: 1.6.5(2)①이나 ②를 통해 산정한 균일압축하중을 받는 요소의 응력

: 1.6.5(2)①이나 ②를 통해 산정한 휨압축하중을 받는 요소의 응력

: 균일압축하중을 받는 요소의 중심선에서 단면중심축까지의 거리

: 휨압축 하중을 받는 요소의 압축연단에서 단면중심축까지의 거리

: 단면중심축에서 측정한 균일압축하중을 받는 요소의 단면2차모멘트. 균일압축을 받는 요소, 균일인장을 받는 요소를 포함한다.

: 단면중심축에서 측정한 휨압축하중을 받는 요소의 단면2차모멘트. 균일압축을 받는 요소, 균일인장을 받는 요소를 포함한다.

단면중심축에서 압축 플랜지보다 더 먼 위치에 스티프너가 설치되어 있다면, 휨압축강도는 다음 값 이상이어서는 안된다.

(4.3-3)

여기서

: 단면중심축에서부터 균일압축을 받는 요소의 최단부까지의 거리

4.3.4 횡비틀림좌굴강도

(1) 횡비틀림좌굴 한계상태에서의 축으로 지정된 공칭휨강도 는 표 4.3-1과 같다.

표 4.3-1 한계상태에 따른 횡비틀림좌굴강도

한계상태

세장비 제한

비탄성좌굴

탄성좌굴

(2) 용접되지 않은 부재의 경우 횡비틀림좌굴강도 는 를 사용하여 산정하며, 용접되지 않은 재료는 표 1.6-2와 표 1.6-3의 를 통해 산정된다.

(3) 전체가 용접의 영향을 받는 부재의 경우 부재의 공칭 횡비틀림 좌굴강도 는 를 통해 산정되고, 용접된 재료는 표 1.6-2의 를 통해 산정된다.

(4) 부재의 단면이 용접된 경우:

① 양단부가 지지되었으며 부재의 단부로부터 0.05 이상 용접되지 않은 경우

② 양단부가 지지되었으며 부재의 단부로부터 0.05 이상 용접되었거나 한쪽 단부만 부재의 단면에 용접이 되어 지지되어 있는 경우

③ 부재의 길이방향으로 용접된 경우, 부재의 공칭 좌굴 강도는 다음과 같다.

(4.3-4)

여기서

: 중심축에서 2/3이상 떨어진 부분의 면적

: 중심축에서 압축연단까지의 거리.

4.3.4.1 횡좌굴모멘트수정계수

(1) 기본적으로 횡좌굴모멘트수정계수는 KDS 14 31 10(4.3)에 따라 산정하여 적용한다.

(2) 다만, 다음의 경우는 별도로 고려한다.

① 양단이 지지된 경우 : 균일 휨하중을 받는 부재의 경우, 을 사용한다.

② 캔틸레버 : 2축대칭인 단면 부재가 자유단에서 횡지지 되어 있지 않다면 값은 하중의 경우에 따라 표 4.3-2에 의해 결정하여야 한다.

표 4.3-2 하중에 따른 캔틸레버의 횡좌굴모멘트수정계수

하중

캔틸레버 자유단의 단면 도심에 집중하중이 작용하는 경우

1.3

길이 전체에 걸쳐 단면 도심에 등분포하중이 작용하는 경우

2.1

③ 1축 대칭 형태의 단면의 횡지지점 사이에 대한 는 이거나 일 때, 을 적용한다.

4.3.4.2 횡비틀림좌굴의 세장비

(1) 휨축에 대칭인 단면

휨축에 대칭인 단면 형상의 세장비는 다음과 같다.

(4.3-5)

여기서 는 다음과 같이 구한다.

① 횡지지점 사이의 보 단부에만 모멘트가 발생하는 경우 또는 보의 중심축이나 횡지지점에 횡방향하중이 작용하는 경우

(4.3-6)

② 횡지지점 사이의 보 상부 또는 하부 연단에 횡방향하중이 작용하는 경우(즉, 보가 좌굴할 경우 하중은 보와 함께 횡방향으로 이동할 수 있는 경우), 축이 휨의 주축인 경우에 대하여 :

(4.3-7)

여기서,

: 보의 춤으로 하중이 전단중심으로 향하는 방향 경우 음수, 전단중심에서 멀어지는 방향일 경우 양수를 적용

: 축의 단면2차모멘트

: 축의 단면계수

: 뒤틀림 상수

: 비틀림 상수

: 보의 횡지지길이

(2) 휨축에 대칭이지 않은 개방형 단면

휨축에 대칭이지 않은 개방형 단면 형상이 인 경우, 세장비는 식(4.3-7)을 이용하여 산정하고, , 와 를 이용하여 를 구할 수 있으며, 두 플랜지가 압축플랜지와 같이 전체적인 춤 에 일정하게 남아있는 것으로 판단할 수 있다.

(3) 폐쇄형 형상

폐쇄형 형상의 세장비는 다음과 같다.

(4.3-8)

(4) 각형강봉 형상

각형강봉 형상의 세장비는 다음과 같다.

(4.3-9)

여기서,

: 휨 거동시 단면의 강봉 치수

: 단면에 수직인 방향의 강봉의 치수

(5) 그 외 다른 형상

그 외 다른 형상이나 휨주축에 대해 비대칭인 형상의 세장비는 다음과 같다.

(4.3-10)

여기서,

: 탄성 좌굴 모멘트

4.3.5 국부좌굴과 횡비틀림좌굴의 상호작용

(1) 다음에 모두 해당하는 개방형 단면에 적용한다.

① 플랜지가 평판 요소로 균일 압축 하중을 받으며 한쪽 단부가 지지된 경우

② 플랜지의 탄성좌굴응력 가 1.6을 통해 산정된 보의 횡비틀림좌굴하중 보다 작은 경우

(2) 횡비틀림좌굴강도는 다음 값 이상이어서는 안 된다.

(4.3-11)

4.4 전단력을 받는 부재

(1) 전단력을 받는 부재의 설계전단강도 은 전단좌굴, 전단항복, 전단파단 한계상태 중 작은 값을 사용한다.

= 0.75(전단파단)

= 0.90(전단좌굴 또는 전단항복)

4.4.1 전단파단

(1)전단파단 한계상태에 대한 공칭전단강도 은 다음과 같다.

① 평판 웨브 또는 봉 부재의 경우

가. 용접되지 않은 부재

(4.4-1)

나. 용접된 부재

(4.4-2)

여기서,

: 웨브 또는 봉의 순단면적

: 웨브 또는 봉 면적 중 용접의 영향을 받은 면적

: 인장재 설계를 위한 계수로 표 4.1-1에 의해 결정함

② 파이프, 원형 또는 타원형 강관 부재의 경우

가. 용접되지 않은 부재

(4.4-3)

나. 용접된 부재

(4.4-4)

여기서,

: 파이프 또는 강관의 순단면적

: 파이프 또는 강관의 면적 중 용접의 영향을 받은 면적

: 인장재 설계를 위한 계수로 표 4.1-1에 의해 결정함

4.4.2 전단항복 및 전단좌굴

(1) 전단항복과 전단좌굴에 대한 공칭전단강도 은 다음과 같다.

① 용접되지 않은 구조부재

(4.4-5)

② 용접된 부재

(4.4-6)

여기서,

: 단면의 어느 부분도 용접의 영향을 받지 않은 경우의 전단응력. 용접되지 않은 재료의 좌굴계수(표 1.6-2와 표 1.6-3)와 를 사용한다.

: 전체 단면이 용접의 영향을 받은 경우의 전단응력. 용접의 영향을 받은 구간에 해당하는 좌굴계수(표 1.6-2)와 를 사용한다.

: 전단면적

: 전단면적에서 용접의 영향을 받은 부분

(2)전단면적은 다음과 같이 산정한다.

① 양단지지 또는 일단지지의 평판 웨브 부재의 경우

(4.4-7)

여기서,

: 보의 춤

: 웨브의 두께

② 파이프, 원형 또는 타원형 강관 부재의 경우

(4.4-8)

여기서,

: 파이프 혹은 강관의 외경

: 파이프 혹은 강관의 내경

③ 봉 부재의 경우

(4.4-9)

여기서,

: 봉의 지름

(3) 전단응력은 다음과 같이 산정한다.

① 양단지지의 평판 웨브 부재의 경우, 는 표 4.3-1을 통해 결정한다.

표 4.4-1 한계상태에 따른 전단강도

한계상태

항복

비탄성좌굴

탄성좌굴

여기서,

(4.4-10)

(4.4-11)

는 웨브의 순높이;

(4.4-12)

웨브의 단면방향으로 스티프너가 설치된 경우

: 웨브의 순 높이와 스티프너들 사이의 간격 중 작은 값

: 웨브의 순 높이와 스티프너들 사이의 간격 중 큰 값

② 일단지지의 평판 웨브 부재의 경우, 는 표 4.4-2를 통해 결정한다.

표 4.4-2 한계상태에 따른 전단강도

한계상태

항복

비탄성좌굴

탄성좌굴

여기서,

(4.4-13)

(4.4-14)

: 지지되지 않은 단부에서 지지요소의 두께 중간까지의 거리

③ 파이프, 원형 또는 타원형 강관 부재의 경우, 는 표 4.4-3을 통해 결정한다.

표 4.4-3 한계상태에 따른 전단강도

한계상태

항복

비탄성좌굴

탄성좌굴

여기서,

(4.4-15)

(4.4-16)

(4.4-17)

여기서,

: 파이프 혹은 원형 강관의 중간 두께에 대한 반지름 또는 타원형 강관의 중간 두께에 대한 최대 반지름

: 파이프 또는 강관의 두께

: 파이프 또는 강관의 전단력이 최대인 지점에서 0인 지점까지의 길이

④ 봉 부재의 경우,

4.5 조합력을 받는 부재

(1) 휨과 축력을 받는 부재는 KDS 14 31 10(4.4)를 만족하여야 한다.

4.6 골조의 안정성

(1) 2차효과를 고려하는 골조의 안정성 설계는 KDS 14 31 15에 따른다.

4.7 접합부 설계

(1) 접합부의 설계는 기본적으로 KDS 14 31 25(4.1)에 따른다.

(2) 알루미늄구조를 위한 특별고려사항은 다음과 같다.

4.7.1 접합재

(1) 접합재와 용접이 조합된 경우 접합재는 하중을 분담하지 않는 것으로 간주한다.

(2) 접합재 간의 최대 간격

① 인장 부재를 접합하는 접합재의 피치와 게이지는 75+20(mm) 이하이어야 한다. 여기서, 는 외부 부재(outside component)의 두께이다.

② 압축 부재를 접합하는 외부 부재는 다음을 만족해야 한다.

가. 부재의 강도는 4.2.2의 요구조건을 만족해야 하며 유효길이 로 한다. 여기서 는 피치이다.

나. 접합재가 여러 열로 배치된 경우, 부재의 강도는 폭 에 대해 1.6.5(1)②의 요구조건을 만족해야 한다. 여기서 는 게이지이다.

4.7.2 용접

(1) 다음에 해당하는 그루브용접은 완전용입용접에 해당한다.

① 양면 모두를 용접하되, 첫 번째 용접 후 두 번째 용접을 하기 전 백가우징하여 금속면을 건전하게 형성한 경우

② 임시 혹은 영구 뒷댐재를 사용하여 한쪽 면을 용접한 경우

③ 루트부분은 뒷댐재 없이 AC-GTAW를 사용하여 한쪽 면을 용접한 경우

④ 키홀(keyhole) 모드로 한쪽 면을 용접한 경우