건축물 설계하중 KDS 41 12 00 :2022
(1) 지붕에 작용하는 설하중의 영향이 3.2(등분포활하중) 및 3.7(유사활하중)에 규정된 지붕의 최소 활하중보다 클 때에는 이 조항에서 규정한 설하중을 적용한다.
(2)설하중의 작용이 예상되는 지붕과 벽면이나 기타 구조물의 표면에 대해서는 설하중의 영향을 고려한다.
(3) 설계용 지붕설하중은 기본지상설하중을 기준으로 하여 기본지붕설하중계수, 노출계수, 온도계수, 중요도계수 및 지붕의 형상계수와 기타 재하분포상태 등을 고려하여 산정한다.
(4) 기본지상설하중은 재현기간 100년에 대한 수직 최심적설깊이를 기준으로 하며, 그림 4.2.1의 값을 사용한다. 다만, 구조물의 용도 등에 따라 재현기간 100년을 적용하지 않을 때는 소요 재현기간에 맞추어 환산한 지상설하중 값을 사용할 수 있다.
(1)지붕설하중을 산정하기 위한 지상설하중은 그림 4.2-1의 기본지상설하중에 따른다. 이때 지역적 기후와 지형에 따라 설하중에 국부적인 변동이 있을 수 있다는 점을 고려해야 한다. 그림 4.2-1 상의 지상설하중이 3.0kN/m2 이하인 지역의 고지대나 산간지방 같은 특정한 지형조건에서는 그림 4.2-1의 값을 1.5배하여 기본지상설하중으로 한다.
(2)특정지역에 대한 지상설하중은 실제의 조사·연구에 의한 수직최심적설깊이 및 눈의 평균 중량 등을 고려하여 산정할 수 있다.
(3) 최소 지상설하중은 0.5kN/m2로 한다.
그림 4.2-1 기본지상설하중 (kN/m2)
(1) 구조물에 대한 지역별 지상설하중의 기본값 는 그림 4.2-1에 따른다.
(1) 평지붕설하중 은 식(4.3-1)에 따라 산정한다.
(kN/m2) (4.3-1)
Sf ：평지붕설하중, kN/m2
Cb : (basic) 기본지붕설하중계수
Ce : (exposure) 노출계수
Ct : (temperature) 온도계수
Is : 중요도계수
Sg ：기본지상설하중, kN/m2 표로 구분
(1) 기본지붕설하중계수
는 일반적으로 0.7로 한다.
(1) 노출계수 는 일반적으로 표 4.3-1에 따른다.
표 4.3-1 노출계수
| 지역 구분 | |
| A. 모든 면의 주변이 바람막이가 없이 노출된 지붕이고, 거센바람이 부는 지역 | 0.8 |
| B. 약간의 바람막이가 있고 거센 바람이 부는 지역 | 0.9 |
| C. 주변환경에 의해 바람에 의한 설하중의 감소를 기대할 수 없는 위치 | 1.0 |
| D. 바람의 영향이 많지 않은 지역 및 주변환경에 의하여 지붕에 바람막이가 있는 지역 | 1.1 |
| E. 바람의 영향이 거의 없는 조밀한 숲 지역으로서, 촘촘한 침엽수 사이에 위치한 지붕 | 1.2 |
| 주) (1) 주변환경은 구조물의 수명기간에 지속되는 높은 구조물, 나무 또는 지형 등을 말한다. (2) 10(는 지붕면에서 주변환경까지의 높이) 거리 내에 있는 주변환경은 바람막이가 된다. (3)겨울에 잎이 떨어지는 낙엽수에 의한 장애물인 경우 는 0.1만큼 저감할 수 있다. |
|
(1) 온도계수
는 일반적으로 표 4.3-2에 따른다.
표 4.3-2 온도계수
| 난 방 상 태 | |
| 난방구조물(설하중 제어구조) | 1.0 |
| 비난방구조물(설하중 비제어구조) | 1.2 |
(1) 중요도계수
는 KDS 41 10 05에서 정의한 중요도 등급별로 표 4.3-3에 따른다.
표 4.3-3 중요도계수
| 중요도 | 특 | 1 | 2 | 3 |
| 중요도계수 | 1.2 | 1.1 | 1.0 | 0.8 |
(1) 15° 이내의 낮은 경사도를 가진 지붕 또는 처마에서 꼭대기까지를 연결한 직선이 수평면과 이루는 각도가 10° 보다 낮은 곡면지붕은 평지붕설하중의 최소허용값 이상이어야 하고, 그 값은 (2), (3)으로 구한다.
(2) 지상설하중이 1.0 kN/m2 이하인 곳 : 지상설하중에 중요도계수를 곱한 값 이상으로 한다. 단, 그 값이 점유·사용하지 않는 지붕의 활하중보다 작은 경우는 1.0 kN/m2 으로 한다.
(3) 지상설하중이 1.0 kN/m2을 초과하는 곳 : 1.0kN/m2에 중요도계수를 곱한 값 이상으로 한다.
(4) 설하중에 대해서는 활하중의 감소를 고려하지 않는다.
(1) 경사지붕설하중 은 식(4.3.1)에서 규정된 평지붕설하중에 지붕경사도계수 를 곱한 식(4.4-1)에 따라 산정한다.
Ss = Cs * Sf (kN/m2) (4.4-1)
따뜻한 지붕과 차가운 지붕의 경사도계수는 4.4.1부터 4.4.4까지의 규정에 따른다.
(1) 지붕 표면이 미끄러지기 쉽고 열이 전달되는 따뜻한 경우, 지붕의 경사도계수는 그림 4.4-1(a)의 점선에 따른다.
(2) 지붕 표면이 미끄러지기 쉽지 않고 열이 전달되는 따뜻한 경우, 지붕의 경사도계수는 그림 4.4-1(a)의 실선에 따른다.
(1) 지붕 표면이 미끄러지기 쉽고 열이 전달되지 않는 차가운 경우, 지붕경사도계수는 그림 4.4-1(b)의 점선에 따른다.
(2) 지붕 표면이 미끄러지기 쉽지 않고 열이 전달되지 않는 차가운 경우, 지붕경사도계수는 그림 4.4-1(b)의 실선에 따른다.
(a) 난방이 된 지붕,
＝1.0 (b) 난방이 되지 않은 지붕,
＞1.0
그림 4.4-1 지붕경사도계수
(1) 곡면지붕의 경사도계수는 그림 4.4-1에 준하여 설정하되, 등가경사도는 처마에서 꼭대기까지를 연결한 직선이 수평면과 이루는 각도를 의미한다.
(2) 이 경우 곡면지붕 내의 접선경사도가 수평면과 70° 각도를 이루는 점을 처마로 하며, 70°를 초과하는 각도를 이루는 부분에 대해서는 설하중이 작용되지 않는 것으로 한다.
4.4.4 연속적인 절판형, 원통형 및 톱날형 지붕의 경사도계수
(1) 연속적인 절판형, 원통형 및 톱날형 지붕의 경사도계수는 경사도에 관계없이 1.0으로 한다.
(1) 지붕의 설하중은 균형하중과 불균형하중으로 분리하여 고려하며, 불균형하중 산정시 모든 방향에 대한 바람의 영향을 고려한다.
(1) 지붕의 경사도가 15° 이하 혹은 70°를 초과하는 경우에는 불균형설하중의 고려를 하지 않는다.
그림 4.5-1 경사지붕의 균형설하중 및 불균형설하중
(2) 그 외의 경우에는 그림 4.5-1과 같이 바람이 불어오는 쪽의 지붕면에는 설하중을 고려하지 않으며, 그 반대쪽의 경사 지붕면에는 1.5의 설하중을 고려한다.
(1) 곡면지붕의 접선경사도와 수평면이 이루는 각도가 70°를 초과하거나 등가경사도가 10° 이하 또는 60° 이상인 경우에는 불균형하중을 고려하지 않는다.
(2) 그 외의 경우 불균형설하중은 그림 4.5.2의 하중분포도에 따라 산정하며, 바람이 불어오는 방향은 불균형설하중을 고려하지 않는다.
(3) 그림 4.5-2 (b)나 (c)의 곡면지붕의 처마로부터 0.9m 이내에 지면이나 다른 지붕이 인접할 경우에는 경사의 증가로 인한 설하중의 감소를 고려하지 않고, 경사도 30° 지점과 처마 사이의 하중을 점선으로 나타낸 것과 같이 일정한 값 2를 갖는 것으로 간주한다.
4.5.3 연속적인 절판형, 원통형 및 톱날형 지붕에서의 불균형설하중
(1)연속적인 절판형, 원통형 및 톱날형 지붕의 경우, 불균형설하중은 그림 4.5-3과 같이 지붕마루의 0.5에서 지붕골의 2
까지 증가한다.
(2) 지붕에서의 적설높이는 설하중을 식(4.5-1)로 나눈 값으로 산정한다. 지붕골의 적설면은 지붕마루의 적설면보다 높지 않아도 된다. 그러므로 지붕골에서의 불균형설하중은 2
보다 작은 값으로 대치할 수 있다.
0.43＋2.2≦4.7 (kN/m3) (4.5-1)
(1) 설하중을 지지하는 지붕구조의 어느 부분에서나 균형하중의 반을 제거했을 때 발생할 수 있는 불리한 효과에 대해 고려하여야 한다.
(1) 인접한 높은 구조물이나 돌출부 주위의 몰림적설 또는 이들로부터 흘러내린 국부적인 설하중을 고려하여야 한다.
(1) 같은 구조물의 높은 부분 혹은 인접건물, 환경보다 낮게 위치하는 지붕에는 바람의 영향으로 눈이 한쪽으로 몰려 쌓이는 몰림적설을 고려하여야 한다.
(1) 지상설하중이 0.5kN/m2 보다 작은 지역에서는 몰림적설에 의한 추가하중을 고려하지 않아도 된다.
(1) 낮은쪽 지붕에서 눈의 몰림적설에 의한 추가하중은 그림 4.6-1과 같이 산정되어 균형설하중에 중첩되며,
가 0.2보다 작은 경우에는 몰림적설에 의한 하중은 고려할 필요가 없다. 몰림적설 깊이 는 그림 4.6-2로부터 구하며,
보다 클 필요는 없다. 몰림적설 폭 w 는 hd이며, 낮은쪽 지붕의 길이 이하로 한다. 최대 몰림적설 하중은 hd와 식(4.5-1)의 곱으로 구한다.
(1) 수평 인접거리 6m 이내에 있는 높은 구조물이나 주위환경으로부터의 몰림적설에 의한 추가하중은 4.6.1.1, 4.6.1.2에 적용된 방법으로 구하며, 인접거리 S에 따른 보정은 최대 추가하중치에 (6－S)/6을 곱하여 사용한다. 그러나 6m를 넘는 경우에는 추가하중을 고려하지 않아도 무방하다
(1) 지붕의 수직돌출부 길이가 4.5m를 넘는 경우 몰림적설에 의한 추가설하중 산정은 돌출부의 모든 방향으로 4.6.1을 적용한다.
(2) 파라펫에 의해 발생하는 지붕 주위의 몰림적설은 그림 4.6-2의 몰림적설 깊이의 1/2인 0.5를 사용하여 산정한다. 여기서, 파라펫의 길이
는 돌출부로부터 지붕모서리까지의 최대 거리로 15m를 넘지 않는다.
(3) 돌출부가 서로 만나는 부분의 몰림적설은 2개의 몰림적설 중에서 큰 값을 사용한다.
(1) 낮은쪽 지붕으로 흘러 내려 추가하중으로 작용하는 설하중은 높은쪽 지붕의 균형설하중이 낮은쪽 지붕으로 모두 흘러 내린다는 가정하에 산정하며, 총 추가하중 산출시 높은쪽 지붕의 표면상태에 관계없이 지붕경사도계수는 그림 4.4-1의 실선으로 표시된 값을 사용한다.
(2) 이미 쌓인 눈으로 인하여 높은쪽 지붕의 일부 눈이 더 이상 흘러 내릴 수 없는 경우나 높은쪽 지붕의 눈이 흘러 내려와서 낮은쪽 지붕에 쌓인 눈을 밀어낼 수 있다고 예상되는 경우에는 흘러내림 설하중을 감소할 수 있다.
(3) 흘러내림 설하중은 균형설하중과 중첩하여 작용한다고 간주되며, 낮은쪽 지붕이 높은쪽 지붕과 수평으로
혹은 6m 이상 이격되어 있다면 흘러내림에 의한 추가하중은 고려하지 않아도 무방하다.
(1) 처마가 지붕구조의 지지점에서 내민 경우에는 눈이 얼거나 적체된 경우를 고려하여 최소 2.0의 일정한 설하중이 내민 부분에 작용한다고 간주한다.
(1) 지상설하중이 1.0kN/m2 이하인 지역에서는 지붕의 경사각이 (w/15)° (w는 처마에서 용마루까지의 수평거리, m) 이하인 모든 지붕에 눈 위의 비로 인한 하중 0.25kN/m2을 추가하여야 한다. 이 추가하중은 평지붕설하중 또는 경사지붕설하중에 적용하여야 하며 최소설하중, 부분재하, 국부설하중에는 적용할 필요가 없다.
(1) 눈 녹은 물이나 눈 위의 비로부터 물고임하중이 생길 때, 배수를 위한 적절한 경사가 주어져 있지 않으면 지붕에 처짐이 생기므로 이에 대한 하중을 고려해야 한다.
(1) 다음과 같은 기타 설하중이 구조물의 안전에 영향을 미친다고 인정되는 경우에는 그 영향을 고려한다.
① 구조물의 외벽은 직접 접하는 적설량으로 인한 측압을 고려한다.
② 구조물이 쌓인 눈 가운데에 묻힐 가능성이 있는 경우, 적설의 침강에 따른 하중을 고려한다.
③ 발코니 등에 눈이 불어 닥치게 되는 경우, 불어온 눈의 하중을 고려한다.
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