한다.
(가) 슬래브철근의 인장항복 한계상태
여기서, ：콘크리트슬래브의 유효폭 내에 있는 적절하게 정착된 길이방향 철근의 단면적, mm2
(나) 강재앵커의 강도
4.1.3.3 매입형합성부재의 휨강도
(1) 매입형 합성부재의 설계휨강도는 다음과 같이 구한다.
공칭휨강도 은 다음 방법 중의 하나를 사용하여 구한다.
② 강재단면의 항복한계상태(소성모멘트): 강재단면만의 소성응력분포를 사용하여 구한다.
③ 합성단면에 작용하는 소성응력분포를 사용하여 구하거나 변형률적합법을 사용하여 구한다. 매입형합성부재에는 강재앵커를 사용해야 한다.
4.1.3.4 충전형합성부재의 휨강도
충전형합성단면은 4.1.1.4에 따라 국부좌굴에 의해 분류한다.
(2) 휨강도
충전형합성단면의 설계휨강도는 다음과 같이 구한다.
공칭휨강도 은 다음과 같이 구한다.
여기서, 합성단면의 소성응력분포로부터 구한 모멘트, N·mm
여기서, , 와 은 표 4.1-2의 판폭(직경)두께비 제한값
인장플랜지의 항복과 압축플랜지의 첫 항복에 대응하는 항복모멘트, N·mm. 첫 항복에서의 저항능력은 0.7의 최대콘크리트압축응력과 의 최대강재응력의 선형탄성응력분포로 가정하여 계산한다.
공칭휨강도는 첫 항복모멘트로부터 구한다. 압축플랜지응력은 식 (4.1-14) 또는 식 (4.1-15)로부터 구한 국부좌굴응력 로 제한한다. 콘크리트응력분포는 최대압축응력을 0.7로 한 선형탄성응력분포로 한다.
4.1.4 전단강도
4.1.4.1 충전형 및 매입형 합성부재
(1) 설계전단강도 은 다음 중에서 한 가지 방법으로 구한다.
① KDS 14 31 10(4.3)에 따른 강재단면만의 설계전단강도
② KDS 41 20 00(4.5) 에 따른 철근콘크리트만의 전단강도. 강도저항계수는 다음 값을 사용한다.
단, 무근콘크리트로 채운 충전형합성부재에서 콘크리트만의 전단강도는 KDS 41 20 00의 관련 기준에 따른다.
③ KDS 14 31 10(4.3)에 따른 강재단면의 공칭전단강도와 KDS 41 20 00에 따른 철근의 공칭전단강도의 합으로 한다. 강도저항계수는 다음 값을 사용한다.
4.1.4.2 데크플레이트를 사용한 합성보(또는 노출형 합성보)
(1) 강재앵커를 갖는 노출형 합성보의 설계전단강도는 KDS 14 31 10(4.3)에 따라 강재 단면만의 특성으로부터 구한다.
4.1.5 휨과 축력의 조합
(1) 합성부재에 압축력과 휨이 동시에 작용하는 경우 KDS 14 31 15에서 요구되는 안정성을 고려하여야 한다. 설계압축강도와 설계휨강도는 4.1.2와 4.1.3에 따라서 각각 구한다. 압축강도에 미치는 길이의 영향을 고려한 부재의 공칭압축강도는 4.1.2에 따라 구한다.
매입형합성부재와 조밀단면의 충전형합성부재에 대한 축력과 휨의 상호관계는 KDS 14 31 10(4.4.1.1) 의 상호관계식 또는 4.1.1.2에서 규정한 방법 중의 1가지 방법에 따른다.
비조밀 또는 세장 단면의 충전형합성부재에 대한 축력과 휨의 상호관계는 KDS 14 31 10(4.4.1.1)의 상호관계식에 따른다.
4.1.6 하중전달
4.1.6.1 일반 요구사항
(1) 외력이 매입형합성부재 또는 충전형합성부재에 축방향으로 가해질 때, 부재로의 힘 도입과 부재 안에서의 길이방향 전단력 전달은 이 조항에 있는 힘의 분배에 대한 요구사항에 따라 평가한다.
4.1.6.3에 따라 결정된 적절한 힘전달기구의 설계강도 은 4.1.6.2에서 구한 길이방향 소요전단력 이상이어야 한다.
4.1.6.2 힘의 분배
(1) 강재와 콘크리트 간에 전달되어야 할 힘의 크기는 다음 요구사항에 따른 외력의 분배로 한다.
① 외력이 강재단면에 직접 가해지는 경우
모든 외력이 강재단면에 직접 가해지는 경우, 콘크리트에 전달되어야 할 힘 은 다음과 같이 구한다.
여기서, ：길이효과를 고려하지 않은 공칭압축강도, N
매입형합성부재는 식 (4.1-4), 충전형합성부재는 식 (4.1-9)에 의해 구한다.
：합성부재에 가해지는 소요외력, N
② 외력이 콘크리트에 직접 가해지는 경우
모든 외력이 피복콘크리트 또는 충전콘크리트에 직접 가해지는 경우, 강재에 전달되어야 할 힘 은 다음과 같이 구한다.
③ 외력이 강재단면과 콘크리트에 동시에 가해지는 경우
외력이 강재단면과 매입콘크리트 또는 충전콘크리트에 동시에 가해지는 경우, 콘크리트에서 강재 또는 강재에서 콘크리트로 전달되어야 할 힘 은 강재에 직접 가해지는 외력의 일부 와 식 (4.1-27)에서 산정한 힘 과의 차이로 한다.
여기서, ：강재에 직접 가해지는 외력의 일부 힘, N
4.1.6.3 힘전달기구
(1) 직접부착작용, 전단접합 및 직접지압에 의한 힘전달기구의 공칭강도 은 다음과 같이 구한다. 이 중에서 가장 큰 공칭강도의 힘전달기구를 사용할 수 있으나 이러한 힘전달기구들은 중첩하여 사용할 수 없다.
길이방향 전단력 이 직접부착작용에 의한 설계전단강도를 초과할 경우에는 4.1.6.3(1)① 또는 4.1.6.3(1)②에 의한 힘전달기구를 사용하여야 한다.
여기서, ：콘크리트의 재하면적, mm2
힘이 전단접합에 의해 매입형 또는 충전형 합성부재에 전달되는 경우, 강재앵커의 설계전단강도는 다음과 같이 구한다.
여기서, ＝4.1.6.4에 정의한 하중도입부 길이 안에 배치된 스터드앵커 또는 ㄷ형강앵커의 설계전단강도 의 합, N
각 강재앵커의 설계전단강도 는 4.1.8.3(1) 또는 4.1.8.3(4)로부터 구한다.
힘이 직접부착작용에 의해 충전형합성부재 및 매입형합성부재에 전달되는 경우, 강재와 콘크리트 사이의 설계부착강도는 다음과 같이 구한다.
여기서, ：H형강 또는 강관의 전둘레길이와 하중도입부의 길이에 해당하는 공칭부착강도, N
：H형강 또는 강관의 둘레길이, mm
：4.1.6.4에서 규정한 하중도입부의 길이, mm
：표 4.1-3의 공칭부착응력, MPa
다음 표 4.1-3의 공칭부착응력은 콘크리트와 접하는 강재단면 표면에 도장, 기름, 윤활유 및 녹 등이 없는 경우에 가정된 값이다.
표 4.1-3 공칭부착응력,

단면 종류

, MPa

콘크리트에 완전매입된 H형강단면

0.66

콘크리트충전 사각형강관단면

조밀, 비조밀, 세장

0.40

콘크리트충전 원형강관단면

조밀

1.22

비조밀, 세장

0.40
표 4.1-3에 주어진 콘크리트에 완전 매입된 H형강단면의 공칭부착응력 은 플랜지에 대한 콘크리트의 최소유효피복두께가 40 mm이고 4.1.2.1(5)의 ①과 ②를 만족하고, 4.1.2.1(1)에 따른 횡방향 철근과 길이방향 철근이 있는 단면에 적용할 수 있다. 플랜지에 대한 유효피복두께가 더 두껍고, 플랜지의 피복콘크리트를 충분히 구속시킬 수 있는 횡방향 철근과 길이방향 철근이 있는 경우에는 좀 더 높은 부착응력값을 사용할 수 있다. 피복두께를 고려한 공칭부착응력는 실험으로 증명되지 않는 한, 값을 사용하여야 하며, 는 다음 식에 의해 결정한다.
여기서, ：플랜지면에 대한 콘크리트의 유효피복두께, mm
유효피복두께는 플랜지면에 대한 콘크리트의 순피복두께에서 띠철근의 외부면에 대한 순피복두께를 제외한 두께로 한다.
4.1.6.4 상세요구사항
길이방향 전단력을 전달하기 위한 강재앵커는 하중도입부의 길이 안에 배치한다. 하중도입부의 길이는 하중작용방향으로 합성부재단면의 최소폭의 2배와 부재길이의 1/3 중 작은 값 이하로 한다. 길이방향 전단력을 전달하기 위한 강재앵커는 강재단면의 축에 대해 대칭인 형태로 최소한 2면 이상에 배치한다.
하중도입부 길이와 이외 구간에서의 강재앵커 간격은 4.1.8.3(5)에 따른다.
길이방향전단력을 전달하기 위한 강재앵커는 하중도입부의 길이 안에 배치한다. 하중도입부의 길이는 하중작용방향으로 합성부재단면의 최소폭의 2배와 부재길이의 1/3 중 작은 값 이하로 한다.
하중도입부의 길이 안에 배치하는 강재앵커 간격은 4.1.8.3(5)에 따른다.
4.1.6.5 하중도입부 이외 구간의 길이방향 전단력
(1) 부재의 직각방향하중 또는 단부모멘트 또는 직각방향하중과 단부모멘트에 의해 발생되는 하중도입부 이외구간에서의 콘크리트와 강재 사이 접촉면의 길이방향 소요전단응력분포를 확인하여야한다. 길이방향 소요전단응력이 식 (4.1-31)의 값에 강도저항계수 를 곱한 설계전단응력 을 초과하는 경우에는 4.1.8.3에 따라서 전단연결재로 보강하여야 한다.
(2) 보다 정밀한 방법에 의하지 않는 한, 접촉면에서의 길이방향 소요전단응력은 콘크리트의 장기효과와 균열을 고려한 탄성해석에 의해 구한 값을 사용할 수 있다.
4.1.7 합성다이아프램 및 하중수집보
(1) 합성슬래브 다이아프램과 하중수집보는 다이아프램, 다이아프램의 경계부재, 수집재, 그리고 횡력저항시스템의 부재 사이에 하중을 전달하도록 설계하고 상세하게 구체화하여야 한다.
4.1.8 강재앵커(전단연결재)
4.1.8.1 일반사항
(1) 스터드앵커의 직경은 강재단면의 웨브판과 직접 연결된 플랜지부분에 용접하는 경우 이외에 플랜지두께의 2.5배를 초과할 수 없다.
4.1.8.2는 강재앵커(전단연결재)가 콘크리트 슬래브 또는 골데크의 콘크리트에 매입된 합성휨부재에 적용한다. 4.1.8.3은 이외 모든 다른 경우에 적용한다.
4.1.8.2 합성보의 강재앵커
(1) 용접 후 밑면에서 머리 최상단까지의 스터드앵커길이는 몸체 직경의 4배 이상으로 한다.
① 스터드앵커의 강도
콘크리트슬래브 또는 합성슬래브에 매입된 스터드앵커 1개의 공칭전단강도 은 다음과 같이 산정한다.
여기서, ：스터드앵커의 단면적, mm2
：스터드앵커의 설계기준인장강도, MPa
(a) 데크플레이트의 골방향이 강재보에 직각이며 골내에 용접되는 스터드앵커의 개수가 1개인 경우
(b) 스터드앵커가 일렬로 강재에 직접 용접된 경우
(c)데크플레이트의 골방향이 강재보와 평행하며 스터드앵커가 데크를 통해 일렬로 용접되고 골의 평균폭과 골의 높이의 비가 1.5 이상인 경우
(a)데크플레이트의 골방향이 강재보에 직각이며 골 당 스터드앵커의 개수가 2개인 경우
(b)데크플레이트의 골방향이 강재보와 평행하며, 스터드앵커가 데크를 통해 용접되며 골의 평균폭과 골의 높이의 비가 1.5보다 작으며 스터드앵커의 개수가 1개인 경우
데크플레이트의 골방향이 강재보에 직각이며 골 내에 용접되는 스터드앵커의 개수가 3개 이상인 경우
(a) 형강에 직접 용접된 스터드앵커
(b)데크플레이트의 골방향이 강재보에 직각인 합성슬래브에 용접되고,
≥50 mm인 스터드앵커의 경우
(c)데크플레이트의 골방향이 강재보와 평행한 합성슬래브에 매입되는 스터드앵커가 데크플레이트를 통해 용접되거나 거더의 채움재로 (큰보의 강재보와 데크플레이트 사이의 길쭉한 틈에) 사용되는 평판을 통하여 용접되는 경우
데크플레이트의 골방향이 강재보에 직각인 합성슬래브에 용접되고, ＜50 mm인 스터드앵커의 경우
：데크골의 중간높이에서, 스터드몸체 외면으로부터 스터드앵커의 하중저항 방향(즉 단순보에서 최대모멘트가 있는 방향)에 있는 데크플레이트웨브까지의 순거리, mm
표 4.1-4는 몇 가지 슬래브 조건에 대한 와 의 값을 나타낸 것이다.
표 4.1-4 와 의 값

조건

골데크플레이트를 사용하지 않은 경우

1.0

0.75

데크플레이트의 골방향이 강재보와 평행한 경우

1.5

1.0

0.75

1.5

0.851)

0.75

데크플레이트의 골방향이 강재보에 직각인 경우에 데크플레이트의 골당 스터드앵커의 개수

약한 위치의

스터드앵커

1개

1.0

0.6

2개

0.85

0.6

3개 이상

0.7

0.6

강한 위치의

스터드앵커

1개

1.0

0.75

2개

0.85

0.75

3개 이상

0.7

0.75

주 1) 스터드가 1개인 경우

약한 위치의 스터드앵커：50 mm인 경우

강한 위치의 스터드앵커：50 mm인 경우

2) = 리브의 공칭높이, mm

= 4.1.3.2(3)에서 정의한 콘크리트 리브 또는 헌치의 평균폭, mm
② ㄷ형강앵커의 강도
충실형 콘크리트슬래브에 매입된 ㄷ형강앵커 1개의 공칭강도는 다음과 같은 식으로 구한다.
여기서, ：ㄷ형강앵커의 플랜지두께, mm
：ㄷ형강앵커의 웨브두께, mm
：ㄷ형강앵커의 길이, mm
ㄷ형강앵커는 편심의 영향을 고려하여 의 힘을 받을 수 있도록 보플랜지에 용접하여야 한다.
③ 강재앵커의 소요개수
정 또는 부모멘트가 최대가 되는 위치와 모멘트가 0이 되는 위치 사이에 배열되는 강재앵커의 소요개수는 4.1.3.2(4)①과 4.1.3.2(4)②에서 구한 총수평전단력을 4.1.8.2(1) 또는 4.1.8.2(2)에서 구한 강재앵커의 공칭강도로 나눈 값으로 구한다. 집중하중이 작용하는 위치와 이와 가장 가까운 모멘트가 0이 되는 위치 사이에 강재앵커의 소요개수는 집중하중이 작용하는 위치의 최대모멘트를 받을 수 있도록 충분한 수를 사용한다.
④ 상세요구사항
가. 별도의 시방이 없는 한, 정 또는 부모멘트가 최대가 되는 위치에서 양측에 소요되는 강재앵커는 최대 위치점과 모멘트가 0이 되는 위치 사이에 일정한 간격으로 배치한다.
나. 데크플레이트의 골에 설치되는 강재앵커를 제외하고, 강재앵커의 측면피복은 25 mm 이상이 되어야 한다. 앵커의 중심에서 전단력방향에 있는 가장자리까지의 거리는 보통콘크리트에서는 200 mm 이상, 경량콘크리트에서는 250 mm 이상으로 한다. 콘크리트 앵커부 강도산정은 관련 콘크리트 기준을 참고한다.
다. 스터드앵커의 중심간 간격은 합성보의 길이방향으로는 스터드직경의 6배 이상이어야 하고, 직각방향으로는 직경의 4배 이상어어야 한다. 다만, 골방향이 강재보에 직각인 데크플레이트의 골 내에 설치되는 경우, 중심간 간격은 모든 방향으로 스터드 직경의 4배 이상이어야 한다. 강재앵커의 중심간 간격은 슬래브 총두께의 8배 또는 900 mm를 초과할 수 없다.
4.1.8.3 합성구성요소 내부에 사용하는 강재앵커
(1) 이 규정은 매입형 합성부재 안에 사용하는 스터드앵커 또는 ㄷ형강앵커의 설계에 적용한다. 콘크리트 앵커부 강도산정은 관련 콘크리트 기준을 참고한다.
① 보통콘크리트를 사용하는 경우, 전단력만 받는 스터드앵커의 길이는 몸체직경의 5배 이상으로 한다. 인장 또는 전단과 인장의 조합력을 받는 스터드앵커의 길이는 몸체직경 8배 이상으로 한다.
② 경량콘크리트를 사용하는 경우, 전단력만 받는 스터드앵커의 길이는 몸체직경의 7배 이상으로 한다. 인장력을 받는 스터드앵커의 길이는 몸체직경의 10배 이상으로 한다. 콘크리트 앵커부 강도산정은 관련 콘크리트 기준을 참고한다.
③ 인장 또는 전단과 인장의 조합력을 받는 스터드앵커의 머리직경은 몸체직경의 1.6배 이상으로 한다.
표 4.1-5는 각 하중조건에 대한 스터드앵커의 최소 값을 나타낸 것이다.
표 4.1-5 스터드앵커의 최소 길이/직경비

하중 조건

보통콘크리트

경량콘크리트

전단

≥5

≥7

인장

≥8

≥10

전단과 인장의 조합력

≥8

1)

주 1) 경량콘크리트에 묻힌 앵커에 대한 조합력의 작용효과는 관련 콘크리트 기준을 따른다.

2) ＝스터드앵커의 몸체직경()에 대한 전체길이() 비
(2) 스터드앵커의 전단강도
한계상태가 콘크리트전단파괴강도가 아닌 경우, 스터드앵커의 1개에 대한 설계전단강도는 다음과 같이 구한다.
여기서, 스터드앵커의 공칭전단강도, N
스터드앵커의 단면적, mm2
스터드앵커의 설계기준인장강도, MPa
한계상태가 콘크리트전단파괴강도인 경우, 스터드앵커의 1개에 대한 설계전단강도는 다음 중 1가지 방법으로 구한다.
① 스터드앵커 파괴면의 양측에 KDS 14 20 52에 따라 앵커철근이 배근된 경우, 스터드앵커의 공칭전단강도 는 식 (4.1-35)으로 구한 강재의 공칭전단강도와 앵커철근의 공칭강도 중의 최솟값으로 한다.
② 콘크리트 앵커부 강도산정은 관련 콘크리트 기준을 참고한다.
(3) 스터드앵커의 인장강도
앵커의 중심에서 스터드앵커의 높이에 직교한 콘크리트 단부까지의 거리가 스터드앵커 상단까지 높이의 1.5배 이상이고, 스터드앵커의 중심간 간격이 스터드앵커 상단까지 높이의 3배 이상인 경우, 스터드앵커 1개에 대한 설계인장강도는 다음과 같이 구한다.
여기서, 강재스터드앵커의 공칭인장강도, N
강재스터드앵커의 단면적, mm2
강재스터드앵커의 설계기준인장강도, MPa
앵커의 중심에서 스터드앵커의 높이에 직교한 콘크리트 단부까지의 거리가 스터드앵커 상단까지 높이의 1.5배 미만이고, 스터드앵커의 중심간 간격이 스터드앵커 상단까지 높이의 3배 미만인 경우, 스터드앵커 1개에 대한 공칭인장강도는 다음 중 1가지 방법으로 구한다.
① 스터드앵커 파괴면의 양측에 KDS 14 20 52에 따라 앵커철근이 배근된 경우, 스터드앵커의 공칭인장강도 는 식 (4.1-36)으로 구한 강재의 공칭전단강도와 앵커철근의 공칭강도 중의 최솟값으로 한다.
(4) 전단과 인장의 조합력을 받는 스터드앵커 강도
한계상태가 콘크리트전단파괴강도가 아닌 경우, 앵커의 중심에서 스터드앵커 높이에 직교한 콘크리트 단부까지의 거리가 스터드앵커 상단까지 높이의 1.5배 이상이고, 스터드앵커의 중심간 간격이 스터드앵커 상단까지 높이의 3배 이상이면, 스터드앵커의 1개에 대한 전단과 인장의 상호작용에 대한 공칭강도는 다음과 같이 구한다.
여기서, 소요인장강도, N
설계인장강도, N
소요전단강도, N
설계전단강도, N
소요인장강도 와 소요전단강도 는 KDS 41 30 10(1.5.1)에 따른 하중조합에서 요구하는 강도이다. 강도저항계수는 다음과 같다.
한계상태가 콘크리트전단파괴강도인 경우이거나 앵커의 중심에서 스터드앵커 높이에 직교한 콘크리트 단부까지의 거리가 스터드앵커 상단까지 높이의 1.5배 미만이거나, 스터드앵커의 중심간 간격이 스터드앵커 상단까지 높이의 3배 미만인 경우, 스터드앵커의 1개에 대한 전단과 인장의 상호작용에 대한 공칭강도는 다음 중 1가지 방법으로 구한다.
① 스터드앵커 파괴면의 양측에 KDS 14 20 52에 따라 앵커철근이 배근된 경우, 식 (4.1-37)에 사용하는 스터드앵커의 공칭전단강도 는 식 (4.1-35)으로 구한 강재의 공칭전단강도와 앵커 철근의 공칭강도 중의 최솟값으로 하고, 스터드앵커의 공칭인장강도 는 식 (4.1-36)으로 구한 강재의 공칭전단강도와 앵커철근의 공칭강도 중의 최솟값으로 한다.
(5) ㄷ형강의 전단강도
ㄷ형강앵커의 설계전단강도는 4.1.8.2(2)에 따라 구한 공칭전단강도와 다음의 강도저항계수에 의해 구한다.
(6) 상세요구사항
강재앵커의 측 방향의 콘크리트 순 피복두께는 25 mm 이상으로 한다. 스터드앵커의 중심간 최소간격은 어느 방향이든 몸체직경의 4배로 한다. 스터드앵커의 중심간 최대간격은 어느 방향이든 몸체직경의 32배로 한다. ㄷ형강앵커의 중심간 최대간격은 600 mm로 한다.
4.1.9 합성트러스
4.1.9.1 일반사항
(4) 골데크를 사용한 합성트러스의 강도 산정에는 4.1.3.2(3)의 관련 기준을 따른다.
(5) 스터드앵커는 4.1.8의 관련 기준을 따른다.
4.1.9.2 적용 강재단면과 데크플레이트
(2) 합성트러스 또는 합성조이스트에 사용하는 데크플레이트는 4.1.3.2(3)의 요구조건을 만족하여야 한다.
4.1.9.3 강도
(1) 현재의 설계
콘크리트슬래브의 유효폭은 4.1.3.1(1)에 따른다.
② 슬래브콘크리트의 압축응력블록깊이와 모멘트저항팔길이
슬래브콘크리트 등가직사각형 압축응력블록의 깊이 와 모멘트저항팔길이 는 다음 식으로 구한다.
, mm (4.1-38)
, mm (4.1-39)
③ 합성트러스의 설계휨강도
합성트러스의 설계휨강도는 다음 한계상태 중에서 최솟값으로 한다.
가. 하현재의 인장항복：
(4.1-40)
나. 하현재의 인장파단：
다. 콘크리트 압괴：
라. 전단연결재의 강도：
＝정모멘트가 최대가 되는 위치와 모멘트가 0이 되는 위치 사이 안에 있는 스터드앵커 개수
＝스터드앵커 1개의 공칭전단강도, N
(2) 웨브재의 설계
① 합성트러스의 웨브재는 비합성 트러스에서의 설계방법에 따른다.
② 웨브재는 작용하중으로부터 합성트러스 양단까지의 전단력을 전달할 수 있도록 설계하여야 한다.
③ 합성트러스의 웨브재는 계수하중에 의한 반력의 25% 이상에 해당하는 수직전단력에 저항할 수 있도록 설계하여야 한다.
④ 앞의 최소전단 요구사항에 의해 설계되는 인장웨브재는 지간의 반에 분포된 활하중에 의해 발생되는 응력반전(압축력)을 검토하여야 한다. 이러한 검토를 위해 등분포하중의 경우에는 다음 식을 사용할 수 있다.
⑤ 변형형 와렌트러스 형태에 사용하는 내부 웨브재는 부재가 지지하는 하중에 합성거동시에 작용하는 하현재 축력의 2%를 합한 하중을 저항할 수 있도록 설계하여야 한다.
(3) 전단연결재의 설계
콘크리트 슬래브와 트러스 사이의 길이방향 수평전단력은 강재데크를 통하여 상현재의 상부면에 용접된 스터드앵커에 의해 전달하도록 한다. 스터드앵커의 설계는 4.1.8의 관련 기준에 따른다.
4.1.10 합성접합부
(1) 합성접합부는 작용하고 있는 하중의 종류에 따라 사용성과 안전성이 확보되도록 설계하여야 한다.
4.1.11 합성슬래브
(1) 합성데크슬래브는 작용하고 있는 하중에 대해 충분히 저항할 수 있도록 내력을 가져야 하며, 또한 장단기 처짐이 사용상, 내력상 유해하지 않도록 충분한 강성을 가질 수 있도록 설계하여야 한다.
4.1.12 특수한 경우
(1) 합성구조가 4.1.1에서 4.1.11까지의 요구사항을 만족하지 못하는 경우, 강재앵커의 강도와 합성구조의 상세는 실험을 통하여 결정하여야 한다.
4.2 합성구조의 내진설계
(1) 이 절은 건축물과 다른 구조물에 있어 지진력저항시스템에 사용되는 강콘크리트 합성부재와 접합부의 설계, 제작 및 세우기에 관하여 규정한다. 여기서 다른 구조물이란 건축물과 같이 수직 및 횡력저항시스템을 가지며 건축물과 유사한 방법으로 설계·제작되고 세워지는 구조물을 말한다. 이 규정은 KDS 41 17 00에서 정의된 지진반응수정계수 의 값이 3보다 큰 경우에 적용한다. 지진반응수정계수 의 값이 3 이하인 구조물은 KDS 41 17 00에 의해 요구되지 않는 한 이 규정을 만족할 필요가 없다.
(2) 이 절의 요구사항들은 KDS 14 31 60의 요구사항을 수정하고 보충한 것이다. 합성지진력저항시스템의 철근콘크리트요소의 설계에는 KDS 41 20 00의 관련 요구사항을 이 규정에 맞게 조정하여 사용한다.
4.2.2 참고기준 및 시방서
(1) 이 절에서 참고로 하는 문헌들은 KDS 14 31 60에 있는 문헌들을 포함한다.
4.2.3 내진설계 일반요건
(1) 소요강도와 내진설계범주 및 건물사용그룹에 대한 규정들과 높이와 비정형에 대한 제한사항들은 KDS 41 17 00을 따른다. 또한, 설계층간변위와 층간변위제한은 KDS 41 17 00을 따른다.
4.2.4 하중, 하중조합 및 공칭강도
4.2.4.1 하중 및 하중조합
(1) 이 규정에 의해 증폭지진하중이 요구되는 경우 지진하중의 수평성분에 KDS 41 17 00에 명시된 초과강도계수를 곱한다.
4.2.4.2 공칭강도
(1) 시스템과 부재 그리고 접합부의 공칭강도는 이 규정을 통해 수정된 경우를 제외하고는 이 장의 요구사항에 따라 결정된다.
4.2.5 일반재료
4.2.5.1 구조용강재
(1) 합성지진력저항시스템에 사용되는 구조용강재의 부재 및 접합부는 KDS 41 30 10(3)의 요구사항을 만족하여야 한다. 4.2.8, 4.2.9, 4.2. 12, 4.2.14, 4.2.16, 그리고 4.2.17의 합성지진력저항시스템에 사용되는 구조용강재는 4.2.6과 4.2.7의 요구사항을 만족하여야 한다.
4.2.5.2 콘크리트와 철근
(1) 합성지진력저항시스템의 합성요소에 사용되는 콘크리트와 철근은 KDS 14 20 80(4.1.4 ~ 4.1.7)의 요구사항을 만족하여야 한다.
4.2.11, 4.2.13 그리고 4.2.15의 합성보통내진시스템에 사용되는 콘크리트와 철근은 4.1과 KDS 41 20 00(4.18은 제외)의 요구사항을 만족하여야 한다.
4.2.6 합성부재
4.2.6.1 범위
(1) 4.2.8에서 4.2.17까지의 지진력저항시스템에 사용되는 합성부재의 설계는 이 절의 요구사항과 4.2.5의 재료에 대한 요구사항을 만족하여야 한다.
4.2.6.2 합성바닥판과 지붕슬래브
(1) 합성슬래브 다이아프램은 이 조항의 요구사항을 만족하여야 한다.
① 하중전달
상세는 다이아프램과 경계부재, 수집재, 수평골조시스템의 부재사이의 힘을 전달하도록 설계한다.
② 공칭전단강도
합성다이아프램과 콘크리트로 채워진 데크플레이트 다이아프램의 공칭전단강도는 KDS 41 20 00(4.16은 제외)의 내용에 근거하여 데크플레이트의 리브 상단 위에 있는 철근콘크리트의 공칭전단강도로 구한다. 그 대안으로 합성다이아프램의 공칭전단강도는 콘크리트로 채워진 다이아프램의 면내전단실험에 의해 결정하여야 한다.
4.2.6.3 합성보
(1) 합성보는 4.1의 요구사항을 만족해야 한다. 합성특수모멘트골조의 일부분인 합성보는 4.2.9.3의 요구사항을 만족하여야 한다.
4.2.6.4 매입형 합성기둥
(1) 이 조항의 내용은 전체합성기둥 단면적의 최소한 1%의 강재단면적을 갖는 매입형 합성기둥과 4.1.2.1에서 명시된 추가적인 제한조건을 만족시키는 매입형 합성기둥에 적용한다. 이러한 기둥은 이 절에서 수정되는 부분을 제외하고 4.1의 요구사항을 만족하여야 한다. 4.2.6.4(4)와 4.2.6.4(5)에서 중간 및 특수지진시스템에 대해 명시된 추가적인 요구사항은 4.2.8에서 4.2.17에 걸쳐 설명된 합성지진시스템에서 요구되는 대로 적용하여야 한다.
(2) 철근콘크리트 내에 강재단면이 매입된 합성기둥은 다음의 수정된 사항을 제외하고 KDS 41 20 00에서 명시된 철근콘크리트기둥의 요구사항을 만족하여야 한다.
① 4.2.6.4(3)②의 강재단면의 전단연결재
② KDS 41 20 00에서 제시된 기둥의 강도에 대한 매입된 강재단면의 분담
③ 4.2.8에서 4.2.17에 걸쳐 합성지진시스템에 대한 설명에서 명시된 철근콘크리트기둥에 대한 내진요구사항
(3) 보통내진시스템 요구사항
매입형 합성기둥에 대한 다음의 요구사항은 보통내진시스템을 포함하여 모든 합성시스템에 대하여 적용한다.
① 기둥의 설계전단강도는 4.1.2.1(4)에 따라 결정한다. 띠철근의 공칭전단강도는 KDS 14 20 22(4.3.4) 의 규정에 따라 산정한다. KDS 14 20 22(4.3.4)에서 치수 는 콘크리트단면폭에서 전단방향과 수직방향으로 측정한 강재단면의 폭을 뺀 값으로 한다.
② 강재단면과 철근콘크리트가 작용하중을 나누어 부담하도록 설계된 합성기둥은 4.1.2.1의 요구사항을 만족시키는 전단연결재를 설치하여야 한다.
③ 횡방향띠철근의 최대간격은 4.1.2.1의 요구사항을 만족하여야 한다.
기초의 상단으로부터, 그리고 각층에서 가장 낮은 위치의 보나 슬래브상단으로부터 띠철근간격의 1/2 위치 내에 첫 번째 띠철근을 배근한다. 그리고 각층에서 가장 낮은 위치의 보나 슬래브하단으로부터 띠철근간격의 1/2 위치 내에도 첫 번째 띠철근을 배근한다.
횡방향철근의 직경은 합성부재의 장변치수의 1/50 보다 작지 않도록 하여야 한다. 다만, 띠철근은 D10 이상이어야 하며 D16 보다 클 필요는 없다. 중간 및 특수내진시스템에 대해 금지된 경우를 제외하고 동등한 단면의 용접철망을 횡방향철근으로 사용할 수 있다.
④ 하중저항철근은 KDS 14 20 50(4.5.1) 및 KDS 14 20 52(4.7) 에 제시된 세부사항과 이음요구사항을 만족하여야 한다. 하중저항철근은 장방형 단면의 모든 모서리에 배근한다. 이외의 하중저항철근 또는 고정용 철근의 최대간격은 합성부재단면의 최소치수의 절반 이하로 한다.내에 배치하기 전에 굽혀 두어야 한다.
⑤ 보통내진시스템에 있어서의 매입형 합성기둥에 대한 이음과 지압상세는 이 절과 KDS 14 20 50(4.5.2) 의 요구사항을 만족하여야 한다. 설계는 KDS 14 20 80(4.1 및 4.8)에 따른다. 설계는 부재의 강성이나 공칭인장강도에 있어서의 갑작스러운 변화에 따른 불리한 영향을 고려하여야 한다. 합성단면에서 철근콘크리트단면으로 변화하는 위치, 합성단면에서 강재단면으로 변화하는 위치, 그리고 주각부 등이 이에 해당된다.
(4) 중간내진시스템 요구사항
중간내진시스템에서의 매입형 합성기둥은 상기 (1)의 요구사항 외에 다음의 요구사항을 만족하여야 한다.
① 상부와 하부에서의 횡방향 철근의 최대간격은 다음 중 최솟값으로 한다.
가. 단면의 최소치수의 1/2
나. 길이방향 철근직경의 8배
다. 띠철근직경의 24배
라. 300 mm
위 횡방향 철근의 최대간격은 휨항복이 발생할 것으로 기대되는 위치에서 접합면(기둥의 양 측면 중 낮은 위치)으로부터 다음의 길이 중 가장 큰 값에 해당하는 수직거리에 걸쳐 유지하여야 한다.
가. 기둥의 수직순높이의 1/6
나. 단면치수의 최댓값
다. 450 mm
② 기둥 나머지 구간에 대한 띠철근간격은 위에서 명시된 간격의 2배를 초과해서는 안 된다.
③ 용접철망은 중간내진시스템에서 횡방향 철근으로 허용되지 않는다.
(5) 특수내진시스템 요구사항
특수내진시스템에서의 매입형 합성기둥은 4.2.6.4(1)과 4.2.6.4(2)의 요구사항뿐만 아니라 다음의 요구사항을 추가로 만족하여야 한다.
① 매입형 합성기둥에 대한 소요축방향강도와 이음부상세는 4.2.8.3과 4.2.8.4의 요구사항을 만족하여야 한다.
② 길이방향의 하중저항철근은 KDS 14 20 80(4.4.2) 의 요구사항을 만족하여야 한다.
③ 횡방향철근은 KDS 14 20 80(4.4.3) 에 명시된 바와 같이 후프이어야 하며 다음의 요구사항을 만족하여야 한다.
가. 띠철근의 최소면적 는 다음 식을 만족하여야 한다.
여기서, ：띠철근의 중심간 거리로 측정된 구속코어의 단면치수, mm
：구조부재의 길이방향으로 측정된 횡방향 철근의 간격, mm
：강재코어의 설계기준항복강도, MPa
：강재코어의 단면적, mm2
：4.1에 따라 계산된 합성기둥의 공칭압축강도, N
：띠철근의 설계기준항복강도, MPa
매입형 합성기둥의 강재단면만의 공칭강도가 하중조합 1.0＋0.5 하중효과보다 큰 경우 식 (4.2-1)은 만족하지 않아도 된다.
나. 기둥의 길이를 따라 설치된 횡방향 철근의 최대간격은 길이방향 하중저항 철근직경의 6배 또는 150 mm 중 작은 값으로 한다.
다. 4.2.6.4(3)④, 4.2.6.4(3)⑤ 또는 4.2.6.4(3)⑥에서 명시된 횡방향 철근의 최대간격은 부재단면 최소치수의 1/4 또는 10 0 mm 중 작은 값으로 한다. 이러한 횡방형 철근에 대해 연결철근, 겹친 후프의 다리, 그리고 다른 구속철근의 간격은 횡방향으로 350 mm보다 크게 할 수 없다.
④ 의 0.2배보다 큰 압축력을 받는 가새골조의 매입형 합성기둥에는 전체 부재길이에 걸쳐 4.2.6.4(3)③다에 명시된 바와 같은 횡방향 철근을 배근하여야 한다. 매입형 합성기둥의 강재단면만의 공칭강도가 하중조합 1.0＋0.5의 하중효과보다 큰 경우 이러한 요구사항을 만족하지 않아도 된다.
⑤ 벽체나 가새골조 같은 불연속적인 강성부재로부터의 반력을 지지하는 합성기둥에는 축방향 압축력이 의 0.1배를 초과하면 불연속이 발생하는 위치 하부의 전체길이에 걸쳐서 4.2.6.4(3)③다에 명시된 바와 같은 횡방향 철근을 배근하여야 한다. 횡방향 철근은 매입형강과 길이방향 철근이 항복강도를 충분히 발휘할 수 있도록 불연속부재 안으로 충분한 길이만큼 연장되어야 한다. 매입형 합성기둥의 강재단면만의 공칭강도가 하중조합 1.0＋0.5의 하중효과보다 큰 경우 이러한 요구사항을 만족하지 않아도 된다.
⑥ 합성특수모멘트골조에 사용된 매입형 합성기둥은 다음의 요구사항을 만족하여야 한다.
가. 횡방향철근은 기둥의 상부와 하부에서 4.2.6.4(2)에 명시된 구간에 걸쳐 4.2.6.4(3)③다의 요구사항을 만족하여야 한다.
나. 4.2.9.5의 강기둥약보에 대한 설계요구사항을 만족하여야 한다. 주각부의 상세는 비탄성휨힌지를 유지할 수 있도록 설계하여야 한다.
다.기둥의 전단강도는 KDS 14 20 80(4.5.5) 의 요구사항을 만족하여야 한다.
⑦ 기둥이 독립기초 또는 온통기초 위에 설치될 때, 이 조항에서 명시된 바와 같은 횡방향 철근은 독립기초 또는 온통기초 안쪽으로 최소한 300 mm를 연장하여 배근하여야 한다. 기둥이 벽체 위에 설치될 때 횡방향 철근은 매입형강과 길이방향 철근이 항복강도를 발휘할 수 있도록 벽체 안으로 충분한 길이만큼 연장되어야 한다.
⑧ 용접철망은 특별지진시스템에 있어서 횡방향 철근으로 허용되지 않는다.
4.2.6.5 충전형 합성기둥
(1) 이 조항은 4.1.2.2의 제한사항을 만족하는 기둥에 적용한다. 이러한 기둥은 이 조항에서 수정되는 사항을 제외하고 4.1의 요구사항을 만족하도록 설계한다.
① 합성기둥의 공칭전단강도는 유효전단면적에 근거하여 계산된 강재단면만의 공칭전단강도로 산정한다. 콘크리트와 강재 사이에 적절한 하중전달메커니즘을 고려하여 설계한 경우 콘크리트의 전단내력을 강재단면의 전단강도에 합산하여 계산할 수 있다.
② 4.2.9, 4.2.12, 그리고 4.2.14에서 설명된 특별내진시스템에 있어서 충전형 합성기둥에 대한 설계하중과 기둥이음은 ①의 요구사항에 추가하여 KDS 14 31 60의 부재관련 요구사항을 만족하여야 한다.
③ 합성특수모멘트골조에 사용된 충전형 합성기둥은 ①과 ②의 요구사항과 함께 다음의 추가적인 요구사항을 만족하여야 한다.
가. 기둥의 최소전단강도는 KDS 14 20 80(4.5.5) 의 요구사항을 만족하여야 한다.
나. 4.2.9.5의 강기둥약보의 설계요구사항을 만족하여야 한다. 주각부는 비탄성휨힌지를 유지할 수 있도록 설계한다.
④ 중간내진시스템 및 특수내진시스템에 사용되는 충전형 합성부재의 압축강재요소의 판폭두께비는 표 4.2-1의 한계값을 초과해서는 안 된다.
표 4.2-1 충전형합성부재 압축강재요소의 판폭두께비 제한

구분

판폭

두께비

판폭두께비 제한값

사례

1)

(고연성)

2)

(중간연성)

각형강관

1.4

2.26

원형강관

주 1) 4.2.9 합성특수모멘트골조의 보와 기둥, 4.2.12 합성특수중심가새골조의 기둥과 가새, 4.2.14 합성편심가새골조의 기둥에 요구됨.

2) 4.2.10 합성중간모멘트골조의 보와 기둥, 4.2.12 합성특수중심가새골조의 보, 4.2.13 합성보통가새골조의 가새 4.2.14 합성편심가새골조의 가새에 요구됨.
4.2.7 합성접합부
4.2.7.1 범위
(1) 이 조항은 지진하중이 강재와 철근콘크리트부재 사이에서 전달되는 합성시스템 또는 강재와 콘크리트의 복합시스템을 갖는 건물의 접합부에 대하여 적용한다. 합성접합부는 KDS 14 31 60과 KDS 41 20 00의 요구사항을 만족하는 철근콘크리트접합부 또는 강재접합부에 상응하는 강도, 연성, 그리고 인성을 발휘할 수 있어야 한다. 접합부강도의 계산법은 이 절의 요구사항을 만족하여야 한다.
4.2.7.2 일반 요구사항
(1) 접합부는 설계층간변위에서의 소요강도에 저항할 수 있도록 적절한 변형능력을 발휘할 수 있어야 한다. 이외에도 접합부는 지진력을 받는 건물의 횡방향안정성을 확보할 수 있도록 그 접합부가 사용되는 특정시스템에 근거하여 4.2.8에서 4.2.17까지의 요구사항을 만족하여야 한다. 접합된 부재의 설계강도가 공칭 치수와 공칭재료강도에 근거할 때 접합부의 설계강도의 계산은 접합된 부재의 실제강도의 증가에 따른 효과를 고려하여야 한다.
4.2.7.3 접합부의 공칭강도
(1) 합성구조시스템에서의 접합부의 공칭강도는 한계상태를 고려하여 구성재료 및 요소의 내부힘의 평형과 강도의 제한값을 만족하는 합리적 모델에 근거하여 결정하여야 한다. 접합부강도가 해석과 실험에 의해 결정되지 않는다면 접합부 해석에 사용되는 모델은 4.2.7.3(1)①에서 ⑤까지의 요구사항을 만족하여야 한다.
① 구조용강재와 철근콘크리트 사이에 힘은 다음과 같은 방법을 통해 전달하여야 한다.
가. 스터드전단연결재나 적절한 장치에 의한 직접적인 지압
나. 기계적인 방법
다. 전단력전달면에 직교하는 방향으로 조이는 힘에 의한 전단마찰
라. 이러한 여러 방법의 조합