TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
(1) KDS 41 30 40은 냉간성형 스테인리스강 건축물 및 시설물에 적용가능한 스테인리스강의 범위, 설계하중, 부재설계방법 등의 기술적 사항을 규정함으로써 스테인리스강 구조물의 안전성, 사용성 및 내구성을 확보하는 것을 그 목적으로 한다.
(1) 이 기준은 냉간성형 스테인리스강의 구조부재(강봉의 경우는 열간압연 스테인리스강 포함) 그리고 건축물 및 동적효과를 고려한 비건축 구조물의 하중전달을 목적으로 사용된 구조부재의 설계에 적용한다.
① 이 기준은 열처리 및 냉간압연 과정으로 생산된 강판, 강대, 판재 또는 평강, 스테인리스강을 냉간성형하거나 용접조립한 부재와 형강 등을 사용하여 하중을 지지하는 건축물 및 정적하중을 받는 구조물에 사용되는 구조부재에 적용하여야 한다.
② 온도 또는 동적효과에 대한 적절한 허용치가 제공되는 경우에는 건축물 이외에도 이 기준을 적용할 수 있다.
③ 인장재로 적용하는 스테인리스 강봉은 열간압연 제품을 포함할 수 있다.
1.2.2 기타 형상 및 제작방법
(1) 이 기준에서 규정되지 않은 별도의 대체 형상이나 제작방법의 사용을 제한하지 않는다. 이러한 대체 방법은 4.8의 요구사항을 만족하여야 하며 강구조 설계기준(KDS 41 30 10)과 냉간성형강구조 설계기준(KDS 41 30 30)을 만족하여야 한다.
● KDS 41 10 15 건축구조기준 설계하중
● KDS 41 30 30 냉간성형강구조 설계기준
● KCS 14 31 05 강구조공사 일반사항
● KS D 3698 : 냉간 압연 스테인리스 강판 및 강대
● KS D 3690 : 냉간 성형 스테인리스강 형강
● KS D 3706 : 스테인리스 강봉
● KS D 3692 : 냉간가공 스테인리스 강봉
● KS D 7014 : 스테인리스강 피복 아크 용접봉
● KS D 3696 : 용접용 스테인리스강 선재
● KS B 0241 : 내식 스테인리스 강제나사 부품의 기계적 성질
● KS B 1002 : 6각 볼트
● KS D 3536 : 기계구조용 스테인리스강 강관
● KS D 3576 : 배관용 스테인리스 강관
● 강도한계상태 : 항복, 소성힌지의 형성, 골조 또는 부재의 안정성, 인장파괴, 피로파괴 등 안정성과 최대하중 지지력에 대한 한계상태
● 공칭강도 : 하중효과에 저항하기 위한 구조체 혹은 구조부재의 강도 (저항계수가 적용되지 않은 값)
● 공칭하중 : 관련 기준에 명시된 하중의 크기
● 구속판요소 압축요소 : 하중의 방향과 평행하게 양면이 직각방향의 판요소에 의해 연속된 압축을 받는 평판요소
● 그루브용접 : 접합 부재면에 홈을 만들어(개선하여) 이루어지는 용접
● 냉간성형 : ① 상온에서 압연에 의해 얇게 하거나, 굽힘가공, 단조, 압출 등으로 성형하는 작업을 총칭해서 말한다. ② 상온에 가까운 온도에서 하는 압연을 냉간 압연이라고 한다. 냉간 압연재는 가열하지 않으므로 표면에 스케일이 발생하지 않아 표피가 아름답고 가열이나 냉각에 의해서 발생하는 팽창이나 수축이 적어서 치수 정도가 높다. 그러나 냉간 가공 효과에 의해 인성은 열화되고 경도나 인장강도는 증대한다. 따라서 강판 압연의 열처리를 하지만 강관, 경량 형강 등은 일반적으로 그대로 사용된다.
● 냉간성형 스테인리스강 구조부재 : 냉간성형 스테인리스강 구조부재는 열간압연에서 요구되는 추가 가열 없이 상온에서 절단, 절곡 등의 성형작업으로 제작된 형강으로 이루어진 부재를 말한다.
● 단면2차모멘트 : 단면 내의 미소면적 와 소정의 축까지의 거리 의 2승의 곱을 전단면 걸쳐서 적분하는 것을 그 축에 관한 단면2차모멘트라 한다.
● 단면2차반경 : 단면의 도심을 통과하는 축에 관한 단면2차모멘트 를 단면적 로 나눈 것의 제곱근을 말한다.
● 단면계수 : 단면 도심을 통과하는 축에 관한 단면2차모멘트를 , 그 축에서 가장 먼 인장측 또는 압축측의 점까지의 거리를 라 하면, 다음의 식 를 각각 인장측단면계수, 압축측단면계수라 한다. ,
● 듀플렉스계(오스테나이트계-페라이트계) 스테인리스강 : 상온에서 오스테나이트상과 페라이트상의 혼합조직으로 강도가 우수하고 결정립이 미세화되며 응력부식 균열, 틈새부식 및 공식에 대해 저항성이 우수하고 기계적 강도가 높음. 또한 열팽창계수가 낮고 용접이 용이
● 매칭용접재 : 접합되는 재료(모재)와 비슷한 화학적 성분 그리고/혹은 비슷한 기계적 특성을 갖는 용접재
● 물고임 : 평지붕골조의 처짐을 유발하는 물의 고임현상
● 비구속판 압축요소 : 하중의 방향과 평행하게 한 쪽 끝단이 직각방향의 판요소에 의해 연접된 평판요소
● 비지지길이 : 한 부재의 횡지지가새 사이의 간격으로서, 가새부재 도심간의 거리로 측정
● 비틀림좌굴 : 압축부재가 전단중심축에 대해 비틀리는 좌굴모드
● 사용한계상태 : 구조물의 외형, 유지 및 관리, 내구성, 사용자의 안락감 또는 기계류의 정상적인 기능 등을 유지하기 위한 구조물의 능력에 영향을 미치는 한계상태.
● 설계강도 : 공칭강도와 저항계수의 곱,
● 설계유효폭 : 설계 시 요소의 평판폭이 감소된 경우, 감소된 설계폭을 유효폭 또는 설계유효폭이라 한다.
● 설계항복강도 : 설계항복강도는 항복강도의 하한치를 말한다. 여기서 항복강도는 압연방향(평행 또는 수직)에 따라 상이하며, 응력의 종류(인장 또는 압축)에 상관없이 이 항복강도에 의해 설계되는 냉간성형 스테인리스강 부재를 사용하기 위하여 수행하는 시험결과와 동일하거나 또는 이를 초과하여야 한다.
● 성능시험 : 성능시험은 성능이 검증되지 않은 구조부재, 접합 및 접합부에 대하여 1장에서 5장까지의 기준 또는 적절한 참고문헌에 따라 수행한 시험을 말한다.
● 세장비 : 휨축과 동일한 축의 단면2차반경에 대한 유효길이의 비
● 소요강도 : 한계상태설계 하중조합에 대한 구조해석에 의해 산정된 구조부재에 작용하는 힘, 응력, 또는 변형을 지칭
● 순단면적 : 부재의 총단면적으로부터 볼트구멍 등의 결손부분을 공제한 단면적
● 연성 : 항복점 이상의 응력을 받는 금속재료가 소성변형을 일으켜 파괴되지 않고 변형을 계속하는 성질
● 연신율 : 시험편이 판단할 때 까지 늘어나는 특성을 표현하기 위해(·) 표점거리 내에 생긴 변형량의 원 표점 거리에 대한 비를 백분율로 나타낸 값
● 오스테나이트계 스테인리스강 : 강철에 내식성을 향상시킬 목적으로 크롬과 니켈을 함유시키면, 상온에 있어서 오스테나이트 조직을 나타내는 스테인리스강. 결정구조는 면심입방격자로 스테인리스강중 가장 내식성에 뛰어나, 가공성이나 용접성도 좋고, 열처리에 따라서 경화성은 없이, 일반적으로 비자성. 18%크롬, 8%니켈을 포함하는 18Cr-8Ni강이 대표적
● 유효단면적 : 부재나 부품의 강도 등을 산정할 때 역학적으로 유효하다고 생각하여 사용하는 단면적. 인장재의 볼트구멍과 절취부 등을 공제한 단면적, 볼트의 인장강도 산정용인 유효지름과 골지름의 평균으로부터 구한 축부단면적, 용접유효목두께와 유효길이의 곱 등이 있다.
● 유효목두께 : 여분의 용접살을 제외한 목두께 중에서, 강도적으로 유효한 부분. 일반적으로는 이론목두께와 접합판두께에서 구하나, 맞댐, 필릿, 부분용입용접의 각각에 대해서 설계에 이용하는 유효목두께의 선택 방법이 규정되어 있다.
● 유효폭 : 판, I형보, T형보, 벽이 있는 기둥 등에서, 유효하게 저항한다고 보여지는 판장부분을 포함한 폭
● 용착금속 : 용접과정에서 완전히 용융된 부분. 용착금속은 용접과정에서 열에 의해 녹은 용입재와 모재로 구성되어 있음
● 유효좌굴길이계수 : 유효좌굴길이와 부재의 비지지길이의 비,
● 응력 : 축방향력, 모멘트, 전단력이나 비틀림 등이 유발한 단위면적 당의 힘
● 인장강도 : 재료가 견딜 수 있는 최대 인장응력
● 저항계수 : 공칭강도와 실제강도 사이의 불가피한 오차 또는 파괴모드 및 파괴결과가 부차적으로 유발하는 위험도를 반영하기 위한 계수,
● 전단중심 : 전단력이 작용할 때, 단면에 비틀림 변형이 발생되지 않기 위하여 필요한 단면 내 전단력의 작용점
● 접합 : 2개 이상의 단부, 표면 혹은 모서리가 접착된 영역. 연결재 혹은 용접의 사용여부와 하중전달 방법에 따라 종류를 나눌 수 있음
● 접합부 : 2개 이상의 부재사이에 힘을 전달하는데 사용되는 구조요소 또는 조인트의 집합체
● 최대폭두께비 : 부재 단면을 구성하는 판요소의 국부좌굴에 대한 안전을 확보하기 위해 정한 강판의 폭과 두께와의 비의 상한치
● 페라이트계 스테인리스강 : 체심입방구조로 낮은 크롬과 니켈함량으로 오스테나이트계 스테인리스강 보다 내식성은 열위지만 응력부식균열(Stress Corrosion Cracking, SCC)에는 우수. 또한 상온에서 강자성이며 열처리에 의해 강화되지 않고 냉간가공성이 매우 우수
● 평판폭두께비 : 평면 내에서 측정한 요소의 평판폭을 두께로 나눈 값
● 포아송비 : 재료의 탄성한도 내에서 종방향으로 하중을 가했을 때 횡변형도 의 종변형도 에 대한 비
● 필릿용접 : 용접되는 부재의 교차되는 면 사이에 일반적으로 삼각형의 단면이 만들어지는 용접
● 하중계수 : 한계상태설계법이나 하중계수설계법 등에서 기준이 되는 하중(작용하중)에 곱하는 계수. 계수를 곱한 하중이 한계상태의 종류에 따라 다른 값으로 설계에 이용되고 있다.
● 하중저항계수설계 : 모든 하중조합에 대하여 구조재가 어떠한 한계상태도 초과하지 않도록 구조요소(부재, 접합, 접합부)의 단면을 산정하는 방법
● 한계상태 : 구조체 또는 구조요소가 사용하기에 부적당하게 되고 의도된 기능을 더 이상 발휘하지 못하는 상태(사용성한계상태) 또는 극한하중 지지능력에 도달한 상태(강도한계상태)
● 항복강도 : 응력과 변형의 비례상태의 규정된 변형한계를 벗어날 때의 응력
● 항복응력 : 항복점, 항복강도 또는 항복응력 수준
● 휨좌굴 : 단면의 비틀림이나 형상의 변화없이 압축부재가 휨에 의해 발생하는 좌굴모드
● 휨비틀림좌굴 : 단면형상의 변화없이 압축부재에 휨과 비틀림 변형이 발생하는 좌굴모드
● : 부재의 총단면적, mm2
● : 볼트의 공칭단면적, mm2
● : 집중하중을 받는 내부지지 수직스티프너의 경우, , mm2
단부 수직스티프너의 경우, , mm2
● : 응력상태에서의 유효단면적, mm2
● : 순단면적, mm2
● : 감소단면적, mm2
● : 수직스티프너의 단면적, mm2
● : 스티프너의 유효단면적, mm2
● : 전단스티프너의 총단면적, mm2
● : 유효비례한도 대 항복강도의 비,
● : 모멘트 구배에 따른 휨계수
● : 상관식 내의 단부 모멘트계수
● : 횡비틀림좌굴에 대한 계수
● : 전단스티프너계수
● : 단면의 뒤틀림상수, mm6
● : 압축 변형률계수
● : 그림 4.1-4 및 4.1-5에서 정의한 계수
● : 원형강관의 외경, mm
● : 고정하중, N
● : 립(lip)의 전체 춤, mm
● : 지진하중, N
● : 초기탄성계수, MPa
● : 감소탄성계수, MPa
● : 할선탄성계수, MPa
● : 압축플랜지의 할선탄성계수, MPa
● : 인장플랜지의 할선탄성계수, MPa
● : 비구속판 압축요소에 대한 소성저감계수
● : 접선탄성계수, MPa
● : 횡좌굴에 대한 소성저감계수
● : 구속판요소 압축요소에 대한 소성저감계수
● : 임계좌굴응력, MPa
● : 고정하중 계수
● : 활하중 계수
● : 공칭좌굴응력, MPa
● : 볼트의 공칭인장강도, MPa
● : 볼트의 공칭전단강도, MPa
● : 전단과 인장의 조합력을 받는 볼트의 공칭인장강도, MPa
● : 공칭지압강도, MPa
● : 유효비례한계, MPa
● : 순단면의 공칭인장응력, MPa
● : 축방향 인장강도, MPa
● : 열처리된 모재의 축방향 인장강도, MPa
● : 용접봉 등급의 강도수준, MPa
● : 설계에 사용되는 설계항복강도, 1.5.4.2의 냉강성형에 따른 증가된 강도를 초과하지 않아야 한다, MPa
● : 압축항복강도, MPa
● : 인장항복강도, MPa
● : 스티프너의 인장항복강도, MPa
● : 전단항복강도, MPa
● : 보 웨브의 항복강도, 와 스티프너의 항복강도, 중 작은 값, MPa
● : 초기전단탄성계수, MPa
● : 할선전단탄성계수, MPa
● : 전단응력 소성저감계수
● : 구속판요소 요소로 거동할 수 있도록 구성된 스티프너의 단면2차모멘트, mm4
● : 감소되지 않은 단면의 휨축에 대한 단면2차모멘트, mm4
● : 지지될 요소와 평행한 중립축에 대한 스티프너의 단면2차모멘트, mm4
● : 지지될 요소와 평행한 중립축에 대한 중간 스티프너를 포함한 다중지지판 요소의 단면2차모멘트, mm4
● , : 주축에 대한 전체 단면의 단면2차모멘트, mm4
● : 강축과 약축에 대한 전체 단면의 단면상승모멘트, mm4
● : 단면 압축요소의 y축에 대한 단면2차모멘트, mm4
● : 생브낭 비틀림상수, mm4
● : 유효길이계수
● : 상수
● : 휨면에 대한 유효길이계수
● : 국부좌굴에 의한 감소계수
● : 비틀림에 대한 유효길이계수
● : 축 휨에 대한 유효길이계수
● : 단순보의 경우 전체경간, 연속보의 경우 변곡점 사이의 거리, 캔틸레버보의 경우 길이의 2배, mm
● : 필릿용접 길이, mm
● : 활하중, N
● : 휨면에 대한 실제 비지지길이, mm
● : 지붕활하중, N
● : 수직스티프너의 길이, mm
● : 비틀림에 대한 압축부재의 비지지길이, mm
● : 축 휨에 대한 압축부재의 비지지길이, mm
● : 임계모멘트, N·mm
● : 국부비틀림에 대한 허용모멘트, N·mm
● : 공칭모멘트, N·mm
● , : 3.3에 따라 산정된 중립축에 대한 공칭휨강도, N·mm
● : 소요휨강도, N·mm
● : 축에 대한 소요휨강도, N·mm
● : 최대변형율, 를 유발하는 모멘트, N·mm
● : 단부모멘트 중 작은 값, N·mm
● : 단부모멘트 중 큰 값, N·mm
● : 지압실제길이, mm
● : 집중하중 또는 반력, N
● : 오일러 좌굴하중,
● : 보의 횡가새가 지지하는 하중, N
● : 비틀림에 대한 허용하중, N
● : 부재의 공칭축강도, N
● : 접합부의 공칭강도, N
● : 5.1의 인 경우에 따라 산정한 부재의 공칭축하중, N
● : 소요축강도, N
● : 내부 휨반경
● : 허용설계강도
● : 평균 시험값
● : 공칭강도
● : 강우하중, N
● :
● : 적설하중, N
● : 유효단면의 탄성단면계수, mm3
● : 공칭인장강도, N
● : 접합부의 인장강도, N
● : 실제전단강도, N
● : 공칭전단강도, N
● : 소요전단강도, N
● : 풍하중, N
● : 웨브 강재의 항복강도를 스티프너 강재의 항복강도로 나눈 값
● : 구속 웨브의 경우, 수직스티프너 사이의 거리, mm
● : 플랜지 가새 사이의 거리, mm
● : 압축 요소의 설계 유효폭, mm
● : 처짐산정을 위한 유효폭, mm
● : 요소의 설계 유효폭, mm
● : 그림 4.1-4 참조
● : 유효폭(그림 4.1-2 참조), mm
● : 면외변형량
● : 단면의 춤, mm
● : 볼트의 직경, mm
● : 표준 볼트구멍의 직경, mm
● : 스티프너의 감소 유효폭, mm
● : 스티프너의 실제 유효폭, mm
● : 표준구멍과 가장 가까운 인접 구멍의 단부 또는 힘의 방향으로의 접합부분의 끝까지 힘의 중심선 상에서 측정한 거리, mm
● : 설계유효폭을 기초로 산정된 압축요소의 응력, MPa
● : 플랜지 폭의 감소를 고려하지 않은 평균응력, MPa
● : 국부비틀림에 대한 응력, MPa
● : 대상 요소에 대하여 산정한 압축응력으로 변형을 결정하기 위한 하중에 대해서 유효단면으로 산정, MPa
● , : 그림 4.1-2와 같이 산정된 응력(, )으로 변형이 결정하기 위한 하중에 대해서 유효단면으로 산정, MPa
● : 그림 4.1-5와 같이 단부 스티프너에서 산정된 응력()으로 변형이 결정하기 위한 하중에 대해서 유효단면으로 산정, MPa
● : 산정된 볼트의 응력, MPa
● , : 그림 4.1-2에 정의된 웨브 응력, MPa
● : 그림 4.1-5에 정의된 단부 스티프너 응력 , MPa
● : 상·하 플랜지로부터 가장 가까운 접합부 두 열사이의 수직거리, mm
● : 웨브 면에서 측정한 웨브의 춤, mm
● : 휨-비틀림좌굴에 대한 단면성능
● : 판좌굴계수
● : 전단좌굴계수
● : ㄷ형강에서 전단중심과 웨브 중심 사이의 거리, mm
● : 계수
● : 웨브면에 작용하는 등분포 계수하중, N/mm
● : 감소되지 않은 단면의 단면2차반경, mm
● : 한 단면에서 볼트로부터 전달된 하중을 부재의 인장력으로 나눈 값
● : ㄷ형강에서 웨브와 평행한 중립축에 대한 단면2차반경, mm
● : I형 단면의 좌굴발생 방향과 수직인 축에 대한 단면2차반경, mm
● : 전단중심축에 대한 단면의 극단면2차반경, mm
● , : 주축에 대한 단면2차반경, mm
● : 파스너 간격, N
● : 압축 덧판을 다른 요소와 접합하는 용접, 리벳 또는 볼트의 응력선 간격, mm
● : 용접 간격, N
● : 두 개의 ㄷ형강으로 I형강을 만들기 위해 접합하는 용접 또는 다른 접합의 최대 허용 축방향 간격
● : 모재의 두께, mm
● : 접합부에서 가장 얇은 판 두께, mm
● : 다중지지판 요소의 등가두께, mm
● : 용접 유효목두께, mm
● : 곡률을 제외한 요소의 폭, mm
● : 지압판의 폭, mm
● : 웨브 바깥부분 또는 각형강관형 또는 U형의 경우 웨브 사이 거리의 1/2 바깥부분 플랜지의 폭, mm
● : 웨브로부터의 플랜지 폭, mm
● : 집중하중으로부터 가새까지의 거리, mm
● : 전단중심으로부터 주축인 축의 중심까지의 거리, mm
● : 스티프너의 유효단면적 산정을 위한 감소계수
● : 립(lip)으로 보강한 단면의 경우, ; 립(lip)으로 보강하지 않은 단면의 경우,
● : 증폭계수
● : 계수,
● : 소성저감계수
● : 웨브와 지압면 사이 각,
● : 푸아송비
● : 축에 대한 좌굴응력, MPa
● : 비틀림좌굴응력, MPa
● : 공칭응력, MPa
● : 공칭변형률, mm/mm
● : 항복변형률, , mm/mm
● : 감소계수
● : 세장계수
● : 3.048
● : 저항계수
● : 휨강도 저항계수
● : 중심 축하중을 받는 압축재의 저항계수
● : 국부비틀림 저항계수
● : 인장재의 저항계수
● : 전단강도 저항계수
● : 웨브 크리플링강도 저항계수
● : 안전계수
(1) 이 장에서는 전체 구조기준에 적용가능한 냉간성형강 스테인리스강 구조부재, 조립부재 및 가새부재에 대한 설계 일반 요구사항을 규정한다. 구조부재 및 접합부의 설계는 설계자가 의도한 냉간성형강 스테인리스강 구조체의 거동과 구조해석의 가정과 부합하여야 한다.
1.6.2.1 하중
(1) 설계하중, 하중계수 및 하중조합은 KDS 41 12 00에 따른다.
고정하중은구조물 자체의 무게와 구조물의 생애주기 중 지속적으로 작용하는 수직하중을 말한다.
② 활하중 및 적설하중
활하중 및 적설하중은 설계하고자 하는 구조물 관련 기준을 준수하여야 한다.
③ 충격하중
충격을 유발하는 활하중을 지지하는 구조물은 충격을 충분히 지지할 수 있도록 설계하고자 하는 구조물 관련 기준을 준수하여야 한다.
④ 풍하중 및 지진하중
풍하중 및 지진하중은 설계하고자 하는 구조물 관련 기준을 준수하여야 한다.
⑤ 물고임
눈 녹은 물이나 눈 위의 비로부터 물고임하중이 생길 때, 배수를 위한 적절한 경사가 주어져 있지 않으면 지붕에 처짐이 생기므로 이에 대한 하중을 고려하여야 한다.
1.6.2.2 하중계수 및 하중조합
(1) 공칭하중은 설계 대상 구조물의 관련 기준에서 제시하는 최소 설계하중을 사용하여야 한다.
(2) 관련 기준이 없는 경우, KDS 41 30 10의 하중과 하중조합을 사용하여야 한다.
(3) 구조물과 이를 구성하는 요소의 소요강도는 다음과 같은 하중조합 중 가장 불리한 조건을 사용하여 산정한다.
⑤
⑥
⑦
= 고정하중

= 활하중

= 지붕활하중

= 적설하중

= 풍하중

= 지진하중

= 온도하중

= 유체압

= 강우하중
(4) 주차장과 공공집회 장소를 제외하고 기본등분포활하중이 5 이하인 용도에 대해서는 (3)항의 하중조합 ③, ④ 및 ⑤에서 활하중에 대한 하중계수를 0.5로 조정할 수 있다.
(5) 지하수압, 토압 또는 분말 및 입자형 재료의 횡압력에 의한 하중()가 존재할 때는 다음의 하중계수를 적용하여 조합하여야 한다.
③ 의 하중효과가 영구적이지 않으면서 다른 하중효과를 상쇄하는 경우에는 하중계수를 영(0)으로 하여야 한다.
1.3.3 설계기본원칙
(1) 구조물이 적용가능한 하중조합을 받고 있을 때 강도한계와 사용한계를 만족하여야 한다.
① 이 기준은 모든 하중조합에 대하여 구조체가 한계상태를 초과하지 않도록 부재, 접합 및 연결재와 같은 구조요소의 단면을 산정하는 한계상태설계법을 기초로 한다.
② 다음의 두 가지 한계상태를 고려하여야 한다.
가. 강도한계상태 : 항복, 소성힌지의 형성, 골조 또는 부재의 안정성, 인장파괴, 피로파괴 등 안정성과 최대하중지지력에 대한 한계상태
나. 사용성한계상태 : 구조물의 외형, 유지 및 관리, 내구성, 사용자의 안락감 또는 기계류의 정상적인 기능 등을 유지하기 위한 구조물의 능력에 영향을 미치는 한계상태
1.6.3.2 강도설계
(1) 구조부재와 접합부의 소요강도는 1.6.2의 하중조합을 적용한 구조해석에 의하여 산정한다.
(2) 강도설계는 각 구조요소나 구조체의 공칭강도에 저항계수를 곱하여 산정한 설계강도가 소요강도보다 크도록 설계하여야 한다.
(3) 설계강도는 이다. 여기서, 는 저항계수이고, 은 4.3의 접합, 4.4의 인장재, 4.5의 압축재, 4.6의 휨재, 4.7의 조합력을 받는 부재, 4.8의 조립부재 및 가새부재에 대한 설계식에 따라 산정한 공칭강도이다. 구조부재와 접합부는 적절한 구조적 안전성을 확보하여야 한다.
(4) 저항계수는 구조부재와 접합부의 한계상태에 따라 각각의 절에 규정된 값을 사용하여야 한다.
1.6.3.3 사용성 설계
(1)전체 구조물, 각 구조부재, 접합부 및 접합요소는 사용성에 대하여 검토하여야 한다.
(2) 사용성평가에 적용되는 최대변위 및 가속도 등이 구조반응은 적절한 하중조합을 고려하여야 한다.
(3) 사용성 평가대상으로 치올림, 수직 처짐, 지진이나 바람에 대한 수평변위, 진동, 팽창과 수축 등을 고려한다.
(4) 사용성 성능에 대한 요구사항은 KDS 41 30 10(4.11) 과 KDS 41 30 20(4.10)을 참조할 수 있다.
(1) 3.2에서 규정한 형상 및 재료 제한조건을 만족하는 냉간성형 스테인리스강 구조부재의 경우, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7과 4.8의 사항에 따라 산정한다.
1.6.3.5 물고임 설계
(1) 지붕면의 형상이 물고임을 방지할 수 있도록 고려되어 있지 않다면, 구조해석을 통하여 물고임 조건하에서 적절한 강도와 안정성을 확보할 있도록 지붕시스템에 대한 검토를 수행하여야 한다. KDS 41 30 10(4.9) 를 참조할 수 있다.
(1) 부식이 구조물의 강도 또는 사용성을 손상시킬 수 있는 경우, 구조요소는 내식성을 가지도록 하거나 부식에 저항할 수 있도록 설계하여야 한다. 특히, 탄소강 부재와 볼트 및 용접접합에 의해 접합하는 경우는 구조물의 내구 요구사항에 따라야 한다.
(2) 설계수명동안 구조부재의 사용환경에 적합한 내식성능을 지닌 스테인리스강을 선정하여야 한다.
(3) 구조부재가 아닌 마감재의 경우 불순물 침착에 따른 표면의 미세한 변화를 고려하여야 한다.
(4) 가혹하지 않은 노출 환경에서는 스테인리스강은 (2)와 (3)의 요구사항을 만족하면 되지만 스테인리스강이 유해한 생산공정에 노출되거나 수영장 건물, 해수 또는 제빙 염화물 살포 등으로 인한 부식의 화학적 반응이 유발되는 환경에 사용되는 경우에는 관련 전문가의 검토를 받아야 한다.
1.6.4 부재 특성
(1) 단면의 특성(단면적, 단면 2차 모멘트, 단면계수, 단면 2차 반경 등)은 기존의 구조 설계방법에 따라 산정한다. 부재강도를 산정하는 데 사용되는 특성은 4.12 사항에 따라 산정한 감소 단면 또는 유효설계 폭에 따라 결정된 경우를 제외하고 부재의 총단면 (또는 순단면을 적용할 수 있는 경우는 순단면)으로 한다.
1.6.5 제작, 설치 및 품질관리
(1) 제작, 설치 및 품질관리는 KDS 41 30 10(1.8)과 KCS 14 31을 참조할 수 있다.
1.6.6 기존 구조물의 평가
(1) 이 기준의 요구사항을 만족하지 않는 기존구조물의 평가는 KDS 41 30 10(4.14) 와 KDS 41 30 20을 참조할 수 있다.
(1) 설계도면에는 여러 가지 부재의 크기, 단면, 상대적인 위치 등을 완벽하게 명시하여야 한다. 또한 바닥높이, 기둥중심 및 요철부의 치수 등을 표시하여야 한다.
(1) 설계도면과 제작·설치도면의 표시방법은 원칙적으로 KS F 1501에 따른다.
1.8 제작?설치도면
1.8.1 건축주의 책무
(1) 건축주는 강구조물에 대한 구조설계도면과 구조체공사시방서를 계약조건에 의해 공사용으로 적기에 제공하여야 한다.
1.8.2 제작⋅설치자의 책무
(1) 제작·설치자는 계약조건에 별도 면책조항이 없는 한 제작·설치도면을 작성하여야 한다.
(2) 제작·설치도면은 구조설계도면의 취지에 적합하고 이 기준의 규정에 따라 구조안전성을 확보하고 있는지 KDS 41 10 05(6)에 따라 책임구조기술자의 구조검토를 받아야 한다.
(3) 구조설계도면과 다른 방법의 접합상세 등을 적용할 경우에는 책임구조기술자의 구조검토를 받아야 한다.
(4) 제작·설치자는 용접설비와 용법방법에 따라 용접부의 유효단면적 등이 달라질 수 있으므로 용접접합상세와 계산근거를 책임구조기술자에게 미리 제출하여 승인을 받아야 한다.
(5) 기타 사항은 4.8에 따른다.
(1) 이 기준에서는 관련 표준에서 구조용으로 정의된 스테인리스 강재를 사용하는 것을 원칙으로 한다. 3.2의 요구사항을 만족하지 않는 강재는 3.3의 조건을 만족하면 구조용으로 사용할 수 있다.
3.2.1 적용 강재
(1) 스테인리스강의 강판 및 강대는 다음과 같은 한국산업표준(이하 “KS”라 한다.)에 적합한 것을 사용하여야 한다. 그 외 형강, 강봉, 강관, 볼트 등은 3.5에 의거한다.
① 오스테나이트계 : STS 301, STS 301L, STS 304, STS 304L, STS 316L
② 페라이트계 : STS 430, STS 439, STS 430J1L, STS 445NF
③ 듀플렉스계(오스테나이트계・페라이트계) : STS 329LD, STS 329J3L, STS 329FLD
(2) 최대 두께 제한
오스테나이트계 및 듀플렉스계(오스테나이트계・페라이트계) 스테인리스강의 최대 두께는 6.0 mm 이하, 페라이트계 스테인리스강의 최대 두께는 3.0 mm 이하로 제한한다. 단, 최대 두께 제한을 초과하는 강재에 대해서는 관련학회에서 재료 및 구조검증에 의해 구조안전성 확인 후 사용할 수 있다. 재료강도 및 재료정수는 4.8에 의해 결정하여야 한다.
(3) 적용가능한 스테인리스강 관련 KS
① KS D 3698 : 냉간 압연 스테인리스 강판 및 강대
② KS D 3690 : 냉간 성형 스테인리스강 형강
③ KS D 3706 : 스테인리스 강봉
④ KS D 3692 : 냉간가공 스테인리스 강봉
⑤ KS D 7014 : 스테인리스강 피복 아크 용접봉
⑥ KS D 3696 : 용접용 스테인리스강 선재
⑦ KS B 0241 : 내식 스테인리스 강제나사 부품의 기계적 성질
⑧ KS B 1002 : 6각 볼트
⑨ KS D 3536 : 기계구조용 스테인리스강 강관
⑩ KS D 3576 : 배관용 스테인리스 강관
3.2.2 연성
(1) 3.3 이외의 스테인리스강을 구조부재 또는 접합부에 사용하는 경우에는 다음의 연성 요구사항을 만족하여야 한다.
① 인장강도 대 항복강도의 비는 1.08 이상이어야 한다.
② KS B 0802의 표점거리 50 mm의 금속재료 인장시험편 기준 연신율은 10% 이상이어야 한다.
(2) 4.3부터 4.8의 규정은 3.2.2(1)의 요구사항을 만족하여야 한다.
3.2.3 두께 허용오차
(1) 구조용 부재로 사용되는 냉간성형 스테인리스강 부재의 두께에 대한 허용오차는 KS 기준에서 규정하고 있는 허용오차를 준수하여야 한다.
(2) 예외적으로 모서리와 같은 굽힘부는 냉간성형에 의한 효과를 고려하여 KS 기준에서 규정하고 있는 허용오차보다 클 수 있다.
3.3 기타 스테인리스강
(1) 3.2.1 이외의 스테인리스강은 KS의 요구사항을 만족하는 것을 사용할 수 있다.
(2) 3.2.1에 나열된 기준에서 제시하는 스테인리스강 이외의 스테인리스강이 3.2.1의 KS 기준이나 다른 관련 기준에서 요구하는 화학적 조성과 기계적 요구사항을 만족하고 생산자 혹은 구매자가 3.2.1의 KS 기준과 3.2.2에서 제시하고 있는 절차에 따라 해석, 시험 및 기타 사항을 만족하는 경우, 이 기준을 사용할 수 있다.
(3) 표 3.5-1에 제시된 스테인리스강 이외의 강종과 형강의 재료정수는 4.8에 따라 별도로 산정한다.
3.4 항복강도 및 냉간성형에 따른 강도증가
3.4.1 항복강도
(1) 설계 시에 사용하는 항복강도, 는 3.5.1에 명시된 최소항복강도, 4.8 스테인리스강 시험에 의해 결정된 강도 또는 3.4.2 냉간성형에 의해 증가된 강도를 초과할 수 없다.
3.4.2 냉간성형에 따른 강도증가
(1) 이 절에서 허용하지 않는 한, 재료의 공칭강도는 성형하지 않은 재료의 성능을 따라야 한다. 3.4.2.1 및 3.4.2.2의 제한사항에 따라 제품 최종 사용단계에서의 응력으로부터 강도가 증가한 경우 냉간성형에 의한 재료강도의 증가를 허용할 수 있다.
3.4.2.1 단면의 종류
(1) 냉간성형에 따른 강도증가에 대한 3.4.2 는 응력 방향에 상관없이 다음과 같은 경우에만 적용하여야 한다.
① 4.2.2에 따라 결정된 유효폭 감소계수, 에 의하여 단면의 각 구성요소의 비율이 결정된 축력을 받는 부재, 휨재의 플랜지 및 각형강관 단면
② 외경 대 부재 두께의 비, 가 를 초과하지 않는 원형강관
3.4.2.2 제한사항
(1) 냉간성형에 따른 강도증가에 대한 3.4.2 기준의 적용은 다음 사항을 준수하여야 한다.
① 기계적 성능은 4.8.3의 기준에 따라 총단면에 대하여 산정한다.
② 이 규정은 다음 절에만 적용하여야 한다.
가. 4.3 인장재
나. 4.4.2 집중하중을 받는 압축부재
다. 4.5.1.1 공칭휨강도
라. 4.5.1.2 횡좌굴강도
마. 4.6.2 축하중과 휨의 조합
바. 원형강관 부재 (압축재의 경우 4.4.2와 휨부재의 경우 4.5.1.1에 규정)
이 기준 내의 다른 모든 규정의 적용은 냉간성형 이전의 재료특성을 준수하여야 한다.
③ 용접 및 부재에 유해한 영향을 주는 처리과정이 기계적 성질에 미치는 영향은 전체 단면에 대한 재료시험에 의해 산정한다. 단, 재료 시험편의 표점거리 내부에 용접이나 다른 처리과정을 포함하여야 한다. 이러한 영향에 대한 허용치를 부재의 구조 설계에 따라 적용하여야 한다.
3.5 재료강도 및 재료정수
(1) 이 기준에서 사용하는 스테인리스강의 재료강도 및 재료정수는 3.5.1과 3.5.2에 수록한다. 냉간성형 스테인리스강 부재의 설계에 있어서 초기탄성계수(), 포아송비() 할선탄성계수() 및 접선탄성계수()의 값과 산정식은 3.5.2에 제시되어 있다. 또한, 할선탄성계수와 접선탄성계수를 계산하기 위한 은 표 3.5-7에 제시된 값 또는 식 (3.5-4)의 수정 Ramberg-Osgood 방정식에 따라 산정한 값을 사용하여야 한다.
3.5.1 재료강도
(1) 3.2.1의 냉간성형 구조용 스테인리스강의 강판 및 강대, ㄱ형강, ㄷ형강, 립ㄷ형강, 모자형강, 봉강, 강관과 볼트의 항복강도 및 인장강도는 KS에 규정된 값을 기초로 하며 표 3.5-1~표 3.5-6에 나타낸 값으로 한다.
표 3.5-1 냉간성형 스테인리스강 강판 및 강대의 재료강도(KS D 3698), (MPa)

스테인리스강 강재 종별

최소항복강도,

최소인장강도,

오스테나이트계

STS301

205

520

STS301L

215

550

STS304

205

520

STS304L

175

480

STS316

205

520

STS316L

175

480

페라이트계

STS430

205

450

STS439

175

360

STS430J1L

205

390

STS445NF

245

410

듀플렉스계

(오스테나이트계・페라이트계)

STS329J3L

450

620

STS329LD

450

620

STS329FLD

450

620
표 3.5-2 냉간성형 스테인리스강 형강의 재료강도(KS D 3690) (MPa)

스테인리스강 강재 종별

최소항복강도,

최소인장강도,

오스테나이트계

STS301L

215

550

STS304

205

520

STS304L

175

480

STS304N2

345

690

STS316

205

520

STS316L

175

480

듀플렉스계

(오스테나이트계・페라이트계)

STS329J3L

450

620

페라이트계

STS430

205

450

STS444

245

410
표 3.5-3 냉간가공 스테인리스 강봉 (스테인리스 강봉)의 재료강도(KS D 3692) (MPa)

스테인리스강 강재 종별

항복강도,

인장강도,

오스테나이트계

STS304

205

520

STS304L

175

480

STS316

205

520

STS316L

175

480
표 3.5-4 기계구조용 스테인리스강 강관의 재료강도(KS D 3536) (MPa)

스테인리스강 강재 종별

항복강도,

인장강도,

오스테나이트계

STS304 TKA

STS304 TKC

205

520

STS316 TKA

STS316 TKC

205

520

듀플렉스계

(오스테나이트계・페라이트계)

STS329FLD TKA

STS329FLD TKA

450

620

페라이트계

STS430 TKA

STS430 TKC

245

410

STS439 TKC

205

410
표 3.5-5 배관용 스테인리스 강관의 재료강도(KS D 3576) (MPa)

스테인리스강 강재 종별

항복강도,

인장강도,

오스테나이트계

STS304 TP

205

520

STS316 TP

205

520

듀플렉스계

(오스테나이트계・페라이트계)

STS329FLD J3LTP

STS329FLD LDTP

450

620

페라이트계

STS430 TP

245

410
표 3.5-6 스테인리스강 볼트, 스크류 및 스터드의 재료강도(KS B 0241)

스테인리스강 강재 종별

등급

강도구분

나사지름범위

인장강도

(MPa)

0.2% 영구변형시 응력

(MPa)

파단후 신장,

(mm)

오스테나이트계

A1, A2, A3, A4, A5

50

M39

500

210

0.6

70

M24

700

450

0.4

80

M24

800

600

0.3

페라이트계

F1

45

24mm

450

250

0.2

60

600

410

0.2

* 오스테나이트계 강도구분 70과 80의 호칭 나사 지름이 24 mm를 초과하는 볼트의 기계적 성질은 사용자와 생산자간의 협약에 따르고 이 표에 따라 강도구분을 표시한다.

** 는 호칭 나사지름

*** 너트는 볼트와 동일등급에 대해 동일 인장강도를 확보하여야 한다.

**** 스테인리스강 평와셔는 KS B 1326에 따라 비커스 경도 HV 120 이상을 확보하여야 한다.
3.5.2 재료정수
3.5.2.1 초기탄성계수,
(1) 스테인리스강의 초기탄성계수 는 다음의 값으로 한다.
① 오스테나이트계 : 195,000 MPa
② 페라이트계: 200,000 MPa
③ 듀플렉스계(오스테나이트계・페라이트계): 195,000 MPa
3.5.2.2 푸아송비,
(1) 스테인리스강의 푸아송비 는 0.3으로 한다.
3.5.2.3 초기전단탄성계수,
(1) 스테인리스강의 초기전단탄성계수 는 다음과 같이 산정한다.
3.5.2.4 할선탄성계수, 및 접선탄성계수,
(1) 스테인리스강의 응력-변형도 곡선에 따른 냉간성형 스테인리스강 구조부재설계를 위한 할선탄성계수(), 접선탄성계수(), 소성저감계수()가 주어진다. 이러한 스테인리스강의 재료물성은 수정 Ramberg-Osgood 방정식의 해석적 표현에 의해 산정한다.
① 할선탄성계수 는 다음과 같이 산정한다.
② 접선탄성계수 는 비탄성영역에서 응력-변형도 곡선의 기울기로서 정의된다. 따라서 접선탄성계수는 다음과 같이 산정한다.
③ 할선탄성계수 및 접선탄성계수를 구하기 위한 값은 표 3.5-7에 나타낸 값으로 하며, 이 기준에 포함되지 않은 스테인리스강에 대해서는 스테인리스강의 인장강도시험 결과를 통해 얻어진 두 재료정수를 적용하고자 하는 경우에는 다음의 식(3.5-4)를 사용하여 그 값을 산정한다.
표 3.5-7 스테인리스강 강재 종별 값

스테인리스강 강재 종별

값

오스테나이트계

STS301

10.30

STS301L

5.94

STS304

7.74

STS304L

11.80

STS316

7.59

STS316L

11.51

페라이트계

STS430

9.81

STS439

11.95

STS430J1L

14.92

STS445NF

12.86

듀플렉스계

(오스테나이트계・페라이트계)

STS329J3L

6.94

STS329LD

12.0

STS329FLD

7.62
여기서, = 0.01% 오프셋 항복 응력
3.5.2.5 소성저감계수,
(1) 냉간성형 스테인리스강 구조부재 설계에 적용되는 소성저감계수, 는 할성탄성계수와 접선탄성계수를 사용하여 다음 식(3.5-5) 또는 (3.5-6)으로 산정한다.
① 구속판요소 압축요소의 경우,
② 비구속판 압축요소의 경우,
(3.5-6)
3.5.2.6 유효비례한계 대 항복강도 비,
(1) 유효비례한계 대 항복강도 비, 는 표 3.5.8에 나타낸 값으로 하며, 이 기준에 포함되지 않은 스테인리스강에 대해서는 4.8 스테인리스강 시험 결과를 통해 얻을 수 있다.
표 3.5-8 스테인리스강 강재 종별 값

스테인리스강 강재 종별

값

오스테나이트계

STS301

0.62

STS301L

0.49

STS304

0.40

STS304L

0.52

STS316

0.53

STS316L

0.53

페라이트계

STS430

0.58

STS439

0.59

STS430J1L

0.67

STS445NF

0.67

듀플렉스계

(오스테나이트계・페라이트계)

STS329J3L

0.52

STS329LD

0.43

STS329FLD

0.44
4.1 단면요소의 분류
4.1.1 최대폭두께비
4.1.1.1 플랜지 최대폭두께비
(1) 최대폭두께비
최대 허용폭두께비, 는 중간스티프너는 무시하고 요소의 실제두께, 를 사용하여 다음과 같이 산정한다.
① 웨브와 접합된 비구속판 압축요소, 플랜지요소, 단순 립으로 구속된 압축요소의 경우,
2.4.2에 따라 >이고 인 다른 모든 스티프너의 경우,
② 구속판요소 압축요소의 경우,
③ 4.1.4.2에 따라 <이고 인 연단스티프너를 갖는 비구속판 압축요소의 경우,
여기서, : 평판 폭, mm
: 평판 두께, mm
: 립의 전체 깊이(그림 4.1-5 참조), mm
: 각 압축요소가 구속판요소 요소로 거동할 때 스티프너의 단면2차모멘트, mm4
: 구속된 요소와 평행한 중립축에 대한 스티프너의 단면2차모멘트, mm4
(주) 폭두께비 가 30을 초과하는 비구속판 압축요소와 가 75를 초과하는 구속판요소 압축요소는 설계하중 수준에서 과도한 면외변형을 일으킬 수 있다. 이 면외변형은 해당 요소의 내력에 손상을 주지는 않지만, 큰 를 갖는 요소의 과도한 변형을 최소화하거나 방지할 필요가 있을 경우를 위하여 5장과 6장에서는 각각 압축재와 휨재에 대한 국부변형 설계요구사항을 제시하고 있다. 가 400보다 큰 구속판요소 압축요소는 지지하중에 대해 안전할 수 있으나, 이러한 하중 하에 상당한 변형을 일으킬 수 있고 이 기준의 설계식을 만족시키지 못할 수도 있다.
(2) 플랜지 면외변형
휨재의 플랜지 폭이 과도하게 넓고, 면외변형에 대한 최댓값의 제한이 필요할 때, 다음 식을 압축과 인장 플랜지에 적용하여야 한다.
여기서, : 플랜지폭 또는 각형강관형 또는 U형 보 웨브 간 거리의 1/2, mm
: 플랜지 두께, mm
: 면외변형의 크기(단, 단면깊이의 5% 이내로 제한한다)
: 보춤, mm
: 3.5.2.1에 제시된 초기탄성계수, MPa
: 전체 플랜지 폭에서 평균응력(유효설계폭 개념에 의해 부재가 설계된 경우, 평균응력은 실제폭에 유효설계폭비를 곱한 최대응력과 동등하다), MPa
(3) 전단지연 효과
보의 경간길이가 30보다 짧고 단일 집중하중을 받는 경우 또는 2보다 큰 간격의 다중 하중을 받는 경우, 인장 또는 압축플랜지의 유효설계폭은 다음 표 4.1-1과 같이 유효설계폭비 이하이어야 한다.
표 4.1-1 짧은 H형강의 허용 가능한 실제 폭에 대한 유효설계폭비

유효설계폭비

유효설계폭비

30

1.00

14

0.82

25

0.96

12

0.78

20

0.91

10

0.73

18

0.89

8

0.67

16

0.86

6

0.55

* : 단순보의 전체 경간길이, 연속보에서의 변곡점 사이 거리 또는 캔틸레버 보 길이의 2배

** : H형 보와 유사단면의 웨브 위에 투영되는 플랜지 폭 또는 각형강관, U형 단면의 웨브간 거리의 1/2

*** H형 보 또는 바깥쪽 연단이 립으로 보강된 유사한 형태의 단면의 플랜지의 경우, 는 웨브 위에 플랜지 투영길이와 립춤의 합이다.
4.1.1.2 웨브 최대 폭두께비
(1) 휨재 웨브의 폭두께비, 는 다음의 제한조건 이하이어야 한다.
① 비보강 웨브
② 4.1.6의 요구사항을 만족하는 수평스티프너를 갖는 웨브
가. 지압스티프너만을 사용하는 경우,
나. 지압스티프너와 중간스티프너를 사용하는 경우,
여기서, : 웨브 면을 따라 측정한 웨브의 평평한 부분의 깊이, mm
: 웨브 두께, mm
단, 웨브가 두 개 이상의 판으로 구성되는 경우, 폭두께비는 각각의 평판에 대하여 산정한다.
4.1.2 구속판요소 요소의 유효폭
4.1.2.1 균일 압축을 받는 구속판요소 요소
(1) 내력산정을 위한 유효폭
균일 압축을 받는 구속판요소 요소의 유효폭, 는 다음 식을 사용하여 결정하여야 한다.
여기서, : 평판 폭(지압판의 폭) (그림 4.1-1 참조), mm
: 감소계수 () (4.1-11)
단, λ는 다음 식에 의해 산정되는 세장비이다.
여기서, : 균일 압축력을 받는 구속판요소 요소의 두께, mm
: 유효설계 폭에 근거한 압축요소의 응력, MPa
: 초기탄성계수, MPa
: 평판 좌굴계수(웨브에 의해 지지된 구속판요소 요소의 경우에 평판좌굴계수는 4.0이며, 연단 스티프너 또는 단일 중간스티프너로 보강된 요소의 경우에 평판좌굴계수는 2.4를 준수하여야 한다)
는 다음과 같이 산정한다.
가. 휨부재의 경우,
(가) 4.6.1.1(1)의 절차를 적용하는 경우,
요소의 초기 압축항복이 고려되는 경우, = 이고 요소의 초기압축항복이 고려되지 않는 경우, 는 초기항복모멘트, 에 대하여 유효단면을 고려하여 결정하여야 한다.
(나) 4.6.1.1(2)의 절차를 적용하는 경우,
는 유효단면을 근거로 결정된 공칭모멘트, 에서의 요소 응력이다.
(다) 4.6.1.2를 적용하는 경우,
나. 압축부재의 경우,
는 4.5.2의 공칭좌굴응력, 과 동일하다.
(2) 처짐산정을 위한 유효폭
처짐산정에 사용되는 유효폭은 다음 식을 사용하여 결정하여야 한다.
: 식(4.1-11)과 (4.1-12)에 의해 결정되는 감소계수,
단, 는 로 대체한다. 여기서, 는 고려 대상 요소에서 계산된 압축응력이고, 식(4.1-12)의 초기탄성계수, 는 다음의 감소탄성계수, 로 대체한다.
여기서, : 인장플랜지의 할선탄성계수, MPa
: 압축플랜지의 할선탄성계수, MPa
할선탄성계수는 식 (3.5-2)를 사용하여 결정하여야 한다.
(a) 실제요소

(b) 유효요소 b와 유효요소에 대한 응력 f

그림 4.1-1 균일 압축을 받는 구속판요소 요소
4.1.2.2 웨브와 응력구배를 갖는 구속판요소 요소의 유효폭
그림 4.1-2의 유효폭 과 는 다음 식을 사용하여 결정하여야 한다.
① 경우,
단, +는 유효단면을 기초로 산정한 웨브의 압축 부분을 초과하여서는 안된다.
② 경우,
여기서, : 4.1.2.1에 따라 결정된 유효폭 로, 를 으로 대체하고 다음 식에 의해 산정된 평판좌굴계수 를 사용하여야 한다., mm
, : 그림 4.1-2에서 유효단면을 기초로 산정한 응력으로, 은 압축(+)응력이고 는 인장(-)응력 또는 압축(+)응력이 될 수 있다. 과 가 모두 압축응력인 경우, ≥이다., MPa
그림 4.1-2 웨브와 응력구배를 갖는 구속판요소 요소
처짐을 계산할 때 사용되는 유효폭은 2.2.2.1을 따른다. 단, 과 를 과 로 대체할 경우는 예외로 한다. 여기서, 과 는 처짐산정을 위해 그림 4.1-2에 따라 산정한 응력 과 이다. 상기의 계산은 처짐산정 시 하중에서의 유효단면을 기초로 산정한다.
4.1.3 비구속판 요소의 유효폭
4.1.3.1 균일 압축을 받는 비구속판 요소
균일 압축을 받는 비구속판 요소의 유효폭, 는 4.1.2.1(1)에 따라 산정한다. 단, 평판좌굴계수 는 0.5를 적용하고 평판폭 는 그림 4.1-3과 같이 결정하여야 한다.
(a) 실제요소
(b) 유효요소와 유효요소에 대한 응력
그림 4.1-3 균일 압축을 받는 비구속판 요소
처짐을 산정할 때 적용되는 유효폭은 4.1.2.1(1)을 준수하여야 한다. 단, 처짐산정을 위해 를 로 대체하고 는 0.5로 한다.
4.1.3.2 응력구배를 갖는 비구속판 요소와 연단스티프너
응력구배를 갖는 비구속판 압축요소와 연단스티프너의 유효폭 는 4.1.2.1(1)에 따라 산정한다. 단, 그림 4.1-5와 같이 요소에서 는 로 대체하고 는 0.5로 한다.
응력구배를 갖는 비구속판 압축요소와 연단스티프너의 유효폭 는 4.1.2.1(2)에 따라 결정하여야 한다. 단, 처짐산정을 위해 를 로 대체하고 는 0.5로 한다.
4.1.4 연단스티프너 또는 단일 중간스티프너를 갖는 요소의 유효폭
(1) 이 절에서 사용된 기호의 정의는 다음과 같다.
= (4.1-20)

= 판 좌굴계수;

= 그림 4.1-4에 표시된 치수, mm

, ,

= 그림 4.1-5에 표시된 치수, mm

= 이 절에서 규정한 스티프너의 감소 유효폭으로, 는 4.1.4.2에 따라 산정하며 전체 유효단면 성질을 계산할 때 사용된다(그림 4.1-5 참조)., mm

= 4.1.3.1에 따라 계산한 스티프너 유효폭(그림 4.1-5참조), mm

,

= 그림 4.1-4 및 4.1-5에 정의된 계수
= 이 절에 규정된 스티프너의 감소면적으로 전체 유효단면 성질을 계산할 때 사용된다. 스티프너의 도심은 스티프너 전체면적의 도심으로 가정한다. 도심축에 대한 스티프너의 단면2차모멘트는 스티프너 전체단면의 단면2차모멘트로 한다., mm2

= 각 압축요소가 구속판요소 요소로 거동할 때 스티프너 단면2차모멘트, mm4

= 구속된 요소와 평행한 중립축에 대한 스티프너 단면2차모멘트, mm4

= 스티프너 유효단면적. 연단스티프너의 경우, 스티프너와 구속될 요소 사이의 곡면 코너부는 스티프너의 일부로 고려하지 않는다., mm2
그림 4.1-5의 연단스티프너의 경우,
(b) 유효요소와 유효요소에 대한 응력

그림 4.1-4 중간스티프너를 갖는 요소
그림 4.1-5 연단스티프너를 갖는 요소에 대한 유효요소와 유효요소에 대한 응력
4.1.4.1 중간스티프너를 갖는 균일 압축요소
① 경우 1,
(중간 스티프너 불필요) (4.1-23)
= (4.1-24)
② 경우 2,
단, 와 는 4.1.2.1(1)에 따라 산정한다.
= (4.1-26)
= (4.1-27)
③ 경우 3,
= (4.1-29)
= (4.1-30)
유효폭은 4.1.4.1(1)에 따라 결정하여야 한다. 단, 는 로 대체한다.
4.1.4.2 연단스티프너를 갖는 균일 압축요소
(연단 스티프너 불필요) (4.1-31)
- 단순립 스티프너의 경우,
- 기타 형상 스티프너의 경우,
단, 는 4.1.2.1에 따라 산정한다.
= (4.1-38)
= (4.1-39)
의 경사를 갖는 단순립 스티프너와 인 경우(는 그림 4.1-5 참조),
단순립 이외의 기타 형상 스티프너의 경우,
, (4.1-42)
단, 는 을 사용하여 4.1.4.2(1)의 ②에 따라 산정한다.
유효폭은 4.1.4.1(1)을 따라 결정하여야 한다. 단, 는 로 대체한다.
4.1.5 중간스티프너를 갖는 연단 구속판요소 요소 또는 한개 이상의 중간스티프너를 갖는 구속판요소 요소의 유효폭
(1) 유효폭을 결정하기 위해서, 각각의 중간 스티프너가 다음과 같이 최소 단면2차모멘트, 를 확보하지 못할 경우, 연단 구속판요소 요소의 중간스티프너 또는 한 개 이상의 중간스티프너를 갖는 구속판요소 요소의 스티프너는 무시한다.
단, 이상이어야 한다.
여기서, : 더 큰 구속판요소 요소의 폭두께비
: 구속된 요소와 평행한 중립축에 대한 전체 스티프너의 단면2차모멘트, mm4
① 두 개의 웨브 사이 중간스티프너의 간격이 4.1.2.1에 따라 결정된 스티프너 사이 보조요소가 일 경우, 두 개의 (각 웨브에 가장 가까운) 중간스티프너만이 유효한 것으로 간주한다.
② 한 개의 웨브와 연단스티프너 사이 중간스티프너의 간격이 4.1.2.1에 따라 결정된 스티프너 사이 보조요소가 일 경우, 한 개의 (웨브에 가장 가까운) 중간스티프너만이 유효한 것으로 간주한다.
③ 중간스티프너의 간격이 4.1.2.1에서 결정한 스티프너 사이의 요소 간격과 매우 근접한 경우(), 모든 스티프너가 유효한 것으로 간주할 수 있다. 전체의 다중 구속판요소 요소의 폭두께비를 산정할 때, 이와 같은 요소는 중간스티프너로 구속되는 않은 “등가요소”의 폭으로 대체하여 산정한다. 단, “등가요소”의 폭, 는 웨브의 전체 폭 또는 웨브에서 연단스티프너 사이의 거리를 적용하고, “등가요소”의 두께, 는 다음 식에 의해 산정한다.