플러그 및 슬롯용접의 두께는 판 두께 16 mm 이하의 경우 판 두께와 동일, 16 mm를 초과하는 경우에는 판 두께의 1/2 이상, 최소 16 mm
4.1.2.3.3 공칭강도
토목구조물의 경우 플러그 및 슬롯용접의 공칭강도는 표 4.1-7 참조, 건축구조물의 경우는 표 4.1-8 참조
4.1.2.4 설계강도
토목구조물의 용접부의 설계강도는 다음과 같이 산정
용접의 단위길이당 설계강도, 는 식 (4.1-2)와 같이 구하며, 식 (4.1-3)에 따른 용접 단위길이당 소요강도, 이상이어야 함
단, 와 의 값은 표 4.1-7 참조
필릿용접의 단위길이 당 소요강도, 는 용접의 단위길이 당 작용하는 모든 방향의 힘들의 합력의 크기
건축구조물의 용접부의 설계강도 는 모재의 인장파단, 전단파단 한계상태에 의한 강도와 용접재의 파단한계상태 강도 중 작은 값으로 하고 다음 식으로 산정
모재 강도
여기서, ：모재의 공칭강도, MPa ：모재의 단면적, mm2
용접재 강도
여기서, ：용접재의 공칭강도, MPa ：용접재의 유효면적, mm2
값은 표 4.1-8 참조
4.1.2.5 용접의 병용
연결부(접합부)에서 2가지 이상의 용접유형(그루브용접, 필릿용접, 플러그용접, 슬롯용접)을 병용할 경우, 용접군의 축에 대하여 각각 구분하여 계산
4.1.3 볼트
4.1.3.1 고장력볼트
모든 고장력볼트는 너트회전법, 직접인장측정법, 토크관리법, 토크-전단형 볼트 등을 사용하여 표 4.1-10에 주어진 설계볼트장력 이상으로 조여야 함
마찰접합에서 하중이 연결부(접합부)의 단부를 향할 때는 적절한 설계지압강도를 갖도록 4.1.3.5에 따라 검토
다음의 경우에는 밀착조임 사용 가능
지압접합
진동이나 하중변화에 따른 고장력볼트의 풀림이나 피로를 설계에 고려할 필요가 없는 F8T의 경우
밀착조임 이외의 상태로 조여야 할 볼트는 설계도면과 제작·설치도면에 명확하게 구분되도록 표기
프리텐션 또는 마찰전단 접합으로 사용하도록 설계도면에 명시된 모든 고장력볼트의 조임장력은 표 4.1-10에 주어진 설계볼트장력보다 작아서는 안 됨
4.1.3.2 일반볼트
영구적인 구조물에 구조용으로는 사용할 수 없고 가체결용으로만 허용
인장과 전단강도는 표 4.1-6 참조
인장과 전단의 조합의 경우 4.1.3.4 참조
구멍의 지압강도는 4.1.3.5 참조
4.1.3.3 볼트의 인장 및 전단강도
밀착조임 볼트, 장력도입 볼트, 또는 나사 강봉의 설계인장강도 또는 설계전단강도 ()은 인장파단과 전단파단의 한계상태에 대하여 다음과 같이 산정
여기서, : 표 4.1-9에 따른 공칭인장강도 , 또는 공칭전단강도 () : 볼트, 또는 나사 강봉의 나사가 없는 부분의 공칭단면적 (mm2)
소요인장강도는 연결부(접합부)의 변형에 의한 지레작용을 고려한 인장력
4.1.3.4 지압접합에서 인장과 전단의 조합
지압접합이 인장과 전단의 조합력을 받을 경우 볼트의 설계강도는 인장과 전단파괴의 한계상태에 따라서 산정
여기서, : 전단응력의 효과를 고려한 공칭 인장강도 (MPa)
: 표 4.1-9에 의한 공칭인장강도 (MPa) : 표 4.1-9에 의한 공칭전단강도 (MPa) : 소요전단응력 (MPa)
볼트의 설계전단응력이 단위면적 당 전단소요응력 이상이 되도록 설계
전단 또는 인장에 의한 소요응력 가 설계응력의 20% 이하이면 조합응력의 효과 무시 가능
4.1.3.5 볼트구멍의 지압강도
지압강도 한계상태에 대한 볼트구멍에서 설계강도 ()은 다음과 같이 산정
표준구멍, 과대구멍, 단슬롯의 모든 방향에 대한 지압력 또는 장슬롯의 길이방향에 평행으로 작용하는 지압력의 경우
사용하중상태에서 볼트구멍의 변형을 설계에 고려할 필요가 있는 경우
사용하중상태에서 볼트구멍의 변형을 설계에 고려할 필요가 없는 경우
장슬롯의 길이방향에 직각으로 작용하는 지압력의 경우
여기서, : 볼트 공칭직경 (mm) : 피접합재의 공칭인장강도 (MPa) : 하중방향 순간격, 구멍의 끝과 피접합재의 끝 또는 인접구멍의 끝까지의 거리 (mm) : 피접합재의 두께 (mm)
연결부(접합부)에 대하여 지압강도는 각각 볼트의 지압강도의 합으로 산정
지압접합과 마찰접합 모두에 대하여 볼트구멍의 지압강도를 검토해야 함
4.1.3.6 마찰접합의 미끄럼강도
마찰접합은 미끄럼을 방지하고 지압접합에 의한 한계상태에 대하여도 검토
마찰볼트에 끼움재를 사용할 경우에는 미끄럼에 관련되는 모든 접촉면에서 미끄럼에 저항할 수 있도록 해야 함
미끄럼 한계상태에 대한 마찰접합의 설계강도는 다음과 같이 산정
표준구멍 또는 하중방향에 수직인 단슬롯에 대하여, = 1.00
과대구멍 또는 하중방향에 평행한 단슬롯에 대하여, = 0.85
장슬롯에 대하여, = 0.70
여기서, : 미끄럼계수=0.5 (무도장이고 블라스트 처리한 강재 표면 또는 블라스트 처리한 강재에 미끄럼계수 0.5 발현이 실험적으로 검증된 코팅을 한 표면)=0.4 (무기질 아연말 프라이머 도장한 표면) =0.3 (무도장이고 흑피를 제거한 강재 표면 또는 블라스트 처리한 강재에 미끄럼계수 0.3 발현이 실험적으로 검증된 코팅을 한 표변) : 끼움재계수(필러 계수)=1.0 : 끼움재를 사용하지 않는 경우와 끼움재 내 하중의 분산을 위하여 볼트를 추가한 경우 또는 끼움재 내 하중의 분산을 위해 볼트를 추가하지 않은 경우로서 접합되는 재료 사이에 1개의 끼움재가 있는 경우= 0.85 : 끼움재 내 하중의 분산을 위해 볼트를 추가하지 않은 경우로서 접합되는 재료 사이에 2개 이상의 끼움재가 있는 경우 : 표 4.1-10의 고장력볼트의 설계볼트장력 (kN) : 전단면의 수
4.1.3.7 마찰접합에서 인장과 전단의 조합
마찰접합이 인장하중을 받아 장력이 감소할 경우 4.1.3.6에서 산정된 설계미끄럼강도에 다음계수를 사용하여 감소한 후 산정
여기서, : 인장력을 받는 볼트의 수 : 표 4.1-10에 따른 설계볼트장력 (kN) : 소요인장력 (kN)
4.1.3.8 핀접합
휨모멘트를 받는 핀의 설계강도 은 다음과 같이 산정
여기서, : 핀의 항복강도 (MPa) : 핀의 소성단면계수 (mm3)
휨모멘트를 받는 핀의 설계전단강도 은 다음과 같이 산정
여기서, : 핀의 단면적 (mm2)
4.1.4 접합부재의 설계강도
4.1.4.1 설계인장강도
접합부재의 설계인장강도 은 인장항복과 인장파단의 한계상태에 따라 다음 중 작은 값으로 산정
접합부재의 인장항복에 대하여
접합부재의 인장파단에 대하여
여기서, : 유효단면적 (mm2), 볼트접합부의 경우에는
4.1.4.2 설계전단강도
접합부재의 설계전단강도 은 전단항복과 전단파단의 한계상태에 따라 다음 중 작은 값으로 산정
접합부재의 전단항복에 대하여
여기서, : 전단력을 받는 총단면적 (mm2)
접합부재의 전단파단에 대하여
여기서, : 유효전단단면적 (mm2)
4.1.4.3 블록전단강도
전단 파괴선을 따라 발생하는 전단파단과 직각으로 발생하는 인장파단의 조합인 블록전단파단 한계상태에 대한 설계강도는 다음과 같이 산정한 공칭강도에 를 적용하여 구함
보단부 이음부의 상단플랜지 없는 이음부 및 거셋플레이트 등은 블록전단강도를 검토
여기서, : 전단저항 총단면적 (mm2) : 전단저항 순단면적 (mm2) : 인장저항 순단면적 (mm2) : 인장응력이 균일할 경우 1.0, 불균일할 경우 0.5 적용
4.1.4.4 설계압축강도
접합부재의 압축강도는 다음과 같이 산정
인 경우
인 경우, KDS 14 31 10(4.2)의 압축부재를 적용
4.1.5 끼움재
두께 6 mm 이상의 끼움재는 이음판의 연단 밖으로 돌출해야 하고, 표면에 작용하는 하중을 이음판에 전달하는데 충분하도록 용접
두께가 6 mm 이하인 끼움재의 단부는 이음판의 단부와 일치되게 용접
볼트접합에서 끼움재의 두께가 6 mm 이하이면 전단강도는 감소하지 않는다고 가정
볼트접합에서 끼움재의 두께가 6 mm 초과하고 19 mm 이하일 때 감소계수 를 곱함 ( 는 끼움재의 전체두께)
4.1.6 이음
플레이트거더 또는 보의 그루브용접이음은 작은 쪽 이음 단면의 전강도로 설계
플레이트거더 또는 보의 단면 내에서 다른 형태의 이음은 이음점에서의 소요강도에 충분하도록 설계
4.1.7 지압강도
설계지압강도 은 국부압축항복의 한계상태를 가정하여 다음과 같이 산정
공칭지압강도 은 지압형태에 따라 다음과 같이 산정
4.1.7.1 공장가공면, 핀의 구멍, 지압보강재 등의 지압
*
* 여기서, : 항복강도 (MPa) : 투영된 지압면적 (mm2)
4.1.7.2 확장롤러 및 확장록커
인 경우
인 경우
여기서, : 직경 (mm) : 지압길이 (mm)
4.1.8 주각부 및 콘크리트의 지압
주각부는 기둥의 하중과 모멘트를 기초에 전달할 수 있도록 설계
콘크리트의 설계지압강도 ()는 콘크리트압괴의 한계상태에 대하여 다음과 같이 산정 (무근콘크리트인 경우 를 적용)
콘크리트 총단면이 지압을 받는 경우
콘크리트 단면의 일부분이 지압을 받는 경우
여기서, : 베이스플레이트의 면적 (mm2) : 베이스플레이트와 닮은꼴의 콘크리트 지지부분의 최대면적 (mm2)
4.1.9 앵커볼트
앵커볼트는 주각부의 베이스플레이트가 부담해야 할 휨모멘트, 전단력, 인장력 등 모든 설계조건에 대해 저항할 수 있도록 설계
콘크리트 내 정착관련 규정은 KDS 14 20 52와 KDS 14 20 54 참조
설계는 4.1.3.3 참조
4.1.10 집중하중을 받는 플랜지와 웨브
H형단면 부재에서 플랜지에 수직이며 웨브에 대하여 대칭인 단일 또는 이중 집중하중을 받는 경우에 적용
한 쪽의 플랜지에 집중하중을 받는 경우에는 플랜지 국부휨, 웨브 국부항복, 웨브 크리플링 및 웨브 횡좌굴에 대하여 4.1.10.1, 4.1.10.2, 4.1.10.3 및 4.1.10.4에 의해 각각 설계
양측의 플랜지로부터 집중하중을 받는 경우에는 웨브 국부항복, 웨브 압축좌굴에 대하여 4.1.10.2, 4.1.10.5에 의해 각각 설계
큰 전단력을 받는 웨브 패널존은 4.1.10.6에 의해 설계
소요강도가 한계상태의 설계강도를 초과하는 경우에는 소요강도와 설계강도의 차이만큼 보강재 또는 2중플레이트를 설치
추가되는 보강재와 2중플레이트에 대하여는 4.1.10.7 및 4.1.10.8에 의해 각각 설계
4.1.10.1 플랜지 국부휨강도
플랜지에 수직으로 용접된 판에 작용된 인장력에 의해 국부휨을 받는 플랜지의 설계강도 ()은 다음과 같이 산정
여기서, : 플랜지의 항복강도 (MPa) : 하중을 받는 플랜지의 두께 (mm)
부재 플랜지에 걸쳐 작용하는 하중구간의 길이가 보다 작으면 (여기서, 는 부재의 플랜지 폭), 식 (4.1-25)의 검토는 필요하지 않음
부재 단부로부터 집중하중에 저항하는 거리가 보다 작은 경우 의 50%를 저감
필요한 경우, 수직보강재 한 쌍을 설치
4.1.10.2 웨브 국부항복강도
단일 집중하중과 2중 집중하중의 인장·압축 두 요소에 모두 적용
집중하중이 작용하는 지점에서 웨브 국부항복 한계상태에 대한 설계강도 ()은 다음에 의해 산정
인장 또는 압축 집중하중의 작용점에서 재단까지의 거리가 부재깊이 를 초과할 경우
상기의 집중하중의 작용점에서 재단까지의 거리가 부재깊이 이하일 경우
여기서, : 플랜지의 바깥쪽 면으로부터 웨브 필릿선단까지의 거리 (mm) : 웨브의 항복응력 (MPa) : 집중하중이 작용하는 폭 (다만 보다 작지 않을 것) (mm) : 웨브두께 (mm) : 부재의 전체깊이 (mm)
