KDS47 70 40 건축구조
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1. 일반사항
1.1 목적
(1) 이 기준은 철도 건축구조에 대하여 조사, 계획, 설계, 시공, 유지관리에 필요한 기술적 사항을 제시하는 것을 목적으로 한다.
1.2 적용 범위
(1) 본 기준은 철도건축물의 신축, 증축, 리모델링(대수선, 유지보수 등), 공작물의 구조체와 부구조체 공사, 각종 공사를 위한 가설구조물의 구조체에 적용한다.(2) 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 제3조에 해당하는 경우에는 이 기준을 적용하지 않을 수 있다. 단, 이 경우에는 관련근거를 명시하여야 한다.(3) 본 기준과 관련된 세부사항은 철도설계지침(건축편)을 적용한다. 다만, 하중계수와 하중조합 및 강도감소계수는
1.3 참고 기준
(1) 구조설계는 건축법, 건축법 시행령, 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙과
1.4 용어의 정의
내용 없음
1.5 기호의 정의
내용 없음
1.6 해석과 설계원칙
1.6.1 구조설계 및 구조해석
1.6.1.1 일반사항
(1) 철도건축물 구조설계의 원칙은 다음과 같다.
1.6.1.2 안전성
(1) 건축물 및 공작물의 구조체는 유효적절한 구조계획을 통하여 건축물 및 공작물 전체가 3. 설계하중의 각종 하중에 대하여 구조적으로 안전하도록 설계하여야 한다.
1.6.1.3 사용성
(1) 건축물 및 공작물의 구조체는 사용에 지장이 되는 변형 및 진동이 발생하지 않도록 충분한 강성과 인성을 확보하여야 한다.
1.6.1.4 내구성
(1) 구조부재로서 부식 및 마모훼손의 우려가 있는 것에 대해서는 모재나 마감재에 이를 방지할 수 있는 재료를 사용하는 등 필요한 조치를 취하여야 한다.
1.6.1.5 시공성 및 경제성
(1) 건축물 및 공작물의 구조체는 본 기준에서 정하는 성능을 충족함과 동시에 최적의 시공성과 경제성을 확보하여야 한다.
1.6.2 구조설계법
(1) 구조설계법의 종류
구조부재의 설계는 허용응력설계법, 허용강도설계법, 강도설계법 또는 한계상태설계법에 의하거나 국토교통부장관이 이와 동등 이상의 성능을 확보할 수 있다고 인정하는 구조설계법에 의한다.(2) 허용응력설계법① 구조부재에 대한 설계하중은 이 기준 3. 설계하중에 의한 하중 및 외력을 사용하여 산정한 부재력의 조합 중에서 가장 불리한 값으로 하여야 한다.② 구조부재의 설계하중에 의한 장기 및 단기의 응력은 해당 재료의 허용응력 이하가 되도록 한다.(3) 강도설계법 또는 한계상태설계법① 구조부재에 대한 설계하중은 3. 설계하중의 규정에 의한 하중 및 외력에 하중계수를 곱한 계수하중을 사용하여 산정한 부재력의 조합 중에서 가장 불리한 값으로 하여야 한다.② 구조부재의 계수하중에 의한 설계용 부재력은 그 부재단면의 공칭강도에 강도감소계수를 곱한 설계용 강도를 초과하지 않도록 한다.
1.6.3 단계별 구조 계획 및 설계 업무
1.6.3.1 구조계획
(1) 구조계획 시 건축물 및 공작물의 용도, 사용재료 및 강도, 지반특성, 하중조건, 구조형식, 장래의 증축여부, 용도변경이나 리모델링 가능성 등을 고려하여야 한다.(2) 기둥과 보의 배치는 건축평면계획과 잘 조화되도록 하며, 보 춤을 결정할 때는 기둥 간격 외에 층고와 설비계획도 함께 고려하여야 한다.(3) 지진하중이나 풍하중 등 수평하중에 저항하는 구조 요소는 편심이 최소화되도록 평면상 균형뿐만 아니라 입면상 균형도 고려하여야 한다.(4) 구조형식이나 구조재료를 혼용할 때는 강성이나 내력의 연속성에 유의하며, 사용성에 영향을 미치는 진동과 변형도 미리 검토하여야 한다.
1.6.3.2 골조해석 및 부재설계
(1) 골조해석은 탄성해석을 원칙으로 하되, 경간이 큰 수평부재 및 수직부재 등은 필요한 경우 비선형 해석도 함께 수행하여 실제구조물의 거동에 가까운 부재력이 산출되도록 하여야 한다.(2) 부재설계는 2.2에 따른다.
1.6.3.3 구조설계도의 작성
(1) 구조형식에 대한 설명, 사용재료 및 강도, 하중조건 등을 명시하여야 한다.(2) 구조성능(내화, 진동장해 등) 및 구조계산 결과 등을 명시하여야 한다.
1.6.3.4 구조설계도의 작성
(1) 구조설계도는 구조설계취지에 부합하도록 작성하여야 한다.(2) 구조설계도는 설계의 진척도에 따라 계획설계, 기본설계, 실시설계의 3단계로 나누어 작성할 수 있다.
1.6.3.5 구조체 공사시방서의 작성
구조체공사시방서는
1.6.3.6 철도건축물 구조계획 시 유의 사항
구조계획 시 선로나 철도구조물 등 주변의 입지조건, 지반, 공사의 시공성 및 운전 보안, 여객 및 공중에의 영향 등을 종합적으로 검토하여야 한다. (1) 골조의 형상은 힘의 흐름이 명확한 구조로 하여야 한다. (2) 수평력에 대한 저항요소는 평면적으로 뒤틀림이 생기지 않도록 배치하여야 한다. (3) 골조는 사용(하중재하) 시 유해한 변형이 일어나지 않아야 하고, 보행 시 진동으로 인한 장해가 발생되지 않아야 한다. (4) 철도건축물은 안전성, 시공성 및 경제성이 확보되는 구조로 하여야 한다. (5) 철도건축물은 비정상하중으로 인하여 일부부재 또는 접합부가 파괴되더라도 구조물 전체가 붕괴되지 않도록 계획하여야 한다.
1.6.4 구조성능의 검증
구조설계에 적용한 재료 및 제작물 등의 품질확인, 성능검증의 절차 및 방법과 규격외 자재 사용 또는 특수한 공법을 적용할 경우의 사용승인을 위한 기술적 방법, 강구조접합부 인증실험 및 풍동실험 등에 필요한 사항은
1.6.5 구조안전의 확인
건축물 및 공작물이 안전한 구조를 갖기 위해서는 설계단계에서부터 시공, 건설사업관리 및 유지·관리 단계에 이르기까지 이 기준에 적합하여야 하며, 이를 위한 구조안전의 확인사항은 다음과 같다. (1) 구조설계도서의 구조안전 확인(2) 시공 상세도서의 구조안전 확인(3) 시공 중 구조안전 확인(4) 유지, 관리 중 구조안전 확인(5) 구조안전의 확인은 당해 업무별 책임구조기술자의 책임아래 수행하여야 한다.
1.6.6 프로그램을 이용한 구조해석
(1) 구조해석 및 설계 프로그램
구조해석 및 설계프로그램은 범용 프로그램과 슬래브·기초판 해석용 프로그램 등 성능이 확인된 것이어야 한다.(2) 구조해석결과에 대한 검토
프로그램에 의하여 구조 해석한 경우 결과치에 대한 신뢰성을 확인하기 위하여 주요사항에 대하여 검토하여야 하며, 그 세부사항에 대하여는 철도설계지침(건축편)에서 정한다.
2. 조사 및 계획
내용 없음
3. 재료
내용 없음
4. 설계
4.1 설계하중
4.1.1 설계하중의 정의
(1) 설계하중이란 구조설계 시 적용하는 하중을 말하며, 본 기준에서 정하는 하중 이상의 값을 적용하여야 한다.
4.1.2 설계하중의 종류
(1) 건축물 및 공작물의 구조계산에 적용되는 설계하중의 종류는 다음과 같으며 세부사항은 철도설계지침(건축편)에서 정한다. 다만, 본 기준에 규정되지 않은 장비류의 중력하중 및 동하중에 대하여는 제작업체의 시방을 토대로 별도 산정할 수 있다. ① 고정하중(
4.1.2.1 고정하중
(1) 건축물 및 공작물 각 부분의 고정하중은 사용하는 재료의 밀도, 단위체적중량, 조합중량을 적용하여 산정하여야 한다.
4.1.2.2 활하중
(1) 활하중은 점유, 사용에 의하여 발생할 것으로 예상되는 최대의 하중이어야 한다.(2) 등분포 활하중 및 집중 활하중의 2가지 중에서 해당 구조부재에 큰 응력을 발생시키는 경우를 적용하여야 한다. (3) 활하중의 저감은 다음 사항을 고려한다.① 저감계수② 영향면적③ 제한사항 등
4.1.2.3 적설하중
(1) 적설하중의 작용이 예상되는 벽면이나 기타 구조물의 표면에 대해서는 적설하중의 영향을 고려하여야 한다.(2) 설계용 지붕적설하중은 지상적설하중의 기본값을 기준으로 하여 기본 지붕적설하중계수, 노출계수, 온도계수, 중요도계수 및 지붕의 형상계수와 기타 재해분포상태 등을 고려하여 산정한다.(3) 지상 적설하중의 기본값은 재현기간 100년에 대한 수직 최심적설깊이를 기준으로 한다. 다만, 구조물의 용도 등에 따라 재현기간 100년을 적용하지 않을 때는 소요 재현기간에 맞추어 환산한 지상적설하중 값을 사용할 수 있다.
4.1.2.4 풍하중
(1) 주골조설계용 풍하중은 건축물의 주골조를 설계하는 경우에 적용한다.(2) 풍하중은 주골조설계용 수평풍하중, 지붕풍하중 및 외장재설계용 풍하중으로 구분하고, 각각의 설계풍압에 유효면적을 곱하여 산정하여야 한다. (3) 통상적인 건축물에서는 지붕의 평균높이를 기준높이로 하며, 그 기준높이에서의 속도압을 기준으로 풍하중을 산정하여야 한다. (4) 풍동실험을 통하여 풍하중을 평가해야 하는 경우에는 산정한 풍하중에 추가하여 바람으로 인하여 건축물 및 공작물에 발생하는 특수한 영향들을 고려한 특별풍하중을 산정하여야 한다.
4.1.2.5 지진하중
(1) 건축물 및 공작물의 구조체와 건축, 기계 및 전기 비구조요소의 지진하중을 산정하는데 적용한다.(2) 기존 구조물과 구조적으로 독립된 증축구조물은 신축구조물로 취급하여 설계한다.(3) 강도설계 또는 한계상태설계를 수행할 경우에는 각 설계법에 적용하는 하중조합의 지진하중계수는 1.0으로 하며, 허용응력설계를 수행할 경우에는 지진하중을 포함하는 하중조합에서 지진하중계수는 0.7로 한다.(4) 필로티 등과 같이 전체구조물의 불안전성 또는 붕괴를 일으키거나 지진하중의 흐름을 급격히 변화시키는 주요부재의 설계시에는 지진하중을 포함한 하중조합에 지진하중(E) 대신 특별지진하중(Em)을 사용하여야 한다.(5) 지진구역 및 지역계수
우리나라의 지진구역 및 지역계수 값은 아래 표와 같다.
| 지진구역 | 행정구역 | 지역계수(S) | 비고 |
| 1 | 지진구역2를 제외한 전지역 | 0.22 | |
| 2 | 강원도북부, 전라남도 남서부, 제주도 | 0.14 |
4.1.2.6 토압 및 지하수압
(1) 구조물에 작용하는 토압 및 지하수압은구조물 기초설계기준에 의한다.(2) 지하외벽의 설계 시 토압, 지하수압, 지표면에 재하되는 정적하중 및 동적하중의 영향을 고려하여야 한다.(3) 지하수위 이하에서의 토압 산정 시 부력에 의한 흙중량의 저하와 지하수압을 동시에 고려하여야 한다.(4) 흙에 접하는 바닥구조체는 최하부 바닥의 전면적에 작용하는 수압에 대해 안전하여야 한다.
4.1.2.7 온도하중
(1) 건축물 및 공작물의 구조체에 작용하는 온도하중을 산정하고, 구조물의 설계시 온도에 의한 하중효과를 고려하여야 한다.
4.1.2.8 유체압 및 용기내용물 하중
(1) 저수조, 정화조 및 기름탱크 등 용기의 설계시 구조체에 작용하는 유체압을 고려하여야 한다.
4.1.2.9 운반설비 및 부속장치 하중
(1) 건축물 및 공작물의 구조체에 작용하는 하중산정은 엘리베이터, 에스컬레이터 및 천장크레인(전동주행크레인) 등 운반설비, 동력연동장치, 건축물의 제반 설비 및 배관, 덕트 그 외 부수장치로 인한 하중을 고려하여야 한다.
4.1.2.10 열차하중 및 기타 하중
(1) 열차하중 등의 기준건축구조물 설계시 열차하중 및 기타 하중은
4.2 구조별 설계기준
4.2.1 일반사항
각 구조별 설계기준은 다음과 같다.(1) 철근콘크리트, 프리스트레스트 콘크리트, 프리캐스트 콘크리트 구조 :
4.2.2 기초구조
(1) 기초구조 적용 기준
기초의 설계는 원칙적으로
4.2.3 가설공사용 설계
열차운행 등 특별히 안전 확보와 관련된 가설공사에 대하여는 가시설 설계(구조계산서 작성 포함)를 하여야 하며, 그 세부 사항은 철도설계지침(건축편)에서 정한다.
4.2.4 건축부대 환기구 구조물
(1) 환기구 계획ㆍ설계 ① 환기구 최소높이는 바닥으로부터 2 m 이상으로 설치하여야 한다. 다만, 사람이 올라설 수 없는 구조로 설치하는 경우나 접근을 차단하는 구조로 하는 경우에는 예외로 한다. ② 공중에 시각적으로 노출되는 환기구는 도시미관 등을 고려하여 투시형으로 설치할 수 있으며, 필요한 경우 출입문 및 잠금장치를 설치할 수 있다. ③ 배기용 환기구를 부득이 보도공간에 바닥형으로 설치할 경우, 보도의 최소 유효폭을 확보하여야 하고, 유입방지턱 높이는 지형조건과 노면유량을 고려하여 0.2 m 이상 설치하여야 한다. ④ 환기구 덮개는 급작스러운 탈락이 발생하지 않도록 충분한 강도의 콘크리트 걸침턱에 걸치도록 하는 구조로 하며, 걸침턱의 폭은 50 mm 이상으로 한다. ⑤ 도시미관, 장소명소화 등을 위해 환기구에 공공디자인 개념을 적용하는 것을 검토하여야 한다. (2) 환기구 덮개 설계하중 ① 환기구를 보도에 설치하여 보행인의 집중, 물건 적치 등이 예상되는 경우 보행시설을 지지하는 덮개 및 지지부재의 설계에는 5 kN/㎡의 등분포 활하중이 작용하는 것으로 하며, 이때 허용처짐은 이하로 한다. 다만, 산책하는 사람의 하중만 예상되는 경우(사람의 군집 또는 차량이 진입할 가능성이 전혀 없는 경우) 3 kN/㎡의 등분포 활하중이 작용하는 것으로 한다. ② 환기구 위로 도로차량의 통행이 예상되는 경우에는 차량하중에 의한 단면검토를 하여야 한다. ③ 환기구 위로 보행인의 통행이 없는 경우에는 상부 덮개 및 지지부재 설계에 사용하는 등분포 활하중은 1 kN/㎡을 적용하며 허용처짐은
이하로 한다.
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