건축구조기준 KBC2016 #1 주요개정내용

2016년 5월 31일 국토교통부고시 제2016-317호에 의거 건축구조기준이 7년만에 대대적으로 개정되었습니다.

건축구조기술자 뿐만 아니라, 최근 지진으로 인해 내진설계·구조설계에 대해 관심이 높아진 일반인들께서도 「건축구조기준」을 쉽게 이해할 수 있도록 정리해 나가도록 하겠습니다.

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「건축구조기준│KBC」

영어로 Korea Building Code이며, 건축구조전문가들은 KBC라는 약칭을 실무용어로 사용하고 있습니다. 

'건축물이 안전한 구조를 갖기 위한 최소기준'(국토교통부령.건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 제3조제1항)입니다.

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KBC의 발전

예전에는 철근콘크리트, 철골, 조적, 목구조 등등 각기 다른 구조를 다루는 학회 또는 협회마다 기준이 있었고 법적인 강제성이 없었습니다.

2005년 「건축구조설계기준│KBC2005」을 제정하면서 예전의 기준들을 통합시키고, 법적 근거를 부여하여 의무적으로 적용시키도록 하였으며, 이때까지 발전된 건축기술을 반영하였습니다.

2009년 「건축구조기준│KBC2009」은 건축구조설계 뿐만아니라, 시공과 사후관리의 규정까지 포함시켰기 때문에 종전 명칭에서 '설계'를 뺀 「건축구조기준」이라는 명칭을 사용하게 된 것이고, 그간 국내외 연구결과와 발전된 신기술을 적용시켜 구조안전이 명확하게 적용되도록 발전된 것입니다.

2016년 「건축구조기준│KBC2016」은 그간의 연구성과와 발전된 기술을 추가하면서, 그간에 발생한 사고들의 문제점과 우려되는 사고들을 더욱 적극적으로 예방하기 위해 개정되었습니다.

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「건축구조기준│KBC2016」의 주요개정내용

기준은 당초 '총칙, 구조검사 및 실험, 설계하중, 기초구조, 콘크리트구조, 조적구조, 강구조, 목구조'에 '기타구조'가 포함되어 9개의 장으로 구성됩니다. [KBC2016 0101.4]

이 기타구조는 '막구조, 케이블구조, 부유식구조'가 포함됩니다.

제1장 총칙 개정

- 목적에 '친환경성' 추가 [KBC2016 0101.1]

   당초 이 기준의 목적인 '건축물 및 공작물의 안전성, 사용성, 내구성의 확보'에 미래지향적으로 '친환경성'이 포함되었습니다. 

- 적용범위에 '비구조요소' 포함 [KBC2016 0101.2]

   당초 이 기준의 적용인 '건축물 및 공작물의 구조체, 부구조체, 가설구조물'에 '비구조요소'도 포함되었습니다.

- 성능설계법의 정의와 방법 추가 [KBC2016 0104.2.3]

   당초 기준의 구조설계법은 '허용응력설계법·허용강도설계법, 강도설계법·한계상태설계법'만 대상이었으나, '성능설계법(performance-based design)'도 포함되었습니다.

   성능설계법은 구조물의 성능을 검증하는 설계법이고, 기준에서 주어지는 설계방법과 관계없이 어떤 증명방법을 사용하든 성능만 검증되면 그 설계결과를 사용할 수 있다는 방법입니다. 종전에는 기준에 주어진 대로 설계하는 방법과는 반대의 개념으로 이해하시면 됩니다.

- 구조기준과 시방서의 우선순위 정립 [KBC2016 0101.5]

   구조기준과 시방서가 다른 경우로서, 당초에는 '하중 및 하중계수'에 대해서 KBC2009를 우선적으로 따르도록 되어 있지만, 이번 개정을 통해서 하중 및 하중계수가 포함된 설계 뿐만아니라, 시공·재료물성까지 KBC2016를 우선적으로 따르도록 하였고, 이것이 서로 상충할 경우에도 우선순위를 「건축구조기준」→「콘크리트구조기준」→「하중저항계수설계법에 의한 강구조설계기준」→「냉간성형강구조설계기준」→「구조물기초설계기준」→「건축공사표준시방서」의 순으로 적용하도록 되었습니다.

제2장 구조검사 및 실험 개정

- 내진구조검사 신설 [KBC2016 0201.4.2]

   내진구조검사 대상은 '①중요도 '특' 또는 '1'에 해당하는 건축물의 구조와 비구조요소, ②제진·면진시스템, ③구조설계자가 구조안전성확보를 위해 요청한 경우'입니다. 그러나, 위에 해당하는 대상 중에도 '①단주기설계응답스펙트럼가속도가 0.5g이하면서 구조물 높이가 10m이하 경골구조, ②단주기설계응답스펙트럼가속도가 0.5g이하면서 구조물 높이가 7m이하 보강조적조·철근콘크리트조로 구성된 내진시스템, ③비틀림비정형·비평행시스템·강성비정형(약층)·강도불연속(약층)이 없는 2층 이하 1~2가구 단위의 경량골조 독립주택'인 경우는 제외합니다.

   내진구조검사는 '지진하중에 대한 특별검사[KBC2016 0205]'에 따라 강구조는 강재의 '품질서류 확인, 용접작업, 지진력저항시스템 구성요소들의 스크류 및 고력볼트 체결법'에 대한 것이고, 콘크리트구조는 '지진력저항시스템의 철근과 배근위치, 철근 용접검사'에 대한 것이고, 목구조는 '지진력저항시스템 구성요소들의 못접합'에 대한 것입니다.

- 내풍구조검사 신설 [KBC2016 0201.4.2]

   내풍구조검사 대상은 '①기본풍속 35m/sec 초과지역의 높이 22m이상인 건축물, ②구조설계자가 구조안전성확보를 위해 요청한 경우'입니다.

   내풍구조검사는 '풍하중에 대한 특별검사[KBC2016 0206]'에 따라 강구조는 '풍하중저항시스템 구성요소들의 스크류 및 고력볼트 체결법, 콘크리트구조는 '풍하중저항시스템의 철근과 배근위치, 철근 용접검사'에 대한 것이고, 목구조는 '풍하중저항시스템 구성요소들의 못접합'에 대한 것입니다.

- 내진성능 구조실험 신설 [KBC2016 0208]

   위 '지진하중에 대한 특별검사'가 필요한 중요도 '특' 또는 '1' 구조물에서 내진시스템에 대하여, ①철근의 공인시험서 제출 및 용접시엔 용접성을 증명하는 화학성분 실험, ②내진구조의 구조용 강재 성능실험은 제7장(강구조)의 품질보증 관련 조항에 따름, ③비구조요소의 내진성능 검증은 책임구조기술자가 정하는 바에 따름, ④면진·제진시스템에 대한 실험은 책임구조기술자가 정하는 바에 따름.

- 일반검사 절차 세부사항 추가 [KBC2016 0203]

   일반검사는 KS제품이 아닌 경우에 적용하는 사항으로, 통상 철근이나 철골, 고력볼트, 앵커볼트 등은 KS품징 시험성적서를 제출받아 현장반입시 확인으로 처리하며, 콘크리트는 정하는 바에 따라 시험하면 됩니다.

- 현장재하시험의 적용범위·방법·책임자 구체적 명시 [KBC2016 0210]

   시공자가 구조물의 전체 또는 일부를 설계도서대로 시공하지 않았거나 시공품질의 저하로 인하여 예상하중에 대한 구조물의 안전성이 의심되면 책임구조기술사는 건축주에게 구조적 평가를 요청할 수 있습니다. 평가에 의해 구조체의 보유내력이 기준에서 정한 내력에 미달하면 건축주는 현장재하실험 실시, 즉시 시공중단 지시, 시정해야 하는 조항이 신설되었습니다. 건축주의 책임조항이 신설된 것입니다. 그런데 건물에 대한 현장재하실험은 실험기간 중 과도한 영구변형이나 붕괴가 발생하지 않도록 계획하고 인명이나 구조물의 안전을 확보할 수 있는 방식으로 수행해야 하는데, 금액적으로나 안전성에서 상당한 부담이 있기 때문에 실효성에는 의문이 듭니다.

- 재하실험 방법의 통합 [KBC2016 0210]

   재하실험을 통해서 구조내력을 직접 확인할 수 없습니다. 단지 처짐이나 균열 진행 또는 잔류변형을 확인하여 안전성을 확인하는 것입니다. 

   재하실험에는 크게 '①콘크리트구조, ②강구조, ③말뚝'의 3가지입니다.

   ①콘크리트구조 재하실험방법은 강도가 의심스러운 보나 슬래브의 위험단면에서 최대응력과 처짐이 발생하도록 하중배치를 결정하고, 재하하는 실험하중은 구조부분에 작용하고 있는 고정하중을 포함하여 설계하중의 85%, 즉0.85(1.2D+1.6L)이상이어야 하며, 활하중 L의 결정은 기준에 따른 활하중감소율을 적용할 수 있습니다. 재하를 통해서 처짐, 회전각, 변형률, 미끄러짐, 균열폭 등의 측정으로 확인합니다. 재하 직전 1시간 이내에 영점 확인을 하고, 하중이 불균형으로 재하되지 않도록 하고, 실험하중은 4회 이상 균등히 나누어 증가시키고, 측정은 각 하중단계가 가해진 직후마다, 그리고 모든 실험하중이 24시간 이상 작용된 이후에 해야 합니다. 실험하중은 모든 측정값을 얻은 직후에 제거하며 최종잔류측정값은 실험하중이 제거된 후 24시간이 경과했을 때 읽어야 합니다.

   ②강구조 재하실험방법은 실험하중을 점진적으로 증가시키고, 실험강도는 최대 재하하중에 현장에서 확인된 고정하중을 더한 값으로 하며, 바닥구조 활하중에 대한 내하력은 실험강도를 1.2D+1.6L를 등치시켜 산정합니다. 사용하중 수준을 초과하는 구조물에 비탄성거동이 나타나면 주기적으로 재하해서 영구변형과 비탄성변형의 크기를 기록합니다.

   ③말뚝 재하실험 종류에는 압축재하, 인발재하, 횡방향재하실험이 있고, 방법에는 정재하 또는 동재하실험방법을 고려할 수 있으며, 설계지지력이 수천 톤인 현장타설말뚝에 대해서는 양방향 재하실험을 고려할 수 있습니다. 압축정재하실험은 전체 말뚝개수의 1%이상 으로 100개 미만시에는 최소 1개소, 구조물별로 1회는 실시해야 합니다.

제3장 설계하중 개정

- 하중조합의 통합 [KBC2016 0301.5.1]

   기존에 서로 상이했던 콘크리트구조와 강구조의 하중조합을 동일한 형식으로 통일했습니다. 기존의 콘크리트는 지하공간에 대해 지하외벽의 높이에 따른 토압 및 수압의 수평압력 영향을 기본 하중계수에서는 제외시키되, 필요시 반영토록 하는 조건항목을 별도로 마련했습니다. 

- 허용응력설계법의 하중조합 추가 [KBC2016 0301.5.2]

   콘크리트구조나 강구조의 지상구조물 설계에서는 KBC2005부터 이전까지의 허용응력설계법을 버리고 한계상태설계법을 채택했으며, KBC2009에서는 하중조합계수를 일례로 고정하중과 활하중만 고려시 KBC2005에서 1.4D+1.7L였던 것을 1.2D+1.6L로 수정했습니다. 이에 상응하는 강도감소계수도 줄여서 조정되었습니다. KBC2016에서는 구조설계 실무에서 지속적으로 사용하던 지반 지내력과 말뚝의 내력 등의 검토에 적용하는 허용응력설계법의 하중조합을 추가했습니다.

- 돌발하중 추가 [KBC2016 0301.5.3]

   구조물에 화재, 폭발, 차량충돌 등에 의한 돌발하중에 저항하여 붕괴를 방지하도록 안정성을 확보하기 위해 돌발하중이 포함된 하중조합식이 새롭게 생겼고, 돌발하중에 의해 손상을 입은 구조물의 잔존저항능력에 대한 평가에 적용하기 위해 돌발하중이 배제된 하중조합식도 새롭게 생겼습니다. 이렇게 2개 조항만 신설되었고, 돌발사고에 의한 하중의 값을 제시하지는 못했지만, 향후 다양한 사고유형과 사례분석을 통해 하중의 정의와 크기에 대한 세부적인 조항이 업데이트 될 것으로 기대됩니다.

- 활하중 강화 [KBC2016 0303]

   많은 사람이 일시에 모일 가능성에 대비해 모든 용도의 로비 및 1층 복도는 5KN/㎡로 상향 적용했고, 1층 이외의 모든 복도에 대해서는 병원·사무실·학교·도서관은 4KN/㎡로 상향, 집회 및 유흥장은 5KN/㎡로 상향 적용했으며, 그외의 모든 건물에서는 해당 복도를 출입하는 공간의 바닥활하중을 그대로 따르도록 강화했습니다. 화재시 많은 사람들이 몰릴 수 있는 발코니도 해당 출입하는 공간의 바닥활하중에 1.5배(최대 5KN/㎡이내)로 강화했습니다. 계단 또한 기존에 기준이 없어 출입공간의 활하중을 임의로 적용했었지만, 단독주택·2세대거주주택의 계단은 2KN/㎡, 기타 모든 계단은 5KN/㎡를 적용하도록 규정하였습니다. 주차장 및 옥외차도는 종래 차종별(승용차·경량트럭·중량트럭·빈 버스)에서 총 중량별(30KN·90KN·180KN이하별)로 규정하여 적용한계를 명확히 하였습니다.

- 적설하중 정밀화 [KBC2016 0304]

   지상적설하중은 최신 관측자료 연구결과를 반영하여 표(지역명)방식에서 지도상의 등고선으로 표시하여 정확성을 기하면서 실무편의를 도모했습니다. 특수한 지형에서는 국지적으로 폭설이 우려되는데, 지상적설하중이 3KN/㎡이하 지역의 고지대나 산간지역에서는 지상적설하중의 1.5배를 적용하도록 했습니다. 눈에 비가 혼합하면 무게가 상당해 지는데, KBC2009에서는 지붕경사도가 1/24미만시 0.25KN/㎡를 추가하도록 되어 있던 것을, KBC2016에서는 지상적설하중이 1KN/㎡이하인 지역에서는 눈·비혼합하중을 지붕경사각이 (W/15)˚이하시 0.25KN/㎡를 추가하도록 개정했습니다. 경사도가 경사각으로 바뀐 것인데요. 일례로 비교해서 살펴보면 처마에서 용마루까지 거리인 W가 30m이고 높이가 1.2m라면, 종전 기준으로는 1/25가 되므로 혼합하중으로 고려대상이었지만, KBC2016에서는 30×tan(30/15)˚=1.047m<1.2m이므로 비고려대상이 되고, W가 60m이고 높이가 2.5m라면 1/24가 되므로 비대상이었지만,  KBC2016에서는 60×tan(60/15)˚=4.195m>2.5m이므로 고려대상이 됩니다. 즉, 용마루에서 처마까지 길이가 길어질수록 눈·비 혼합물이 미끄러져 내려갈 수 있는 요구각도가 커진다는 것이 반영된 것입니다. 같은 경사라 할지라도 짧은 거리에서보다 미끄러져 내려가야 하는 거리가 길어질수록 눈·비 혼합물이 중간에 정체될 우려가 더 커지는 것이 실질적으로 반영된 것입니다.

- 풍하중 구체화 [KBC2016 0305]

   정형건축물이면서 일정 형태를 충족하면 풍동실험을 하지 않고도 비틀림풍하중, 풍직각방향풍하중을 산정하는 방법이 신설되었습니다.

   소규모건축물이면서 일정 형상을 충족하면 간편법에 따른 풍하중을 산정하는 방법이 신설되었습니다.

   풍하중에 대한 건물의 중요도계수(특) 이상의 I_W=1.05를 적용하는 초고층건축물의 정의를 '50층 이상 또는 200m 이상'으로 서울시조례와 동일하게 하였습니다.

   기본풍속은 기존 5m/sec 간격으로 표(지역명)방식에서 1996~2012년까지 최근 17년간 풍관측자료를 추가 재평가하여 2m/sec 간격으로 지도상의 등고선으로 표시와 표(지역명)방식을 병기하여 정확성을 기하면서 실무편의를 도모했습니다.

   원형건축물·가설벽체·지붕형태등의 풍력계수를 제시하여 실무편의를 도모했습니다.

   풍동실험법의 적용범위와 실험조건을 명확하게 하여 실무편의를 도모했습니다.

- 지진하중 강화 [KBC2016 0306]

   '지진과 태풍 또는 다른 비상시의 긴급대피수용시설로 지정한 건축물'이 건물 중요도(특) 대상에 추가 되었습니다.

   기존 미국기준의 지반특성에 따른 지반종류에서 우리나라 지반특성을 반영한 분류 및 지반증폭계수가 수정되고 세분화되었습니다.

   성능설계법이 신설되어 추가되었습니다. 이에따라 초고층·대공간·중요시설물 등에 비탄성해석을 이용, 보다 정확한 해석이 고려되고 다양한 성능수준을 만족할 수 있게 되었습니다.

   면진구조물과 감쇠시스템 적용 구조물의 내진설계 조항이 신설되었습니다.

제4장 기초구조 개정

- 허용응력설계법 적용범위 [KBC2016 0401.1.(3)]

   KBC2009에서는 허용지지력, KBC2016에서는 '지반 및 말뚝의 안전성 검토'로 같은 내용이지만 좀더 구체적으로 표현하였습니다.

- 비탈면과 직접기초의 이격 조항 신설 [KBC2016 0406.1.4]

   연성옹벽(보강토옹벽 또는 석축등) 또는 비탈면에서 직접기초의 안정성을 확보하고자 했습니다. 그러나 세부적인 기준이 아닌, 충분히 이격하라는 주지 정도의 수준입니다.

- 무리말뚝 효율성 고려 [KBC2016 0407.3.1]

무리말뚝의 효율을 고려하기 위한 산정식이 추가되었습니다. 최근 공동주택 수직증축시 기존말뚝에 보강말뚝을 추가하는 경우에도 무리말뚝효과를 검토하여 파일이 내력을 결정할 수 있습니다.

- 케이싱 없는 현장타설콘크리트말뚝의 설계식이 추가 [KBC2016 0407.10.6.(7)]

- 말뚝기초의 내진해석방법과 내진상세기준이 추가 [KBC2016 0407.13]

- 병용기초 조항신설 [KBC2016 0408]

   KBC2009에서는 병용기초(서로 다른 기초를 병용한 기초형식)을 가능한 피하라고만 되어 있지만, KBC2016에서는 피하라는 조항은 유지하면서 신중하게 고려해서 설계하는 상세 조항이 추가했습니다.

제5장 콘크리트구조 개정

- 수평하중에 대한 하중계수 개선 [KBC2016 0301.5.1]

   토압·수압·분말재료에 의한 횡압력에 의한 수평하중H의 하중계수를 합리적으로 수정하였습니다.

- 철근 설계기준항복강도 상향조정 [KBC2016 0503.3.4]

   긴장재를 제외하고 사용가능한 철근의 설계기준항복강도가 기존 550MPa에서 600MPa까지 상향 완화되었습니다. KCI2012를 따른 것입니다.

- 콘크리트 탄성계수 강화 [KBC2016 0503.4.3.1]

   콘크리트 탄성계수의 주요 인자인 콘크리트평균압축강도f_cu는가 이전에는 f_ck+8MPa로 유럽설계기준을 따라서 통상의 품질관리조건에서 Δf 값을 8MPa로 단일화 했던 것이지만, 최근 우리나라에 시공된 콘크리트에 대한 연구결과에 따라 f_ck가 40MPa 이하이면 Δf는 4MPa,  f_ck가 60MPa 이상이면 Δf는 6MPa, 그 사이는 직선보간하는 것으로 바뀌었습니다. 내진설계시 지진력저항수평부재의 강성력은 f_ck가  40MPa 이하이면 이전대비 4.4%정도 감소됩니다.  KCI2012를 따른 것입니다.

- 유효강성 조항 신설 [KBC2016 0503.4.6] 

   철근콘크리트구조시스템의 횡변위 산정시 강성의 저하를 고려기 위해 신설되었습니다. KCI2012를 따른 것입니다.

- 전단철근·비틀림철근 설계기준항복강도에 대한 제한 완화 [KBC2016 0507.4.1.(3) & 0507.9.6.1.(4)]

   전단철근·비틀림철근의 설계기준항복강도가 기존 400MPa에서 500MPa까지 상향 완화되었습니다. 위 철근의 설계기준항복강도를 포함하여 상향 조정된 이유는 국내 실험결과와 해외 연구사례를 반영한 KCI2012를 따른 것입니다.

- 확대머리 이형철근 기준 도입 [KBC2016 0502.2.3.9 & 0508.2.6] 

   확대머리 이형철근은 인장 정착길이가 인장이형철근의 약 32%, 표준갈고리를 갖는 인장이형철근의 약 79%정도로 최소 8db 또는 150mm이상이며, Wall Girder가 없는 벽체에 수평직각방향으로 보가 설치될 수 밖에 없어 기존의 정착길이로 해결이 곤란한 경우에 적용됩니다. 압축정착에는 사용하지 않습니다. KCI2012를 따른 것입니다.

- 슬래브와 기초판 공칭전단강도식 수정 [KBC2016 0507.12]

   2방향전단(Punching Shear)에 의한 공칭전단강도를 기존의 간편식에서, 두께계수·위험단면둘레길이영향계수·압축대콘크리트인장강도·슬래브휨압축대균열각도·위험단면압축대깊이평균값·위험단면압축대평균압축응력·인장주철근영향이 모두 고려된 정밀식으로 수정되었습니다. 기존식에서 개선발전된 것이 아니라, 완전히 새로운 개념으로 만들어진 식이고, 실무에서 평가시 기존식 대비 새로운식의 결과값은 전혀 유사하게 도출되는 경우가 대부분입니다. 최신의 연구성과들이 반영되어 고도의 산정식으로 진화가 아닌 대체된 것이며, KCI2012를 따른 것입니다.

- 압축이형철근의 이음식 보완 [KBC2016 0508.6.3]

   압축이형철근의 이음식이 기존(KBC2009)에서는 철근항복강도f_y가 400MPa이하에는 0.072f_yd_b 이상, 400MPa초과시에는 (0.13f_y-24)d_b 이상이어야 하고, 어느경우에도 300mm이상 확보하며, 콘크리트 압축강도가 21MPa미만이면 겹침이음길이를 1/3 증가시키도록 되어 있었습니다.

   이번 개정된 KBC2016에서는 콘크리트압축강도가 고려된 새로운 식 [1.4f_y/(λ√(fck))+52]d_b 을 추가했고, 이 식으로 계산한 이음길이는 f_y가 400MPa이하에는 0.072f_yd_b 보다 길 필요가 없고, f_y가 400MPa초과시에는 (0.13f_y-24)d_b보다 길 필요가 없는 것으로 바뀌었습니다. 어느경우에도 300mm이상 확보하며, 콘크리트 압축강도가 21MPa미만이면 겹침이음길이를 1/3 증가시키는 조항은 그대로 입니다. KCI2012를 따른 것입니다. 일례로 f_y=400MPa, D19, fck=24MPa, 보통콘크리트 사용조건에서 KBC2009에서는 547.2mm 이상이어야 했지만, KBC2016에서는 1,183.9mm로 계산되지만, 단서조항에 따라 547.2mm이상만 사용하면 되는 것인데, 통상의 건물들에 사용되는 콘크리트로는 기존식과 대비해 겹침이음길이 계산값이 달라지지 않지만, 초고층건물이나 특수한 용도의 건물로서 콘크리트압축강도fck가 48MPa이상을 사용하는 경우에는 새로운 식으로 인한 겹침이음길이의 절감을 이끌어 낼 수 있습니다.

제6장 조적구조 개정없음

제7장 강구조 개정

- KS강재분류 개정 [KBC2016 0701.4.3.1]

   SS400·SM시리즈·SMA시리즈·SN시리즈는 기존과 동일합니다. 건축구조용열간압연H형강에서 기존 SHN490에서 SHN400이 추가되었고, 기존 용접구조용원심력주강관 SCW490-CF가 사라지고 건축구조용고성능압연강재 HSA800이 새로 추가되었습니다.

   주요강재종별 항복강도가 두께별로 기존에 40mm이하, 40mm초과 100mm이하 2가지에서, 40mm이하, 40mm초과 75mm이하 , 75mm초과 100mm이하 3가지로 구분되었고, TMC는 80mm이하 항복강도가 SM490TMC는 325MPa에서 315MPa로 수정, SM570TMC는 440MPa에서 450MPa로 수정되었습니다. 

- 볼트구멍 순단면적 수정 [KBC2016 0701.3.12.2]

   기존에는 볼트체결되는 인장재의 유효순단면적을 산정하기 전단계의 순단면적 계산시 볼트구멍에 의한 단면결손 공칭구멍직경에 2mm를 추가 공제하도록 되어 있었지만, 2011년 한국강구조학회에서는 국내의 경우 볼트구멍 천공시 노치효과가 크지 않은 드릴링이 주로 사용되므로 볼트구멍직경만 공제해야 한다고 주장하였고, 이번에 개정되면서 이 부분이 반영되었습니다. 실무에서도 조금더 실제적인 여유력을 확보하게 되었지만, 무엇보다 건축구조기술사 자격시험에 비교적 많은 빈도수로 출제되는 강구조 인장재의 유효순단면적, 순단면의 파단강도, 블록전단파단강도 산정시 이 변경된 내용을 추가기재한다면 조금더 높은 점수 확보가 가능할 것입니다.

- 합성구조와 이에 따른 강재앵커 조항 개정 [KBC2016 0709]

   다양한 합성구조가 현장에서 정용되는 사례가 증가하는 상황에서 최근 연구성과와 EC4, AISC를 참고하여 현장적용성을 확대했습니다.

- 합리적 용접설계 가능 [KBC2016 0710.2.5]

   용접부 설계강도가 KBC2009에서는 모재공칭강도와 용접재유효면적으로만 계산되어, 실제적으로 용접재 강도에 대한 실체적 접근이 안 되었는데, KBC2016에서는 모재공칭강도 외에 용접재공칭강도식과 용접재료별강도(Chart 0701.4.14)가 추가되어 합리적인 용접설계가 가능해졌습니다.

- 고장력볼트 조임종류와 용도 상세화 [KBC2016 0710.3.1]

   KBC2009에서는 '고력볼트'라는 명칭이 KBC2016부터는 '고장력볼트'로 수정되었습니다.

   KBC2009에서는 조임종류로 마찰접합·밀착조임 2가지와, 조임방법으로는 너트회전법·토크관리법·토크쉬어볼트법·직접인장측정법 4가지가 명기되어 있지었지만, KBC2016에서는 조임종류에 전인장조임(설계볼트장력으로 조임하되 마찰면처리는 밀착조임과 동일)이 추가되었고, 위 조임방법 4가지는 마찰접합·전인장조임에서 적용하는 것으로 명기하였습니다.

- 고장력볼트 마찰접합 설계강도 영향요인 변경 [KBC2016 0710.3.6]

   KBC2009에서 설계미끄러짐강도는 Øμh_scT_oN_s 였고, KBC2016에서는 미끄럼한계상태에 대한 마찰접합의 설계강도로 이름이 바뀌면서 식도 Øμh_fT_oN_s 로 바뀌었습니다. h_sc(구멍종류에 따른 계수)에서 h_f(필러계수)로 바뀐 것인데, h_sc는 볼트대비 구멍 클 수록 유격이 발생할 우려가 있어 계수 값이 작아졌던 것이고, h_f는 볼트가 접합시키는 강재 사이에 필러(두께가 다른 강재를 덧판 사이에 끼우고 두께를 조정하기 위해 삽입하는 얇은 철판)가 '필러내 하중분산을 위해 볼트를 추가하지 않고 2개이상의 필러를 사용시'에 0.85, 그외에는 1.0을 적용하여 필러에서의 하중분산과 미끄러짐을 고려하는 것으로 바뀌었습니다.

- 패널존 보강판 설치방법의 상세화 [KBC2016 0713.9.3.3]

   보강판은 완전용입 또는 필릿용접으로 기둥플랜지에 용접하는 기존 내용에, 연속판이 없는 경우는 보강판의 하중전달 역할을 위해 보강판 상하부를 필릿용접 하도록 추가, 기둥웨브에서 떨어지는 경우는 보강판 전체두께 강도가 발현되도록 기둥플랜지에 완전용입용접하면서 위치는 보플랜지 끝단과 기둥중심선에서 1/3~2/3위치로 좌우대칭으로 배치하고, 연속판이 있는 경우에는 연속판에 용접할 수 있고, 연속판이 없는 경우에는 보강판을 접합부에 연결된 보들 중에 가장 깊은 보의 위아래 최고 150mm연장해서 용접하도록 상세화시켰습니다. 

- 합성내진시스템 부재 세분화 [KBC2016 0714.6.5]

   합성부재 중 충전형합성기둥의 강관을 고연성과 중간연성으로 구분하여 판폭두께비 제한값을 세분화 하였습니다. 중간연성은 기본 판폭두께비값 그대로 이고, 고연성은 강관의 두께가 각형은 1.62배 이상, 원형은 1.98이상 두꺼워져야 합니다.

제8장 목구조 개정

- 육안등급구조재기준허용응력 조항 수정 [KBC2016 0802.1.3.1]

- 기계등급구조재 등급 세분화 [KBC2016 0802.1.3.2]

- 구조용집성재용 층재 수종구분표 신설 [KBC2016 Chart 0802.2.5]

- 구조용OSB 내용 추가 [KBC2016 0802.3.2]

- 목구조 내진설계 동적해석법 추가 [KBC2016 0804.7.2.1]

- 수평격막 허용전단내력 규정 추가 [KBC2016  Chart 0804.7.6&7]

- 목재전단벽 설계 일반사항 추가로 수평격막과 전단벽 내용 분리 [KBC2016 0804.7.4]

제10장 기타구조 신설

기타구조로 막구조와 케이블구조, 그리고 부유식구조에 대한 구조해석 및 설계기준이 마련되었습니다.

막구조는 자중을 포함하는 외력이 쉘구조물의 기본원리인 막응력에 따라서 저항되는 구조물이고, 휨 또는 비틀림에 대한 저항이 미미하거나 전혀 없는 특징을 가지고 있습니다.

케이블구조는 인장응력만을 받을 목적으로 제작 및 시공되는 부재입니다.

부유식구조는 땅이 아닌 물 위에 만들어진 구조물로 물에 뜨는 부유 함체 위에 만들어집니다.  

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KBC2016에 대한 기대평

드디어 KBC2016이 나왔습니다. 

KBC2009이후 개정 착수가 2011년부터 시작되었고 당초 2013년 12월 23일까지 개정안이 나올 것으로 기대 되었으나 , 재검토기한 당일에 3년 더 연장되어 2016년 12월 23일로 재검토기한을 연장했습니다. 그래도 혹시나 2013, 2014, 2015년도마다 개정판이 나오지 않을까 기대했지만, 2014년 7월에 지상적설하중표 및 눈·비혼합하중 고려조건의 변경, 2015년 10월에 지상적설하중 등고선 그림 신설과 고지대나 산간지방에서 기본지상적설하중의 증가까지, 이렇게 2번의 일부조항 개정만 있었습니다.

이 두 번의 일부개정은 2014년 2월 17일 발생한 경주마우나리조트 붕괴사고로 10명이 숨지고 100여명이 부상당한 대형참사의 영향이 있었습니다.

이번 개정은 '새로운 설계법·대상 추가', '안전을 위한 강화', '더욱 과학적인 수정', '실무편의를 위한 수정'으로 크게 4가지 특징이 있습니다.

- 새로운 설계법과 대상의 추가

   성능설계법이 추가되었습니다. 세부적인 절차나 방법은 차후 개정에서 보강될 것으로 기대됩니다. 건축주(사용자)가 원하는 수준의 성능을 목표로 설계하는 방법인데, 이 설계법이 활성화되면 일반인과 건축구조기술사가 직접 만나서 상담하는 기회가 많아질 것입니다. 그리고 막구조, 케이블구조, 부유식구조에 대한 구조설계기준이 마련된 것도 상당히 획기적입니다.

- 안전을 위한 강화

   최근년도에 발생한 각종 구조물 사고 뿐만 아니라 향후 발생할 수 있는 여러가지 위험에 적극적으로 준비된 기준이라고 평가합니다. 활하중에서는 비상시 사람들의 대피공간으로 몰리는 상황을 염두하여 강화된 것으로, 기존에는 정적인 상태만 고려된 것에서 발전되어 사람의 행동 특성까지 반영시켰습니다. 

   적설하중, 풍하중에서 최근의 기상관측자료를 통해 더욱 정밀하게 하면서 특정지역에서의 기상이변까지 고려 하였습니다.

   지진하중에서 내진설계대상이 건물의 주요구조부 뿐만 아니라, 비구조요소인 엘리베이터, 굴뚝, 연도, 배관, 조명 간판 및 기타 수많은 대상으로 확대 되었습니다.

   충격하중이 신설되었습니다. 전세계적으로 폭발테러, 차량충돌, 기타 건물에 충격을 주는 여러가지 상황까지 고려할 수 있게 되었습니다.

- 더욱 과학적인 수정

  기초구조, 콘크리트구조, 강구조, 목구조에서 다양한 공식들이 더욱 정밀하게 수정되거나 새로 추가되었으며, 재료의 성능기준 차트도 더욱 세분화 되었습니다. 최근의 연구자료가 반영된 결과입니다. 대체적으로 강화된것도 있지만, 대부분은 수정된 정밀식에 의해 부재를 다소 경제적으로 유도할 수 있게 되었습니다.

- 실무편의를 위한 수정

   종래에 공식이 없어 역학개념에 의한 자체개발식을 기술자마다 적용했었지만, 간단식으로 나마 마련되어 설계 접근의 개념잡기에 크게 도움이 될 것으로 기대됩니다.

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기타

위와 같이 KBC016 변경내용을 개략 살펴보았고, 이후 페이지에서는 개정내용과 구조설계 실무 주요내용에 대해 조금더 깊게 정리해 나가도록 하겠습니다. 

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건축구조기준 KBC2016 다운로드 : 

KBC2016.pdf

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