조적식 구조의 안전성, 사용성, 내구성 확보를 위한 허용응력설계법에 대한 일반적인 요구사항 및 설계 방법을 규정합니다.
1.2 적용범위
조적식 건축물 및 공작물에 적용하며, 조적식 구조의 재료, 설계, 품질관리 등 기본적인 요구사항을 규정합니다.
1.3 참고 기준
관련 법규: 내용 없음
관련 기준:
KDS 41 60 05 조적식구조 일반
KDS 41 60 10 조적식구조 재료의 기준
KDS 41 60 30 조적식구조 강도설계법
1.4 용어의 정의
KDS 41 60 05에 따릅니다.
1.5 기호의 정의
KDS 41 60 05에 따릅니다.
2. 조사 및 계획
내용 없음
3. 재료
KDS 41 60 10에 따릅니다.
4. 설계
4.1 일반사항
4.1.1 범위
허용응력설계법에 따른 조적식 구조의 설계는 KDS 41 60 30과 본 기준에 따릅니다.
사용하중 하에서 점토재료나 콘크리트재료 조적조의 응력은 본 기준에서 주어진 값을 초과하지 않아야 합니다.
홍수지역에 위치한 구조물 설계는 홍수위험지역 분류에 적합한 하중조합을 설정하여 설계 또는 검토합니다.
기본 하중조합에 지하수압, 토압을 고려한 하중조합을 추가합니다.
환경부 홍수위험지도의 홍수심도 2.0 m 이상 지역과 해안침수예상도에서 정한 지역: 식 (4.1-1, 2, 3) 사용
홍수위험도지도의 2.0 m 이하 지역: 식 (4.1-4, 5, 6) 사용
4.1.2 허용응력
품질확인 규정상 특별한 검사를 필요하지 않을 때는 KDS 41 60 30에서 조적조의 허용응력을 절반으로 저감합니다.
4.1.3 설계가정
허용응력설계법은 허용응력과 선형적인 응력-변형률 관계를 가정하며, 모든 응력은 다음과 같이 탄성범위에 있는 것으로 합니다.
휨모멘트에 대한 단면의 평면 유지법칙을 유지합니다.
응력은 변형률에 비례합니다.
조적조의 부재는 균질한 요소로 형성됩니다.
4.1.4 앵커볼트
4.1.4.1 일반사항
민머리앵커볼트, 둥근머리앵커볼트, 갈고리형 앵커볼트에 대한 허용하중은 본 조항에 따라 결정합니다.
4.1.4.2 인장
인장에 대한 허용하중은 식 (4.1-7)이나 식 (4.1-8) 중 작은 값으로 결정합니다.
면적 는 식 (4.1-9)이나 식 (4.1-10) 중 작은 값이 되며, 인접한 앵커볼트의 투영면적이 겹쳐질 때, 각 앵커볼트의 겹침면적은 절반으로 감소시킵니다.
4.1.4.3 전단
전단력에 대한 허용응력은 식 (4.1-11)이나 식 (4.1-12) 중 작은 값으로 결정합니다.
하중방향의 앵커볼트 단부거리 가 볼트직경의 12배 이하인 경우 식 (4.1-11)에서의 값 는 가 40 mm인 곳이 0이 되도록 선형보간하여 저감시킵니다.
인접한 앵커볼트가 8이내에 있으면, 식 (4.1-11)에 의한 인접한 앵커볼트의 허용전단력은 볼트 중심간격이 볼트직경의 4배인 경우에 허용전단력의 0.75배까지 선형보간하여 저감시킵니다.
4.1.4.4 전단력과 인장력이 작용할 때
전단력과 인장력을 받는 앵커볼트는 식 (4.1-13)에 따라 설계합니다.
4.1.5 벽과 기둥의 압축
4.1.5.1 벽에 축하중이 작용할 때
벽의 중심에 작용하는 압축력에 의한 응력은 유효면적에 균등하게 분포한다고 가정하여 식 (4.1-14)에 의해 산정합니다.
4.1.5.2 기둥에 축하중이 작용할 때
기둥의 중심에 작용하는 압축력에 의한 응력은 유효면적에 균등하게 분포한다고 가정하여 식 (4.1-14)에 의해 산정합니다.
4.1.5.3 기둥에 휨모멘트와 축하중이 작용할 때
휨모멘트와 축하중이 기둥에 작용하는 응력은 을 로 바꿔서 4.3.7의 조건을 만족해야 합니다.
휨모멘트가 작용하는 기둥은 휨설계에 대한 적용 가능한 조건들을 만족해야 합니다.
4.2 합성조적조
4.2.1 일반사항
본 조항의 조건은 최소한 하나의 홑겹벽이 다른 홑겹벽과 다른 특성이나 강도를 가지는 경우 하나의 구조체로 작용할 수 있도록 적절히 연결된 다중겹벽조적조에 해당합니다.
다음 가정은 합성조적조의 설계에 적용합니다.
해석은 순면적의 탄성환산단면에 기초합니다.
합성조적조의 어떠한 부분에서도 계산된 최대응력은 그 부분의 재료의 허용응력을 초과할 수 없습니다.
4.2.2 탄성계수의 결정
합성구조에서 각 형태의 조적조 탄성계수는 KDS 41 60 15(4.2.12)에 의해 결정되는 조적조 각각의 상대적인 계수비가 2대 1을 초과하는 경우 실험에 의해 결정해야 합니다.
4.2.3 구조일체성
벽겹의 연결합성조적조 부재의 홑겹벽은 KDS 41 60 15(4.1.5.2)의 규정에 따라 연결되어야 합니다.
추가적인 연결재 또는 그라우트와 금속연결재의 조합은 계산된 응력을 전달할 수 있도록 설치되어야 합니다.
재료의 성능, 치수변화, 여러 겹벽의 상이한 경계조건의 영향을 설계 시 포함해야 합니다.
4.2.4 설계과정과 환산단면
환산단면의 산정은 하나의 재료를 기준재료로 하여, 다른 재료에 대해 단면적을 기준재료 탄성계수의 상대적인 비를 곱하여 등가면적으로 환산합니다.
환산된 면적의 두께는 일정하며, 부재의 유효높이나 길이는 변하지 않습니다.
4.2.5 조적개체의 재사용
재사용되는 조적부재의 허용응력은 같은 성능을 갖는 신설 조적개체에 허용응력의 50%를 초과하지 않아야 합니다.
공간쌓기벽의 유효면적에 하중을 받는 단일 조적벽의 면적을 포함하지 않습니다.
4.3 보강조적조
4.3.1 일반사항
본 조항의 조건은 KDS 41 60 15와 4.1의 조건과 함께 보강조적조 설계에 적용됩니다.
수평하중을 저항하는 개구부가 있는 벽에서 피어와 보 요소가 KDS 41 60 30(4.2.6.1(2))의 치수를 만족하면 KDS 41 60 30(4.2.6)에 따라 설계할 수 있으며, 만족하지 않는 경우 본 조항이나 KDS 41 60 30(4.2.5)에 따라 설계해야 합니다.
4.3.2 철근배근
4.3.2.1 최대철근치수
최대철근치수는 35 mm이며, 최대철근면적은 겹침이 없는 경우 공동면적의 6%, 겹침이 있는 경우 12%가 되어야 합니다.
4.3.2.2 피복두께
줄눈보강근 이외에 모든 철근은 모르타르나 그라우트에 묻혀 있어야 하며, 최소피복으로 조적개체를 포함하여 최소한 19 mm, 외부에 노출되어 있을 때는 40 mm, 흙에 노출되어 있을 때는 50 mm 묻혀 있어야 합니다.
4.3.2.3 정착길이
이형철근이나 이형철선에 대한 요구되는 정착길이는 식 (4.3-1) 또는 식 (4.3-2)에 따라 산정합니다.
원형철근에 대한 정착길이는 식 (4.3-1)의 2배입니다.
4.3.2.4 철근의 부착응력
철근에서의 부착응력 는 다음 값을 초과하지 않습니다.
원형철근: 0.413 MPa
이형철근: 1.378 MPa
특별히 검사를 하지 않은 이형철근: 0.689 MPa
4.3.2.5 갈고리
다음 사항을 만족하는 경우를 ‘표준갈고리’라 지칭합니다.
철근의 자유단에서 63 mm 이상, 최소한 철근직경의 4배 이상 연장된 180° 굽어진 갈고리
철근의 자유단에서 최소한 철근직경의 12배 이상 연장된 90°로 굽어진 갈고리
스터럽이나 연결정착으로 쓰이는 경우에는 철근의 자유단에서 63 mm 이상, 최소한 철근직경의 6배 이상 연장된 90° 또는 135°로 굽어진 갈고리
스터럽이나 연결철물로 쓰이는 경우를 제외하면 철근의 굽어진 안쪽지름은 KDS 14 20 50 표4.1-1에 제시한 수치 이상이어야 합니다.
16 mm 이하의 스터럽이나 연결철물의 굽어진 안쪽지름은 철근직경의 4배 이상이어야 합니다. 16 mm 이상의 스터럽이나 연결철물의 굽어진 안쪽지름은 KDS 14 20 50 표4.1-1에 제시한 수치 이상이어야 합니다.
갈고리는 보의 인장부분에 배치할 수 없습니다. 다만, 단순보나 캔틸레버보의 끝단이나 연속보 및 구속된 보의 자유단의 경우는 예외로 합니다.
갈고리는 52 MPa 이상의 인장응력을 발생하는 하중을 받지 않도록 합니다.
갈고리는 압축력에 대해서는 효과적인 배근방법이 아닙니다.
조적조에 손상을 주지 않고 철근의 강도를 증진시킬 수 있는 어떠한 기계적장치도 갈고리 대신 사용될 수 있습니다. 이때는 그러한 장치의 적합성을 보여주는 자료가 제시되어야 합니다.
4.3.2.6 이음
철근의 겹침 정도는 KDS 41 60 15(4.3.4), 본 기준 4.3.2.3 및 4.3.11에서 규정된 철근의 허용응력을 전달할 수 있도록 충분해야 합니다.
어떠한 경우에도 이음길이는 철근지름에 대해 압축에 대해서는 30배, 인장에 대해서는 40배 이상이어야 합니다.
용접이나 기계적 이음은 인장력을 받는 경우의 철근의 기준항복강도의 125%를 발휘해야 합니다. 다만, 내진구조의 일부가 아니고 휨을 받지 않는 경우의 기둥에 들어 있는 압축철근에 대해서는 압축강도만 발휘되면 됩니다.
충전이웃한 이음부분이 76 mm 이하로 떨어져 있는 경우에는 요구되는 이음길이는 30% 증가됩니다. 다만, 이음길이가 철근지름의 24배 이상이면 증가시킬 필요가 없습니다.
4.3.3 설계가정
다음의 가정은 4.1.3의 가정과 함께 적용합니다.
조적조는 인장응력을 전달하지 않습니다.
철근은 조적재료로 피복 부착되어서 허용응력 이내에서는 하나의 균일한 재료로 작용합니다.
4.3.4 직사각형이 아닌 휨부재
직사각형이 아닌 단면을 갖는 휨부재는 4.1.3, 4.3.3의 가정에 따라 설계할 수 있습니다.
4.3.5 허용압축응력과 압축력
보강조적조 기둥 외의 부재에 대한 허용압축응력 는 식 (4.3-3) 또는 식 (4.3-4)에 따라 결정합니다.
보강조적조 기둥의 경우 허용압축력 는 식 (4.3-5) 또는 식 (4.3-6)에 따라 결정합니다.
4.3.6 허용휨압축응력
허용휨압축응력 는 식 (4.3-7)에 따라 결정합니다. (최대: 13.8 MPa)
4.3.7 조합압축응력
축응력과 휨응력을 받는 부재는 역학적으로 수용되는 이론이나 식 (4.3-8)에 따라 설계할 수 있습니다.
비가 30보다 큰 벽의 설계는 구조물의 해석에 의해 결정된 하중과 모멘트를 근거로 하며, 축력과 부재강성의 단면 2차 모멘트 변화와 고정단 모멘트, 모멘트에 의한 처짐과 가력시간의 효과를 고려해야 합니다.
4.3.8 휨부재의 허용전단응력
전단보강근이 없을 때, 휨부재의 허용전단응력 는 식 (4.3-9) 또는 식 (4.3-10)에 따라 결정합니다.
4.3.9 전단벽의 허용전단응력
면내 휨모멘트에 대한 철근배근된 조적전단벽이 조적재만으로 발휘하는 전단벽의 허용전단응력 는 식 (4.3-11) 또는 식 (4.3-12)에 따라 결정합니다.
모든 전단력을 전단보강근이 저항하도록 설계된 경우 전단벽의 허용전단응력 는 식 (4.3-13) 또는 식 (4.3-14)에 따라 결정합니다.
4.3.10 허용지압응력
부재가 조적개체의 전면적으로 저항할 때 허용지압응력 는 식 (4.3-15)에 따라 결정합니다.
부재가 조적개체의 1/3 이하의 면적으로 지지할 때 허용지압응력 는 식 (4.3-16)에 따라 결정합니다.
식 (4.3-16)은 응력이 작용하는 부분과 응력이 없는 부분의 가장자리 간격이 적어도 응력이 작용하는 부분에서 평행 방향 치수의 1/4 이상일 때 적용됩니다.
지압면적이 1/3보다 크고 전단면적보다 작을 때는 식 (4.3-15)와 식 (4.3-16)을 직선보간해서 사용합니다.
4.3.11 철근의 허용응력
4.3.11.1 인장응력
이형철근: 식 (4.3-17)에 따라 결정합니다. (최대: 165 MPa)
와이어 철근: 식 (4.3-18)에 따라 결정합니다. (최대: 207 MPa)
띠철근, 앵커 또는 원형철근: 식 (4.3-19)에 따라 결정합니다. (최대: 138 MPa)
4.3.11.2 압축응력
기둥에서의 이형철근: 식 (4.3-20)에 따라 결정합니다. (최대: 165 MPa)
휨부재에서의 이형철근: 식 (4.3-21)에 따라 결정합니다. (최대: 165 MPa)
수평연결철물에 의해 구속되어 있는 전단벽의 압축부분 이형철근이 수평연결철물의 직경이 6 mm 이상이고 간격이 철근직경의 16배, 띠철근직경의 48배 이하인 경우: 식 (4.3-22)에 따라 결정합니다. (최대: 165 MPa)
4.3.12 겹침이음의 보강
모멘트가 작용하는 구간에서 철근의 설계인장응력이 허용인장응력 의 80%보다 큰 경우에는 이음의 겹침길이는 적어도 최소 요구량의 50% 이상 증가시킵니다.
4.3.13 기둥배근
기둥에서의 철근은 본 조항에서 규정합니다.
수직철근의 단면적은 최소 0.005 이상 최대 0.04 이하이며, 10 mm 철근이 최소 4개 이상 배근되어야 합니다.
평행한 철근 사이의 순간격은 철근직경의 2.5배 이상이어야 합니다.
4.3.14 벽과 기둥의 압축력
4.3.14.1 일반사항
압축력에 의해 발생한 기둥과 벽에서의 응력은 4.3.5에 따라 산정합니다.
4.3.14.2 휨모멘트와 축력의 조합하중
휨모멘트와 축력으로 인한 조합응력은 4.3.7을 만족해야 하며, 는 식 (4.1-8)을 따릅니다.
4.3.15 휨설계
직사각형 휨부재는 식 (4.3-23) 또는 4.1.3, 4.3.3과 본 조항에서 주어진 가정에 따른 또 다른 방법에 따라 설계합니다.
길이방향 철근의 인장응력은 식 (4.3-24)에 따라 산정합니다.
설계계수 는 식 (4.3-25, 26, 27)에 따라 산정합니다.
4.3.16 휨철근의 부착
휨부재에서 인장철근이 압축면에 평행한 경우의 부착응력은 식 (4.3-28)에 따라 계산합니다.
4.3.17 휨부재와 전단벽의 전단
휨부재와 전단벽의 전단응력은 식 (4.3-29)에 따라 계산합니다.
T형 또는 I형 단면을 가진 부재에서 을 대신 쓴다.
식 (4.3-28)에 의해 산정한 가 조적조의 허용전단응력 를 초과하는 경우 전단보강근을 배근해야 합니다.
길이방향철근에 수직으로 놓여지는 전단철근의 소요단면적은 식 (4.3-30)에 따라 산정합니다.
중간살철근이 필요할 때, 보의 지점에서 길이방향인장철근 쪽으로 연장시킨 모든 45°선이 적어도 하나 이상의 복부철근과 만나도록 해야 합니다.
4.4 비보강조적조
4.4.1 일반사항
본 조항은 설치된 철근이 하중에 작용하지 않는 비보강조적조에 적용하며 KDS 41 60 15와 본 기준 4.1에 추가됩니다.
4.4.2 허용압축응력
허용축압축응력 는 식 (4.4-1) 또는 식 (4.4-2)에 따라 결정합니다.
4.4.3 허용휨압축응력
허용휨압축응력 는 식 (4.4-3)에 따라 결정합니다. (최대: 13.8 MPa)
4.4.4 조합압축응력
축력과 휨모멘트에 의한 조합응력이 작용하는 부재는 식 (4.4-4)를 만족해야 합니다.
4.4.5 허용인장응력
휨모멘트와 축력에 의한 조합하중의 인장응력은 허용휨인장응력 을 초과할 수 없습니다.
인장철근배근이 안 된 포틀랜드시멘트와 함수석회가 사용된 벽체나 시멘트모르타르를 사용한 벽체에 휨모멘트가 작용하는 경우 허용인장응력은 모르타르의 휨 인장강도의 1/2 값을 초과할 수 없으며, 통줄눈조적조에서는 수직줄눈에 인장력이 생겨서는 안 됩니다.
4.4.6 휨부재의 허용전단응력
휨부재의 허용전단응력 는 식 (4.4-5)에 따라 결정합니다.
4.4.7 전단벽의 허용전단응력
4.4.7.1 점토 조적체
식 (4.4-6)에 따라 결정합니다. (최대: 0.551 MPa)
4.4.7.2 모르타르를 사용한 콘크리트 조적체
최대 MPa 로 합니다.
4.4.7.3 무근조적조
무근조적조의 허용전단응력은 식 (4.3-6)의 값에 0.2만큼 증가됩니다.
4.4.8 허용지압응력
부재가 조적요소의 전면적으로 지탱할 때 허용지압응력 는 식 (4.4-7)에 따라 결정합니다.
부재가 조적요소의 1/3 이하의 면적으로 지탱할 때 허용지압응력 는 식 (4.4-8)에 따라 결정합니다.
식 (4.4-8)은 응력이 작용하는 부분과 작용하지 않는 부분의 가장자리 간격이 적어도 응력이 작용하는 부분의 평행방향치수의 1/4 이상일 때 적용됩니다.
지압면적이 1/3보다 크고 전면적보다 작을 때 식 (4.4-7)과 식 (4.4-8)을 직선보간하여 사용합니다.
4.4.9 휨과 축력의 조합하중, 압축응력
휨과 축력의 조합하중에 의한 압축응력은 4.4.4를 만족시켜야 합니다.
4.4.10 벽과 기둥의 압축력
압축력에 의한 벽과 기둥의 응력은 4.3.5와 같이 산정합니다.
4.4.11 휨모멘트 설계
식 (4.4-9)로 산정된 휨모멘트에 의한 응력은 4.1.2, 4.4.3, 그리고 4.4.5에 주어진 값을 넘지 못한다.
4.4.12 휨부재와 전단벽의 전단
휨부재와 전단벽에서의 전단응력은 식 (4.4-10)에 근거하여 산정합니다.
4.4.13 코벨
무근조적조코벨의 경사부의 기울기(수평면에서 경사면까지의 각도)는 60°보다 작을 수 없습니다.
벽체의 면에서 코벨의 수평돌출의 최댓값은 허용응력을 넘지 않는 한도입니다.
4.4.14 통줄눈쌓기
통줄눈쌓기로 구성된 조적조는 최소한 벽체의 수직방향 단면적의 0.00027배의 길이방향 보강이 수평방향으로 가로줄눈이나 연결보에 수직적으로 1,220 mm 이하 간격으로 설치하여야 합니다.
