KDS 설계기준 423000 소규모건축 강구조

2024년 07월 24일 건설엔지니어

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KDS 42 30 00 소규모건축 강구조 설계 기준

1. 일반사항

1.1 목적

소규모 건축물의 안전성, 사용성 및 내구성 확보를 위해 소규모건축 강구조의 구조형식, 구조상세, 구조설계방법, 설계하중 등 기술적 사항을 규정한다.

1.2 적용범위

소규모 강구조 건축물의 구조설계는 KDS 41 10 00 ~ KDS 41 80 00 기준을 따라야 한다.
- 단, 이 기준의 적용조건을 만족하고, 적용상 문제가 없는 경우에는 이 장에서 제시하는 기준에 따라 설계할 수 있다.
4.1.5에 따른 수직가새 또는 전단벽이 설치된 골조는 4.1의 횡구속골조 설계, 설치되지 않은 골조는 4.2의 비횡구속골조 설계를 적용한다.
규정되지 않은 보, 기둥, 2차부재와 샛기둥 및 접합부의 모든 상세는 KDS 41 30 10의 일반규정을 만족해야 한다.
콘크리트 기초는 KDS 42 20 00(4.7) 및 KDS 42 19 00을 따른다.
이 기준에서 정하지 않은 콘크리트 계단, 벽체 등의 상세는 KDS 42 20 00을 따른다.
지하층이 있는 경우 1층 바닥 및 지하기둥은 콘크리트 구조로 하고 KDS 42 20 00과 KDS 42 19 00에 따른다.

1.2.1 적용조건

KDS 42 10 00(1.2 및 1.7)을 모두 만족해야 한다.

1.3 참고기준

KDS 42 10 00을 따른다.

1.4 용어의 정의

KDS 42 10 00을 따른다.

1.5 기호의 정의

내용 없음

1.6 설계도서

설계도서에는 모든 부재의 크기, 위치, 기둥중심, 요철부의 치수, 볼트의 크기 및 개수, 용접 크기, 기타 상세 등이 정확히 표현되어야 한다.

2. 조사 및 계획

내용 없음

3. 재료

3.1 강재

강구조에 사용되는 모든 구조용 강재는 KS제품을 사용하여야 한다.
- 치수 규격은 KS D 3502를 만족해야 하며,
- 강종은 표 3.1-1에 나타낸 KS 표시인증 제품 또는 동등 이상의 인장강도를 가지는 KS 표시인증 제품을 사용해야 한다.
표 3.1-1 구조용 강종 규격
| 강종 | KS 규격 |
|—|—|
| SHN275 | KS D 3866 건축구조용 열간압연 H형강 |
| SS275 | KS D 3503 일반구조용 압연 강재 |
| SM275A | KS D 3515 용접구조용 압연 강재 |
| SGT275 | KS D 3566 일반구조용 탄소강관 |
| SNT275E, SNT275A | KS D 3632 건축구조용 탄소강관 |
| SSC2751) | KS D 3530 일반구조용 경량형강 |
| 주 1) | 지붕중도리 및 벽체띠장용. |

3.2 볼트

구조용 강재의 접합에 사용되는 모든 볼트는 F10T(KS B 1010) 고장력볼트를 사용하며 인장력을 확인할 수 있는 방법에 의하여 볼트를 체결하여야 한다.
작업장에서 볼트를 체결할 부재의 마찰면에는 마찰력의 감소를 가져올 우려가 있는 심한 녹, 흙 및 기름 등을 제거하고 보호판으로 마찰면을 보호하여야 한다.
볼트에 묻은 기름은 완전하게 제거하여 사용하여야 한다.

3.3 용접

용접재료의 강도는 용접하고자 하는 강재(모재)의 강도 이상의 것을 사용해야 한다.
- SS275, SM275A, SHN275, STK275, SNT275E, SNT275A는 KS D 7004 규격 이상의 용접재료을 사용하여야 한다.
그림 3.3-1의 (A), (B)와 같이 용접을 하는 경우에는 접합되는 강판을 개선하여 완전용입그루브용접으로 하여야 한다.
그림 3.3-1의 (C)와 같이 필릿용접을 하는 경우 용접사이즈()는 용접되는 판 두께 중 얇은 판두께 이상으로 해야 하며, 용접길이()은 요구되는 하중전달에 무리가 없도록 충분한 길이를 확보하여야 한다.
기둥에 접합하는 보의 플랜지와 두께 12 mm를 초과하는 보 웨브 및 기타 플레이트는 완전용입그루브용접하여야 한다.
두께 12 mm 이하의 보 웨브 및 기타 플레이트는 필릿용접하여야 한다.
필릿용접은 양쪽면을 용접해야 한다.
모든 용접은 외관검사를 하고 도장 전 검사를 하여야 한다.

3.4 콘크리트 및 철근

슬래브, 기초와 벽체에 사용되는 콘크리트, 철근의 강도, 규격 및 품질은 KDS 42 20 00을 따른다.

3.5 스터드앵커

스터드앵커는 KS제품(KS B 1062)을 사용하여야 한다.
콘크리트 슬래브를 지지하는 모든 강재 보는 콘크리트 슬래브와 긴결하여야 한다.
강재보와 콘크리트 슬래브의 긴결에 사용되는 스터드앵커의 항복강도는 235 MPa 이상이어야 하며, 강재보 플랜지에 설치한 스터드앵커의 직경은 16 mm 또는 19 mm를 사용하고, 스터드앵커 간격은 300 mm 이내, 콘크리트에 묻힘 길이는 100 mm 이상이어야 한다.

4. 설계

4.1 횡구속골조의 설계

4.1.1 적용범위

횡구속골조 설계법은 4.1.5에 적합한 전단벽이나 수직가새가 설치된 강구조를 설계하는데 적용한다.
전단벽 또는 수직가새가 설치되지 않은 경우 4.2의 비횡구속골조의 설계법에 따라 설계하여야 한다.
여기서 규정하지 않은 접합부의 모든 상세는 4.4를 따른다.

4.1.2 강재보

4.1.2.1 보의 구분과 배치

슬래브를 지지하는 평행한 보 사이의 배치 간격은 3.5 m를 초과하지 않아야 한다.
- 보의 배치간격은 보의 중심간 거리를 의미한다.
작은보를 지지하는 큰보의 길이(기둥중심간 길이)는 8 m 이하이어야 한다.
작은보와 작은보를 지지하지 않는 큰보의 길이(기둥중심간 길이)는 10 m 이하이어야 한다.

4.1.2.2 작은보

작은보는 표 4.1-1의 부재 종류 중 표 4.1-2의 허용경간을 만족하는 부재를 선택하여야한다.
- 단, 분담폭은 KDS 42 10 00(그림 1.4-2)에 따라 산정한다.
표 4.1-1 작은보 설계도움표 : 주요강재 일람표
| 작은보 부재 (H형강 단면치수) | 단위중량 | 단면적 | H형강 치수 | 단위중량 | 단면적 |
|—|—|—|—|—|—|
| H-200x100x5.5×8 | 21.3 | 2,716 | (H×B×t1×t2) | kg/m | mm2 |
| H-250x125x6x9 | 29.6 | 3,766 | H-400x200x8x13 | 66 | 8,412 |
| H-300x150x6.5×9 | 36.7 | 4,678 | H-450x200x9x14 | 76 | 9,676 |
| H-350x175x7x11 | 49.6 | 6,314 | H-500x200x10x16 | 89.6 | 11,423 |
| H-400x200x8x13 | 66 | 8,412 | H-600x200x11x17 | 106 | 13,441 |
| H-450x200x9x14 | 76 | 9,676 | | | |
| H-500x200x10x16 | 89.6 | 11,423 | | | |
| H-600x200x11x17 | 106 | 13,441 | | | |
| 주) | | | | | |
표 4.1-2 작은보 설계도움표 : 허용경간(m)
| 작은보 부재 (H형강 단면치수) | 경량마감재 지지 | 콘크리트 슬래브 지지 |
|—|—|—|
| 분담폭 (m) | 분담폭 (m) | 분담폭 (m) |
| 2.5 | 3.0 | 3.5 |
| 4.0 | 5.0 | 2.5 |
| 3.0 | 3.5 | 4.0 |
| 5.0 | 2.5 | 3.0 |
| 4.0 | 4.0 | 3.5 |
| – | 4.0 | 4.0 |
| – | 5.0 | 4.0 |
| – | – | 4.0 |
| – | – | 5.0 |
| H-200x100x5.5×8 | 3.00 | 4.00 |
| H-250x125x6x9 | 5.00 | 5.00 |
| H-300x150x6.5×9 | 6.00 | 6.00 |
| H-350x175x7x11 | 9.00 | 8.00 |
| H-400x200x8x13 | 10.00 | 9.00 |
| H-450x200x9x14 | 10.00 | 10.00 |
| H-500x200x10x16 | 10.00 | 10.00 |
| H-600x200x11x17 | 10.00 | 10.00 |
작은보의 단부접합은 4.4.2(1)에 따라 웨브만을 접합하는 단순접합부로 한다.

4.1.2.3 큰보

큰보는 표 4.1-3의 부재 종류 중 표 4.1-4의 허용경간을 만족하는 부재를 선택하여야 한다.
- 단, 분담폭은 KDS 42 10 00 (그림 1.4-2)에 따라 산정한다.
표 4.1-3 큰보 설계도움표: 강재 일람표
| 큰보 부재 (H형강 단면치수) | 단위중량 | 단면적 | H형강 치수 | 단위중량 | 단면적 |
|—|—|—|—|—|—|
| H-300x150x6.5×9 | 36.7 | 4,678 | (H×B×t1×t2) | kg/m | mm2 |
| H-350x175x7x11 | 49.6 | 6,314 | H-450x200x9x14 | 76 | 9,676 |
| H-400x200x8x13 | 66 | 8,412 | H-500x200x10x16 | 89.6 | 11,423 |
| H-450x200x9x14 | 76 | 9,676 | H-600x200x11x17 | 106 | 13,441 |
| H-500x200x10x16 | 89.6 | 11,423 | | | |
| H-600x200x11x17 | 106 | 13,441 | | | |
| 주) | | | | | |
표 4.1-4 큰보 설계도움표: 허용경간(m))
| 큰보 부재 (H형강 단면치수) | 경량마감재 지지 | 콘크리트 슬래브 지지 |
|—|—|—|
| 분담폭 (m) | 분담폭 (m) | 분담폭 (m) |
| 2.5 | 3.0 | 3.5 |
| 4.0 | 6.0 | 4.0 |
| 8.0 | 2.5 | 3.0 |
| 6.0 | 3.5 | 4.0 |
| 5.0 | 4.0 | 6.0 |
| 4.0 | 4.0 | 8.0 |
| H-300x150x6.5×9 | 6.00 | 5.00 |
| H-350x175x7x11 | 9.00 | 6.00 |
| H-400x200x8x13 | 10.00 | 8.00 |
| H-450x200x9x14 | 10.00 | 9.00 |
| H-500x200x10x16 | 10.00 | 10.00 |
| H-600x200x11x17 | 10.00 | 10.00 |
작은보를 지지하는 큰보 깊이는 작은보 깊이 이상이어야 한다.
큰보-기둥 접합부는 4.4.3을 따른다.

4.1.2.4 캔틸레버보

기둥으로부터 돌출되는 캔틸레버보의 길이는 최대 1.5 m 이하 이어야 하며, 캔틸레버보의 크기는 내부로 연속되는 큰보의 크기와 같아야 한다.
캔틸레버보와 기둥의 접합은 4.4.3의 (5)와 (6)을 따른다.

4.1.3 강재기둥

강재기둥은 지붕바닥의 종류 및 지지하는 층수, 부하면적에 따라 표 4.1-5에 제시된 부재 종류 중에서, 표 4.1-6의 허용부하면적을 만족하는 부재를 사용하여야 한다.
- 2층 건물에서 표 4.1-6의 허용부하면적을 만족하는 부재가 1층과 2층이 다른 경우 2개 부재 중 단면적이 큰 부재를 사용하여야 한다.
부하면적은 KDS 42 10 00 (그림 1.4-1)과 같이 각 방향으로 기둥 중심선이 만나는 도형의 면적(캔틸레버 부분은 전체 면적이 포함됨)으로 내부기둥, 외부기둥, 모서리기둥에 따라 부담면적을 산정하여야 한다.
- 표 4.1-6에서 2층 건물의 1층 기둥의 허용 부하면적은 지상2층 바닥 부하면적만 해당된다. (지붕층 부하면적 제외)
표 4.1-5 기둥설계용 강재 일람표
| 기둥부재 (H형강 단면치수) | 단위중량 | 단면적 |
|—|—|—|
| H-200x200x8x12 | 49.9 | 6.35×103 |
| H-250X250x9x14 | 72.4 | 9.22×103 |
| H-250x255x14x14 | 82.2 | 10.5×103 |
| H-300x30010x15 | 94.0 | 12.0×103 |
| H-350x350x12x19 | 137 | 17.4×103 |
표 4.1-6 기둥 설계도움표 : 허용 부하면적 (㎡)
| 기둥부재 (H형강 단면치수) | 1층 건물의 1층 기둥 / 2층 건물의 2층 기둥 | 2층 건물의 1층 기둥1) |
|—|—|—|
| 콘크리트 슬래브 지붕 | 경량마감재 지붕 | 콘크리트 슬래브 지붕2) |
| 경량마감재 지붕 |
| H-200x200x8x12 | 20 | 40 | 23(10) | 20 |
| H-250X250x9x14 | 30 | 50 | 30(15) | 30 |
| H-250x255x14x14 | 38 | 60 | 38(20) | 35 |
| H-300x300x10x15 | 47 | 64 | 47(30) | 40 |
| H-350x350x12x19 | 64 | 64 | 64(52) | 64 |
| 주 1) | 지상2층 바닥의 허용 부하면적임. (지붕층 면적 제외) | |
| 주 2) | 괄호안의 값은 외부기둥과 모서리기둥의 허용 부하면적 | |
기둥은 중간의 이음이 없는 하나의 부재로 제작하여야 한다.
기둥의 단면 방향은 기둥에 접합되는 두 개의 직교하는 큰보 중 하중이 큰보가 기둥의 플랜지에 접합되도록 방향을 결정하여야 한다.
큰보-기둥 접합부는 4.4.3을 따른다.

4.1.4 주각부

4.1.5에 의해 수직가새 또는 전단벽을 설치하는 경우 주각 및 강재기둥과 기초를 연결하는 콘크리트 기둥 상세는 표 4.1-7, 표 4.1-8에 따라야 한다. 마감재 지지용 샛기둥의 주각부는 4.5.2(3)에 따른다.
가새가 연결되는 강재 기둥 하부 페데스탈이나 콘크리트 기둥의 주철근은 표 4.1-8를 따르고 가새가 없는 기둥은 표 4.1-7에 따라야 한다.
베이스 플레이트와 기둥, 리브플레이트의 접합은 3.3(3)에 따라 필릿용접방식으로 공장용접 하여야 한다.
주각부 하부가 온통기초인 경우 표 4.1-7, 표 4.1-8의 앵커볼트의 정착길이에 적합하도록 KDS 42 20 00(4.7(5)) 의 기초두께를 증대시켜야 한다.
주각부 하부 지하층이 있는 경우 표 4.1-7, 표 4.1-8에서 제시하는 페데스탈의 크기와 배근량은 KDS 42 19 00에서 제시하는 기둥 크기와 배근량 보다 커야 한다.
표 4.1-7 주각부 접합상세 (핀주각) – 일반기둥
| 기둥부재 (H형강의 단면치수) | 유형 | 베이스플레이트 | 리브플레이트 | 앵커볼트 | 페데스탈 |
|—|—|—|—|—|—|
| 두께 | 두께 | 볼트 | 정착길이 | 크기 (BxD) | 주근 | 후프근 |
| H-200x200x8x12 | A | 300 | 400 | 18 | 150 | 12 | 4-∅20 | 500 | 500×500 | 8-D19 | D10@150 |
| H-250x250x9x14 H-250x255x14x14 | B | 350 | 350 | 20 | 200 | 12 | 4-∅20 | 500 | 500×500 | 8-D19 | D10@150 |
| H-300x300x10x15 | B | 400 | 400 | 22 | 250 | 12 | 4-∅20 | 500 | 500×500 | 8-D19 | D10@150 |
| H-350x350x12x19 | B | 450 | 450 | 24 | 300 | 15 | 4-∅20 | 500 | 550×550 | 8-D19 | D10@150 |
| 주) | | | | | | | | | | | | | |
표 4.1-8 주각부 접합상세 (핀주각) – 가새접합기둥
| 기둥부재 (H형강의 단면치수) | 유형 | 베이스플레이트 | 리브플레이트 | 앵커볼트 | 페데스탈 |
|—|—|—|—|—|—|
| 두께 | 두께 | 볼트 | 정착길이 | 크기 (BxD) | 주근 | 후프근 |
| H-200x200x8x12 | A | 300 | 400 | 24 | 150 | 12 | 6-∅24 | 650 | 500×500 | 8-D19 | D10@150 |
| H-250x250x9x14 H-250x255x14x14 | B | 350 | 350 | 24 | 200 | 15 | 4-∅27 | 700 | 500×500 | 8-D19 | D10@150 |
| H-300x300x10x15 | B | 400 | 400 | 24 | 250 | 15 | 4-∅24 | 650 | 500×500 | 8-D19 | D10@150 |
| H-350x350x12x19 | B | 450 | 450 | 24 | 300 | 15 | 4-∅24 | 650 | 550×550 | 8-D19 | D10@150 |
| 주) | | | | | | | | | | | | | |

4.1.5 전단벽 및 가새

횡구속골조는 X자형 가새 또는 전단벽을 사용하여야 한다.
각 방향 가새 또는 전단벽은 편심에 의한 비틀림을 방지하기 위하여 건물의 좌측과 우측, 전면과 후면에 각각 고르게 배치하여야 한다.
강재 X자형 가새는 표 4.1-9에 제시된 부재 중 표 4.1-10을 만족하는 부재를 선택하여야 하며 다음을 만족하여야 한다.
- 가새는 건물 외벽면에 양방향으로 각 1개소씩 총 4개소 이상 배치한다.
  - 단, 가새의 개수를 2배를 사용하는 경우 가새의 단면적을 60%로 줄일 수 있다.
- 가새는 입면상 수평면과 30도와 60도 사이의 각도를 갖게 큰보와 기둥 접합부의 중심점을 연결하도록 설치한다.
- 입면상 가새의 각도가 상기 각도를 벗어나는 경우 기둥을 추가 설치하여 수직가새의 각도를 조정할 수 있다.
  - 추가 설치기둥의 단면크기는 H-200x200x8x12 이상, 주각은 4.1.4를 따른다.
전단벽은 표 4.1-11의 소요길이 이상을 확보하여야 하며 전단벽의 배치 방법 및 배근은 KDS 42 20 00(4.5.2) , (4.5.3)을 따른다.
가새의 접합상세는 4.4를 따른다.
전단벽과 콘크리트 슬래브 교차부 배근상세는 KDS 42 20 00(4.5.3) 을 따른다.
표 4.1-9 강재 수직가새 일람표
| 단면치수(ㄱ형강) | 단면적(mm2) | 단면 치수(강관) | 단면적(mm2) |
|—|—|—|—|
| L-50x50x6 | 5.644×102 | ∅-60.5×3.2 | 5.760×102 |
| L-65x65x6 | 7.527×102 | ∅-76.3×3.2 | 7.349×102 |
| L-65x65x8 | 9.76×102 | ∅-76.3×4.0 | 9.085×102 |
| L-75x75x9 | 12.69×102 | ∅-101.6×4.0 | 12.26×102 |
| L-90x90x10 | 17.00×102 | ∅-114.3×4.5 | 15.52×102 |
| 2Ls-65x65x8 | 19.52×102 | ∅-114.3×5.6 | 19.12×102 |
| 2Ls-75x75x9 | 25.38×102 | ∅-139.8×6.0 | 25.22×102 |
| 12Ls-75x75x12 | 33.2×102 | ∅-165.2×7.0 | 34.79×102 |
표 4.1-10 강재 수직가새 단면크기
| 바닥연면적1) | 가새 단면-1 (가새와 지면과의 각도 : 30도 이상~45도 미만인 경우) | 가새 단면-2 (가새와 지면과의 각도 : 45도 이상~60도 이하인 경우) |
|—|—|—|
| 100㎡ 이하 | L-50x50x6 또는 강관 ϕ-60.5×3.2 | L-65x65x6 또는 강관 ϕ-76.3×3.2 |
| 100~200㎡ | L-65x65x8 또는 강관 ϕ-76.3×4.0 | L-75x75x9 또는 강관 ϕ-101.6×4.0 |
| 200~300㎡ | L-90x90x10 또는 강관 ϕ-114.3×4.5 | 2Ls-65x65x8 또는 강관 ϕ-114.3×5.6 |
| 300~400㎡ | 2Ls-65x65x8 또는 강관 ϕ-114.3×5.6 | 2Ls-75x75x9 또는 강관 ϕ-139.8×6.0 |
| 400~500㎡ | 2Ls-75x75x9 또는 강관 ϕ-139.8×6.0 | 2Ls-75x75x12 또는 강관 ϕ-165.2×7.0 |
| 주 1) | 바닥연면적 – 2층 가새 : 2층 바닥면적, 1층 가새 : 1층+2층 바닥면적의 합 | |
표 4.1-11 콘크리트 전단벽 길이
| 바닥연면적1) | 벽체 길이 (1층 건물 1층 벽체, 2층 건물 2층 벽체) | 벽체 길이 (2층 건물 1층 벽체) |
|—|—|—|
| 300㎡ 이하 | 단일벽체 길이 : 1.5m 이상 | 단일벽체 길이 : 2.0m 이상 |
| 300~400㎡ | 단일벽체 길이 : 2.0m 이상 | 단일벽체 길이 : 2.5m 이상 |
| 400~500㎡ | 단일벽체 길이 : 2.5m 이상 | 단일벽체 길이 : 3.0m 이상 |
| 주 1) | 바닥연면적: 2층 콘크리트 전단벽은 2층 바닥면적, 1층 콘크리트 전단벽은 1층과 2층 바닥면적의 합을 적용한다. | |

4.2 비횡구조골조의 설계

4.2.1 적용범위

비횡구속골조 설계법은 4.1.5에 적합한 전단벽 또는 수직가새가 설치하기가 어려운 소규모 강구조 건축물을 설계하는데 적용한다.
여기서 규정하지 않은 접합부의 모든 상세는 4.4를 따른

“