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KDS 시설물/[7] 건축 구조기준

[1] KDS 41 10 15 건축구조기준 설계하중: 하중조합, 고정하중, 활하중, 적설하중

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  목 차  
1. 일반사항 1
1.1 적용범위 1
1.2 용어의 정의 1
1.3 주요기호 6
1.4 설계하중의 종류 12
1.5 하중조합 12
2. 고정하중 15
2.1 일반사항 15
2.2 기본방침 15
3. 활하중 15
3.1 일반사항 15
3.2 등분포활하중 15
3.3 집중활하중 18
3.4 중량차량 활하중 18
3.5 활하중의 저감 19
3.6 지붕활하중의 저감 20
3.7 유사활하중 21
3.8 차량방호하중 21
3.9 크레인하중 21
4. 적설하중 22
4.1 일반사항 22
4.2 지상적설하중 23
4.3 평지붕적설하중 24
4.4 경사지붕적설하중 26
4.5 지붕의 불균형적설하중 27
4.6 지붕의 국부적설하중 34
4.7 눈과 비의 혼합하중 32
4.8 기타 적설하중 33
5. 풍하중 33
5.1 일반사항 33
5.2 주골조설게용 수평풍하중 35
5.3 주골조설계용 지붕풍하중 36
5.4 외장재설계용 풍하중 37
5.5 설게속도압 38
5.6 풍방향가스트영향계수 44
5.7 주골조설계용 풍압계수, 풍력계수 48
5.8 외장재설계용 풍압계수 49
5.9 풍직각방향풍하중 72
5.10 비틀림풍하중 73
5.11 건축물 부족물 및 기타 구조물의 풍하중 75
5.12 풍하중의 조합 77
5.13 수평변위 및 응답가속도의 검토 78
5.14 간편법에 따른 풍하중 82
5.15 풍동실험 84
5.16 재현기간 1년 풍속 85
6. 지진하중 85
7. 토압 및 지하수압 85
7.1 일반사항 85
7.2 벽체에 작용하는 토압 및 지하수압 85
7.3 바닥에 작용하는 지하수압 86
8. 온도하중 86
8.1 일반사항 86
8.2 온도하중 86
9. 유체압 및 용기내용물 하중 86
9.1 일반사항 86
9.2 유체압 86
9.3 용기내용물 하중 86
10. 운반설비 및 부속장치 하중 87
10.1 일반사항 87
10.2 동력연동장치 지지구조물 87

 

 

건축물 설계하중 KDS 41 12 00 :2022 으로 변경되었음

(update 예정)


 

 

[1.1] 하중조합 (KDS 41 10 15, 1.5)

 

1.5 하중조합

(1) 건축구조물은 이 기준에서 규정한 하중을 기본으로 다음의 하중조합에 의한 하중효과에 저항하도록 설계하여야 한다.

(2) 다음의 하중조합에서 고정하중 외의 하중에 대해서는 하나 또는 그 이상의 하중이 작용하지 않을 경우도 검토하여야 한다.

(3) 구조재료에 따라 별도로 규정한 하중조합이 있는 경우에는 그 규정에 따라야 한다.

 

1.5.1 강도설계법 또는 한계상태설계법의 하중조합

(1) 강도설계법 또는 한계상태설계법으로 구조물을 설계하는 경우에는 다음의 하중조합으로 소요강도를 구하여야 한다.

 

 (1.5-1)

 (1.5-2)

 (1.5-3)

 (1.5-4)

 (1.5-5)

 (1.5-6)

 (1.5-7)

 

 

2022년 10월 변경

 (1.7-1)

 (1.7-2)

 (1.7-3)

 (1.7-4)

 (1.7-5)

 (1.7-6)

 (1.7-7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2) 주차장과 공공집회 장소를 제외하고 기본등분포활하중이 5.0 kN/ 이하인 용도에 대해서는 식 (1.5-3), 식 (1.5-4) 및 식 (1.5-5)에서 활하중 L 에 대한 하중계수를 0.5로 감소할 수 있다.

 

(3) 지하수압·토압 또는 분말 및 입자형 재료의 횡압력에 의한 하중

가 존재할 때는 다음의 하중계수를 적용하여 조합하여야한다.

 H 가 단독으로 작용하거나 H 의 하중효과가 다른 하중효과를 증대하는 경우에는 하중계수를 1.6으로 하여야 한다.

H 의 하중효과가 영구적이면서 다른 하중효과를 상쇄하는 경우에는 하중계수를 0.9로 하여야한다.

H 의 하중효과가 영구적이지 않으면서 다른 하중효과를 상쇄하는 경우에는 하중계수를 0으로 하여야한다.

 

1.5.2 허용응력설계법의 하중조합

(1) 허용응력설계법으로 구조물을 설계하는 경우에는 다음의 하중조합으로 작용응력을 구하여야 한다.

 

 (1.5-8)

 (1.5-9)

 (1.5-10)

 (1.5-11)

 (1.5-12)

 (1.5-13)

 

 (1.5-14)

 (1.5-15)

 

 

 

2022년 10월 변경

 (1.7-8)

 (1.7-9)

 (1.7-10)

 (1.7-11)

 (1.7-12)

 

 (1.7-13)

 (1.7-14)

 (1.7-15)

 

 

 

 

(2) 지하수압·토압 또는 분말 및 입자형 재료의 횡압력에 의한 하중 가 존재할 때는 다음의 하중계수를 적용하여 조합하여야 한다.

 H 가 단독으로 작용하거나 H 의 하중효과가 다른 하중효과를 증대하는 경우에는 하중계수를 1.0으로 하여야 한다.

 H 의 하중효과가 영구적이면서 다른 하중효과를 상쇄하는 경우에는 하중계수를 0.6으로 하여야 한다.

 H 의 하중효과가 영구적이지 않으면서 다른 하중효과를 상쇄하는 경우에는 하중계수를 0으로 하여야 한다.

(3) 이 하중조합을 사용할 경우에는 허용응력을 증대하여 설계할 수 없다.

 

1.5.3 돌발하중에 대한 하중조합

(1) 건축구조물이 화재, 폭발, 차량충돌 등에 의한 돌발하중에 저항하여 비비례붕괴를 방지하도록 강도와 안정성을 확보하기 위해서는 다음의 하중조합을 사용하여 검토한다.

 (1.5-16)

여기서, 

돌발사고 A에 의한 하중

 

(2) 돌발하중에 의하여 손상을 입은 구조물의 잔존저항능력은, 책임구조기술자가 식별하여 선정한 구조요소를 가상적으로 제거하고, 다음의 하중조합으로 평가한다.

 (1.5-17)

 


 

 

[1.2] 고정하중 (KDS 41 10 15, 2)

 

주요고정하중(kN/m3)

재료
자중( kN/㎥)
철골
78.5
석재
24~27
SRC
25
철근콘크리트(RC)
24
무근콘크리트
23
몰탈
20

 

2.1 일반사항

고정하중은 건축구조물 자체의 무게와 구조물의 생애주기 중 지속적으로 작용하는 수직하중을 말한다.

 

2.2 기본방침

건축구조물 각 부분의 고정하중은 각 부분의 실상에 따라 산정한다. 각 부분의 중량은 사용하는 재료의 밀도, 단위체적중량, 조합중량을 사용하여 산정한다.

 

 


 

 

[1.3] 활하중 (KDS 41 10 15, 3)

 

3. 활하중

 

3.2 등분포활하중

3.2.1 기본등분포활하중

건축구조물에 적용하는 기본등분포활하중의 용도별 최솟값은 표 3.2-1과 같다.

 

표 3.2-1 기본등분포활하중(단위:kN/㎡)

 
용도
등분포 활하중
1
주택
주거용 건축물의 거실
2.0
공동주택의 공용실
5.0
2
병원
병실
2.0
수술실, 공용실, 실험실
3.0
1층 외의 모든 층 복도
4.0
3
숙박시설
객실
2.0
공용실
5.0
4
사무실
일반 사무실
2.5
특수용도사무실
5.0
문서보관실
5.0
1층 외의 모든 층 복도
4.0
5
학교
교실
3.0
일반 실험실
3.0
중량물 실험실
5.0
1층 외의 모든 층 복도
4.0
6
판매장
상점, 백화점 (1층)
5.0
상점, 백화점 (2층 이상)
4.0
창고형 매장
6.0
7
집회 및
유흥장
모든 층 복도
5.0
무대
7.0
식당
5.0
주방
7.0
극장 및 집회장 (고정 좌석)
4.0
집회장 (이동 좌석)
5.0
연회장, 무도장
5.0
8
체육시설
체육관 바닥, 옥외경기장
5.0
스탠드 (고정 좌석)
4.0
스탠드 (이동 좌석)
5.0
 
용도
등분포 활하중
9
도서관
열람실
3.0
서고
7.5
1층 외의 모든 층 복도
4.0
10
주차장

옥외 차도1)
총중량 30kN이하의 차량(옥내)
3.0
총중량 30kN이하의 차량(옥외)
5.0
총중량 30kN초과 90kN이하의 차량
6.0
총중량 90kN초과 180kN이하의 차량
12.0
옥외 차도와 차도 양측의 보도
12.0
11
창고
경량품 저장창고
6.0
중량품 저장창고
12.0
12
공장
경공업 공장
6.0
중공업 공장
12.0
13
지붕
점유·사용하지 않는 지붕(지붕활하중)
1.0
산책로 용도
3.0
정원 또는 집회 용도
5.0
출입이 제한된 조경 구역
1.0
헬리콥터 이착륙장
5.0
14
기계실
공조실, 전기실, 기계실 등
5.0
15
광장
옥외광장
12.0
16
발코니
출입 바닥 활하중의 1.5배 (최대 5.0kN/㎡)
17
로비 및 복도
로비, 1층 복도
5.0
1층 외의 모든 층 복도 (병원, 사무실, 학교, 집회 및 유흥장, 도서관은 별도 규정)
출입 바닥 활하중
18
계단
단독주택 또는 2세대 거주 주택
2.0
기타의 계단
5.0
주 1) 총중량 90 kN 초과 180 kN 이하인 차량은 3.4의 규정에 따를 수 있다.
2) 총중량 180 kN을 초과하는 중량차량의 활하중은 3.4의 규정에 따라야 한다.

 

3.4 중량차량 활하중

총중량 180 kN을 초과하는 중량차량과 소방차량 및 응급차량, 지게차 및 이동장비 등의 활하중은 이 조항에 따라야 한다.

3.4.1 일반사항

총중량 180 kN을 초과하는 중량차량이 통행하는 바닥의 활하중은 kds 24 10 00'>KDS 24 10 00의 활하중 규정에 따라 산정하며 충격 및 피로를 고려하여 적용하여야 한다.

표준트럭하중 (KDS 24 12 21 , 4)

4.3.1.3.1 표준트럭하중

표준트럭의 중량과 축간거리는 그림 4.3-1과 같다. 충격하중은 4.4에 규정된 대로 적용되어야한다.

그림 4.3-1 표준트럭하중

4.3.2.1 크기와 형태

피로의 영향을 검토하는 경우의 활하중은 4.3.1.3.1에서 규정된 표준트럭하중의 80%를 적용한다. 이때 적용하는 충격계수는 4.4의 충격하중 조항을 적용한다.

4.4 충격하중 : IM

4.4.1 일반사항

(1) 4.4.2와 4.4.3에서 허용된 경우를 제외하고 원심력과 제동력 이외의 표준트럭하중에 의한 정적효과는 표 4.4-1에 규정된 충격하중의 비율에 따라 증가시켜야한다.

(2) 정적 하중에 적용시켜야 할 충격하중계수는 다음과 같다. (1+IM/100)

(3) 충격하중은 보도하중이나 표준차로하중에는 적용되지 않는다.

표 4.4-1 충격하중계수, IM

성 분
IM
바닥판 신축이음장치를 제외한 모든 다른 부재
피로한계상태를 제외한 모든 한계상태
25 %
피로한계상태
15 %

(4) 다음과 같은 경우에는 충격하중을 적용할 필요가 없다.

① 상부구조물로부터 수직반력을 받지 않는 옹벽

② 전체가 지표면이하인 기초부재

(5) 충격하중은 KDS 24 10 11(4.7.2.1) 의 규정에 따라 충분한 증거에 의해 검증될 수 있다면 연결부를 제외한 다른 부재에 대하여 감소시킬 수 있다.

BACK TO (KDS 41 10 15 , 3)

3.4.2 소방차량 및 응급차량의 활하중

소방차량 및 이와 유사한 응급차량의 통행이 예상되는 바닥의 활하중은 다음 중 더 큰 하중을 적용하여야 한다.

(1) 차량의 외부안정장치 접촉면 반력을 포함한 차량의 실제 작동하중

(2) 3.4.1의 규정에 따른 활하중

3.4.3 중량차량의 주차장 활하중

총중량이 180 kN을 초과하는 중량차량의 주차장 활하중은 3.4.1의 규정에 따라야 하며, 충격 및 피로를 고려할 필요는 없다. 차량의 실제하중 크기와 배치를 합리적으로 고려하여 활하중을 산정한다면 이를 적용할 수 있으나 그 값은 5.0 kN/ 이상이어야 하며 3.5(활하중의 저감)을 적용할 수 없다.

3.4.4 지게차 및 이동장비의 활하중

지게차 및 이와 유사한 이동장비를 지지하는 바닥은 차량 및 이동장비의 전체 하중과 바퀴하중에 대하여 설계하여야 하며, 충격 및 피로를 고려하여야 한다. 설계목적상, 충격하중은 차량의 전체 하중 또는 바퀴하중의 30%로 한다.

3.5 활하중의 저감

3.5.1 저감계수

지붕활하중을 제외한 등분포활하중은 부재의 영향면적이 36 이상인 경우 표 3.2-1의 기본등분포활하중에 다음의 활하중저감계수 C 를 곱하여 저감할 수 있다.

 (3.5-1)

 

여기서, 

:활하중저감계수

:영향면적(단, A ≧36㎡)

3.5.2 영향면적

영향면적은 기둥 및 기초에서는 부하면적의 4배, 보 또는 벽체에서는 부하면적의 2배, 슬래브에서는 부하면적을 적용한다. 단, 부하면적 중 캔틸레버 부분은 4배 또는 2배를 적용하지 않고 영향면적에 단순 합산한다.

그림 삽입 예정

3.5.3 제한사항

(1) 1개 층을 지지하는 부재의 저감계수 C 는 0.5 이상, 2개 층 이상을 지지하는 부재의 저감계수 C 는 0.4 이상으로 한다.

(2) 5kN/를 초과하는 활하중은 저감할 수 없으나 2개 층 이상을 지지하는 부재의 저감계수 C 는 0.8까지 적용할 수 있다.

(3) 활하중 5kN/ 이하의 공중집회 용도에 대해서는 활하중을 저감할 수 없다.

(4) 승용차 전용 주차장의 활하중은 저감할 수 없으나 2개 층 이상을 지지하는 부재의 저감계수 C 는 0.8까지 적용할 수 있다.

(5) 1방향 슬래브의 영향면적은 슬래브 경간에 슬래브 폭을 곱하여 산정한다. 이때 슬래브 폭은 슬래브 경간의 1.5배 이하로 한다.

3.7 유사활하중

3.7.1 손스침 하중

지붕, 발코니, 계단 등의 난간 손스침 부분에 대해서는 0.9kN의 집중하중 또는 2세대 이하의 주거용 구조물일 때 0.4kN/m, 기타의 구조물일 때 0.8kN/m의 등분포하중을 임의의 방향으로 고려하여야 한다.

3.7.2 내벽 횡하중

건축물 내부에 설치되는 높이 1.8 m 이상의 각종 내벽은 벽면에 직각방향으로 작용하는 0.25kN/ 이상의 등분포하중에 대하여 안전하도록 설계한다. 다만, 이동성 경량칸막이벽 및 이와 유사한 것은 제외한다.

3.7.3 고정사다리 하중

가로대를 가진 고정사다리의 활하중은 최소한 1.5kN의 집중하중을 각 부재에 가장 큰 하중효과를 일으키는 위치에 적용하여야 하며 3m 높이마다 하나 이상이 작용하도록 하여야 한다.


 

[1.4] 적설하중 (KDS 41 10 15, 4)

 

4.2.1 지상적설하중의 적용조건

(3) 최소 지상적설하중은 0.5kN/㎡로 한다.

4.2.2 기본지상적설하중

구조물에 대한 지역별 100년 재현주기 기본지상적설하중 Sg은 그림 4.2-1에 따른다.

(그림 생략)

4.3 평지붕적설하중

평지붕적설하중 

은 식(4.3-1)에 따라 산정한다.

(kN/) (4.3-1)

4.3.1 기본지붕적설하중계수 

기본지붕적설하중계수 

는 일반적으로 0.7로 한다.

4.3.2 노출계수 

노출계수 

는 일반적으로 표 4.3-1에 따른다.

 

표 4.3-1 노출계수 

 

 
주변 환경
 
A
지형, 높은 구조물, 나무 등 주변환경에 의해 모든 면이 바람막이가 없이 노출된 지붕이 있는 거센바람 부는 지역
0.8
B
약간의 바람막이가 있는 거센바람 부는 지역
0.9
C
바람에 의한 눈의 제거가 지형, 높은 구조물 또는 근처의 몇몇 나무들 때문에 지붕 하중의 감소를 기대할 수 없는 위치
1.0
D
바람의 영향이 많지 않은 지역 및 지형과 높은 구조물 또는 몇몇 나무들에 의하여 지붕에 바람막이가 있는 지역
1.1
E
바람의 영향이 거의 없는 조밀한 숲 지역으로서, 촘촘한 침엽수 사이에 위치한 지붕
1.2
 

1) 주변환경은 구조물의 수명기간에 지속되는 환경을 말한다.
2) 10 (지붕면에서 장애물까지의 높이) 거리 내에 있는 장애물들은 바람막이가 된다.
3)겨울에 잎이 떨어지는 낙엽수에 의한 장애물인 경우 는 0.1만큼 저감할 수 있다.

 

 

4.3.3 온도계수 

온도계수 

는 일반적으로 표 4.3-2에 따른다.

 

표 4.3-2 온도계수 

 

난 방 상 태
 
난방구조물(적설하중 제어구조)
1.0
비난방구조물(적설하중 비제어구조)
1.2

 

 

4.3.4 중요도계수 

중요도계수 

는 일반적으로 표 4.3-3에 따른다.

 

표 4.3-3 중요도계수 

 

중요도
1
2
3
중요도계수
1.2
1.1
1.0
0.8

* 국가건설기준센터 (https://www.kcsc.re.kr/) KDS 기준 참고

 

 

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