2022년 10월에 업데이트 됨 (빨간색)
[] 구조설계의 목적 및 설계방법
[] 구조물의 중요도 분류 (KDS 41 10 05, 3)
건축물의 중요도는 용도 및 규모에 따라 다음과 같이 중요도(특), 중요도(1), 중요도(2) 및 중요도(3)으로 분류한다.
3.1 중요도(특) [ Iw = 1.0, IE = 1.5(내진등급 특), 요구성능수준 IO (거주가능) ]
(1) 연면적 1,000 ㎡ 이상인 위험물 저장 및 처리시설
(2) 연면적 1,000 ㎡ 이상인 국가 또는 지방자치단체의 청사·외국공관·소방서·발전소·방송국·전신전화국, 데이터센터
(3) 종합병원, 수술시설이나 응급시설이 있는 병원
(4) 지진과 태풍 또는 다른 비상시의 긴급대피수용시설로 지정한 건축물
(5) 중요도(특)으로 분류된 건축물의 기능을 유지하는데 필요한 부속 건축물 및 공작물
3.2 중요도(1) [ Iw = 1.0, IE = 1.2(내진등급 I), 요구성능수준 LS (인명안전) ]
(1) 연면적 1,000 ㎡ 미만인 위험물 저장 및 처리시설
(2) 연면적 1,000 ㎡ 미만인 국가 또는 지방자치단체의 청사·외국공관·소방서·발전소·방송국·전신전화국, 데이터센터
(3) 연면적 5,000㎡이상인 공연장·집회장·관람장·전시장·운동시설·판매시설·운수시설(화물터미널과 집배송시설은 제외함)
(4) 아동관련시설·노인복지시설·사회복지시설·근로복지시설
(5) 5층 이상인 숙박시설·오피스텔·기숙사·아파트
(6) 학교
(7) 수술시설과 응급시설 모두 없는 병원, 기타 연면적 1,000㎡이상인 의료시설로서 중요도(특)에 해당하지 않는 건축물
3.3 중요도(2) [ Iw = 0.95, IE = 1.0(내진등급 II), 요구성능수준 LS (인명안전) ]
(1) 중요도(특), (1), (3)에 해당하지 않는 건축물
3.4 중요도(3) [ Iw = 0.90, IE = 1.0(내진등급 II), 요구성능수준 LS (인명안전) ]
(1) 농업시설물, 소규모창고
(2) 가설구조물
[1.2] 구조설계의 원칙 (KDS 41 10 05, 4.1)
건축구조물은 안전성, 사용성, 내구성을 확보하고 친환경성을 고려하여야 한다.
건축구조물은 유효적절한 구조계획을 통하여 건축구조물 전체가 KDS 41 10 15과 KDS 41 17 00에 따른 각종 하중에 대하여 KDS 41 17 00에서 KDS 41 70 00에 따라 구조적으로 안전하도록 한다.
건축구조물은 사용에 지장이 되는 변형이나 진동이 생기지 아니하도록 충분한 강성과 인성의 확보를 고려한다.
구조부재로서 특히 부식이나 마모훼손의 우려가 있는 것에 대해서는 모재나 마감재에 이를 방지할 수 있는 재료를 사용하는 등 필요한 조치를 취한다.
건축구조물은 저탄소 및 자원순환 구조부재를 사용하고 피로저항성능, 내화성, 복원가능성 등 친환경성의 확보를 고려한다.
[1.3] 구조설계법 (KDS 41 10 05, 4.2)
(1) 구조설계는 강도설계법, 한계상태설계법, 허용응력설계법, 허용강도설계법 또는 성능기반설계법에 따르거나 국토교통부장관이 이와 동등 이상의 성능을 확보할 수 있다고 인정하는 구조설계법에 따른다.
4.2.1 강도설계법 또는 한계상태설계법 [ 부재: 한계상태, 골조: 탄성상태 ]
(1) 강도설계법 또는 한계상태설계법에 따라 구조부재의 설계를 할 때에는 다음 방법에 따른다.
① 구조부재는 KDS 41 12 00과 KDS 41 17 00에 따른 하중 및 외력을 사용하여 산정한 부재력을 KDS 41 12 00(1.7.1) 에 따라 하중계수를 곱하여 조합한 소요강도 중 가장 불리한 값으로 설계한다.
② 구조부재의 계수하중에 따른 소요강도는 그 부재단면의 공칭강도에 강도감소계수를 곱한 설계강도를 초과하지 않도록 한다.
4.2.2 허용응력설계법 또는 허용강도설계법 [ 부재: 탄성상태, 골조: 탄성상태 ]
(1) 허용응력설계법 또는 허용강도설계법에 따라 구조부재의 설계를 할 때에는 다음 방법에 따른다.
① 구조부재는 KDS 41 12 00과 KDS 41 17 00을 사용하여 산정한 부재력을 KDS 41 12 00(1.7.2) 에 따라 조합하여 가장 불리한 값으로 설계한다.
② ①의 설계하중 및 하중조합에 따른 구조부재의 응력 또는 부재력은 KDS 41 19 00, KDS 41 50 00 및 KDS 41 60 00의 허용응력 또는 허용강도 이하가 되도록 한다.
4.2.3 성능기반설계법 [ 부재: 한계상태, 골조: 한계상태 ]
- 비선형 해석이나 실물실험으로 성능을 검증
- 구조설계의 원칙을 만족해야 함
- 성능수준에 적합한 하중조합의 하중에 부재의성능이 만족해야함
- 강도설계법 이상의 안전성 확보 입증 필요
(1) 성능기반설계법에 따라 구조부재의 설계를 할 때에는 다음 방법에 따른다.
① 구조물은 적절한 수준의 신뢰성과 경제성을 확보하면서 목표하는 사용수명 동안 발생가능한 모든 하중과 환경에 대하여 요구되는 구조적 안전성능, 사용성능, 내구성능 및 친환경성능을 갖도록 설계한다.
② 구조부재의 설계는 의도하는 성능수준에 적합한 하중조합에 근거하여야하며, 재료 및 구조물 치수에 대한 적절한 설계 값을 선택한 후 합리적인 거동이론을 적용하여 구한 구조성능이 요구되는 한계기준을 만족한다는 것을 검증한다. 구조부재의 강성․강도와 감쇠․물성치는 관련기준 또는 실험결과를 기초로 한다.
③ 실험절차는 KDS 41 10 10에 따른다.
④ 구조부재, 비구조부재 및 그 연결부는 해석 또는 실험과 해석에 의하여 강도설계법에 따라 설계된 부재에서 기대되는 신뢰성 이상의 강도·강성을 보유한 것이 입증되어야한다.
(1) 건축구조물의 구조계획에는 건축구조물의 용도, 사용재료 및 강도, 지반특성, 하중조건, 구조형식, 장래의 증축 여부, 용도변경이나 리모델링 가능성 등을 고려한다.
(2) 기둥과 보의 배치는 건축평면계획과 잘 조화되도록 하며, 보춤을 결정할 때는 기둥간격 외에 층고와 설비계획도 함께 고려한다.
(3) 지진하중이나 풍하중 등 수평하중에 저항하는 구조요소는 평면상 균형뿐만 아니라 입면상 균형도 고려한다.
(4) 구조형식이나 구조재료를 혼용할 때는 강성이나 내력의 연속성에 유의하며, 사용성에 영향을 미치는 진동과 변형도 미리 검토한다.
(1) 골조해석은 탄성해석을 원칙으로 하되 필요한 경우 비선형해석도 함께 수행하여 실제구조물의 거동에 가까운 부재력이 산출되도록 노력한다.
(2) 부재설계는 4.2(구조설계법)에 따른다.
(1) 구조설계서에는 최소한 다음의 내용을 포함하여야한다. 단, 4.3.2(골조해석 및 부재설계)를 수행한 책임구조기술자가 4.3.4(구조설계도의 작성)을 직접 수행하거나 6.1(구조설계도서의 구조안전 확인)을 수행하는 경우에는 이 조항에 따른 구조설계서 작성을 생략할 수 있다.
① 구조설계개요
구조형식에 대한 설명, 사용재료 및 강도, 하중조건 등 4.3.1(구조계획)에서 검토하고 고려한 사항들을 기술한다.
② 구조특기사항
구조안전에 꼭 필요하여 구조체공사시방서에 반영하여야 할 주요사항을 기술한다.
③ 구조설계요약
구조계산결과를 책임구조기술자의 경험과 기술력으로 평가·조정하여 경제적이고 시공성이 우수한 구조체가 되도록 구조평면, 부재단면, 접합의 유형을 스케치하고, 구조계산으로는 산정할 수 없으나 구조실험이나 경험으로 구조안전이 확인된 상세와 이 기준에 규정한 구조세칙 등을 표현한다.
④ 구조계산
골조해석과 이 기준의 재료별 설계법에 따른 계산결과를 싣는다.
[1.4] 구조설계도의 작성 (KDS 41 10 05, 4.3.4)
(1) 구조설계도는 구조평면도와 구조계산에 의하여 산정된 부재의 단면 및 접합부 상세를 표현하고, 아울러 구조계산에는 포함되지 않았으나, 이 기준에 규정한 구조세칙과 구조실험이나 경험 등으로 구조안전이 확인된 관련 상세까지도 표현하여 구조설계취지에 부합하도록 작성하여야 한다.
(2) 구조설계도는 설계의 진척도에 따라 계획설계, 중간설계, 실시설계의 3단계로 나누어 작성할 수 있다.
(3) 구조설계도에 포함할 내용은 다음과 같다.
① 구조기준
② 활하중 등 주요설계하중
③ 구조재료강도
④ 구조부재의 크기 및 위치
⑤ 철근과 앵커의 규격, 설치 위치
⑥ 철근정착길이, 이음의 위치 및 길이
⑦ 강부재의 제작·설치와 접합부설계에 필요한 전단력·모멘트·축력 등의 접합부 소요강도
⑧ 기둥중심선과 오프셋, 워킹 포인트
⑨ 접합의 유형
⑩ 치올림이 필요할 경우 위치, 방향 및 크기
⑪ 부구조체의 시공상세도 작성에 필요한 경우 상세기준
⑫ 기타 구조시공상세도 작성에 필요한 상세와 자료
⑬ 책임구조기술자, 자격명 및 소속회사명, 연락처
⑭ 구조설계 연월일
계획설계 시 : ① ③ ④ ⑨ ⑬ ⑭
중간설계 시 : ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑧ ⑨ ⑬ ⑭
실시설계 시 : ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ ⑭ = 모두 포함.
(1) 건축구조물의 안전성, 사용성, 내구성을 확보하고 친환경성을 고려하기 위해서는 설계단계에서부터 시공, 감리 및 유지·관리․단계에 이르기까지 이 기준에 적합하여야하며, 이를 위한 각 단계별 구조적합성과 구조안전의 확인사항은 다음과 같다.
(1) 건축구조물의 구조체에 대한 구조설계도서는 책임구조기술자가 이 기준에 따라 작성하여 구조적합성과 구조안전이 확보되도록 설계하였음을 확인하여야한다.
(1) 시공자가 작성한 시공상세도서 중 이 기준의 규정과 구조설계도서의 의도에 적합한지에 대하여 책임구조기술자로부터 구조적합성과 구조안전의 확인을 받아야 할 도서는 다음과 같다.
① 구조체 배근시공도
② 구조체 제작·설치도(강구조접합부 포함)
③ 구조체 내화상세도
④ 부구조체(커튼월·외장재·유리구조·창호틀·천정틀·돌붙임골조 등) 시공도면과 제작·설치도
⑤ 건축비구조요소의 설치상세도(구조적합성과 구조안전의 확인이 필요한 경우만 해당)
⑥ 건축설비(기계·전기비구조요소)의 설치상세도
⑦ 가설구조물의 구조시공상세도
⑧ 건설가치공학(V.E.) 구조설계도서
⑨ 기타 구조안전의 확인이 필요한 도서
(1) 시공과정에서 구조적합성과 구조안전을 확인하기 위하여 책임구조기술자가 이 기준에 따라 수행해야하는 업무의 종류는 다음과 같다.
① 구조물 규격에 관한 검토·확인
② 사용구조자재의 적합성 검토·확인
③ 구조재료에 대한 시험성적표 검토
④ 배근의 적정성 및 이음·정착 검토
⑤ 설계변경에 관한 사항의 구조검토·확인
⑥ 시공하자에 대한 구조내력검토 및 보강방안
⑦ 기타 시공과정에서 구조의 안전이나 품질에 영향을 줄 수 있는 사항에 대한 검토
(1) 유지·관리 중에 이 기준에 따라 구조안전을 확인하기 위하여 건축주 또는 관리자가 책임구조기술자에게 의뢰하는 업무의 종류는 다음과 같다.
① 안전진단
② 리모델링을 위한 구조검토
③ 용도변경을 위한 구조검토
④ 증축을 위한 구조검토
[1.5] 책임구조기술사의 자격, 책무, 서명, 날인 (KDS 41 10 05, 7)
(1) 책임구조기술자는 건축구조물의 구조에 대한 설계, 시공, 감리, 안전진단 등 관련업무를 각각 책임지고 수행하는 기술자로서, 책임구조기술자의 자격은 건축관련 법령에 따른다.
(1) 이 기준의 적용을 받는 건축구조물의 구조에 대한 구조설계도서(구조계획서, 구조설계서, 구조설계도 및 구조체공사시방서)의 작성, 시공, 시공상세도서의 구조적합성 검토, 공사단계에서의 구조적합성과 구조안전의 확인, 유지⋅관리단계에서의 구조안전확인, 구조감리 및 안전진단 등은 해당 업무별 책임구조기술자의 책임아래 수행하여야 한다.
(1) 구조설계도서와 구조시공상세도서, 구조분야 감리보고서 및 안전진단보고서 등은 해당 업무별 책임구조기술자의 서명⋅날인이 있어야 유효하다.
(2) 건축주와 시공자 및 감리자는 책임구조기술자가 서명⋅날인한 설계도서와 시공상세도서 등으로 각종 인⋅허가행위 및 시공⋅감리를 하여야 한다.
[1.7] 신뢰도 지수 (KDS )
Reference : Korea Design Standard ( kcsc.re.kr )
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