KBC 0802.1.4 기준 허용응력 보정

오랜만에 목구조 글을 이어간다.
0802.1.4를 보면 보정계수들이 나열되어 있으며 각 보정계수는 목재별 기준허용응력에 곱하여져 설계허용응력을 생성하게 된다. 즉 기준허용응력이 형상 및 환경에 따라 보정(증가나 감소)되는 것을 의미한다.

<표 0802.1.4.1>를 보면 여러 종류의 보정계수가 적용됨을 알수 있게 된다. 왜 목재는  이리도 많은 보정계수가 사용되는 것일까? 그 이유를 나열하면 목재는 균등 및 균질하지 않으며, 목재의 섬유방향(grain)과 힘의 작용방향에 따라 상이한 강도를 발휘한다. 또한 목재건축물의 환경과 목재의 처리과정 또한 목재의 강도변화에 영향을 미친다. 이제 한국설계코드와 캐나다 설계코드를 비교하면서 각종 계수를 정리하고자 한다.

0802.1.4.2. 하중계수(CD)
하중이 장기화 될수록 목재 강도가 감소되는 특성에 따라 활하중(LL)의 하중지속기간 10년을 기준(CD =1.0)으로 기타하중계수들이 증가 또는 감소된다.

Canada Wood Code(CSA-O86-01 Engineering Design in Wood)를 보면 KD 라는 하중기간계수(Load Duration Factor)를 첫번째 목재의 강도보정계수로 사용한다. 이 계수는 단기(Short term)하중(풍하중, 지진하중, 충격하중, 가설하중 등)은 1.15, 기본(Standard Term)하중은 1.0 그리고 영구(Permanent)하중
(고정하중 및 영구활하중-물탱크, 고정기계하중, 창고 및 수평토압 등)은 0.65를 적용한다. 또한 기준하중조건(KD = 1.0)에서 고정하중이 적용 활하중보다 크면 다음의 식에 의해 적용될수 있다.
KD = 1.0-0.5log(D/Ps) >= 0.65
여기서 D: 고정하중, Ps: 설하중(S), 활하중(L), 또는 1.0S+0.5L or 0.5S+1.0L

오늘 간단히 하중의 지속기간에 따른 보정계수에 대해서 알아 보았다. 목구조는 설계보정계수의 이해가 상당히 중요하다. 따라서 각별한 주의가 필요하다고 필자는 언급하고 여기서 오늘은 마무리한다.

대한민국 전통건축물이 구조설계코드로 표현되는 그날을 위해... ... .

대한국인 이희용(david.hy.lee@gmail.com)