허용응력설계법 및 하중저항계수설계법 개요

◈ 허용응력설계법 및 하중저항계수설계법 개요

ㅇ 재료의 탄성변형 및 극한강도
- 재료에 하중을 가하면 처음에는 변형이 증가함에 따라 하중이 선형적으로 증가(탄성변형)하다가 항복점을 지난 후 최대점(극한강도)을 지나면 인장에 의한 단면적의 감소로 인장하중이 다시 감소하다가 파괴

 

《 강재의 인장변형 곡선 》

　　

변 형

 

ㅇ 허용응력설계법 (ASD, Allowable Stress Design)
- 재료의 탄성변형만을 고려한 설계로서, 부재에 작용하는 응력의 합계가 각 재료에 허용되는 응력 이하가 되도록 부재단면 결정

 

ㅇ 하중저항계수설계법 (LRFD, Load & Resistance Factor Design)
- 극한 또는 한계하중에 의한 부재력이 부재의 극한 또는 한계내력을 초과하지 않도록 부재의 단면을 결정하는 설계법

 

《 허용응력설계법 및 하중저항계수설계법의 비교(가정：하중 500t) 》

구 분	강도(kN)		단면적(mm2)	비고
ASD	공칭강도	1,469	46,988	단면적 차이 18,789
LRFD	허용압축강도	2,445	28,199

* 강재조건(기둥) : 14×74(양단힌지), 길이 20ft(6,096mm)

관련기사 (국토해양부, 2009.11.09)

                                             경제성.신뢰성을 높인 선진 강구조 설계법 도입
                                  - ‘하중저항계수설계법’을 적용한 강구조설계기준 제정(11.9) -

□ 국토해양부(장관 정종환)는 교량, 건축물 등 강구조물의 설계시 종전 ‘허용응력설계법('04)’ 대신 국제설계기준의 표준을 채택한 「강구조설계기준-하중저항계수설계법」을 제정‧공고(11.9)하였다.

□ 동 기준의 주요내용은 다음과 같다.  
 ㅇ 종전 설계법과 비교시 동일한 하중조건에서 강재의 응력을 탄성범위가 아닌 극한강도까지 최대한 활용하여 부재를 설계하므로 강재 절감이 가능하고 신뢰성을 제고
   * 하중저항계수설계법의 장점 (New Jersey DOT 2002)
     거더 강재 15% 절감, 바닥판 및 교각 철근량 15% ～ 40% 저감 등  → 전체 공사비 6% 절감
 ㅇ 건축물의 내진설계부분을 추가하고 안전에 취약한 접합부에 대한 상세기준을 제시하여 구조물의 안정성 도모 등

□ 앞으로 동 설계법이 적용되면 최근 증가하고 있는 초고층구조 건축물, 장대교량 등 강구조물에 대해 품질 및 신뢰성이 향상되고 경제적인 시공이 가능할 것으로 기대된다.