LRFD (한계 상태 설계법)

소개

LRFD의 설계법을 정리해놓은 리포트입니다.

목차

1. 구조설계방법
2. LRFD ( 하중·저항계수설계법, 한계상태설계법 )
3. 예 제

< Load and Resistance Factored Design (별첨1) >
1. 하중-저항계수 설계법의 일반
2. 하중계수와 저항계수 산정방법

본문내용

1. 구조설계방법

1-1. 허용응력설계(allowable stress design)
허용응력설계는 부재의 탄성해석에 근거를 두고 있다. 부재의 탄성해석은 응력이 변형도에 선형비례하는 것, 즉 구조체가 후크의 법칙에 따라는 것과 하중을 제거했을 때 잔류변형의 생김이 없이 변형이 원점으로 되돌아오는 것을 전제로 하고 있다.
실제로 강재는 응력이 항복점 아래에 있을 때는 다른 구조용 재료에 비하여 훨씬 탄성거동에 가까우므로 강재에 있어 탄성해석은 신뢰성이 높은 구조해석방법이라고 할 수 있다.
부재의 단면은 주어진 설계하중조건에서 탄성구조이론에 의하여 계산된 부재응력이 구조체의 어느 점에서도 정하여진 허용응력을 넘지 않도록 선정하는 방법이다.
탄성설계는 강재설계의 근간을 이루고 있으며, 안전성에서는 신뢰성이 높은 설계방법이나. 구조체의 각 부재와 형태에 대하여 균일한 과하중 지지능력을 반영시키지 못하고 있어 경제적인 설계방법이라고는 할 수 없다.

1-2. 소성설계(plastic design)
소성설계는 극한설계(limit design) 또는 붕괴설계(collapse design)라고도 불리며, 연속보나 골조 등 부정정구조물에서 최대응력을 받는 지점이 항복점에 이르러서도 강재의 연성에 의한 소성힌지(plastichinge) 개념을 도입하여, 붕괴기구가 형성되어 최종적인 구조물붕괴가 일어나기까지 구조효율을 최대한으로 반영시키는 설계방법이다.
소성설계는 극한하중을 사용하며, 극한하중을 받는 부재력과 모멘트는 부재의 비선형작용을 포함하여 구조체의 실제 붕괴거동에 의하여 계산된다.

1-3. LRFD(load and resistance factor design)
한계상태 설계법은 기존의 허용응력 설계법보다 일보 진전된 설계방법이다. 이 설계법에는 한계상태, 다중하중계수와 저항계수, 신뢰성에 대한 절대적 확률론적 결정을 명확히 고려하고 있다. 이러한 계수화 형식은 허용응력 설계법에서 저항(항복응력)을 안전계수로 나누기만 했던 것과는 다른 것이며, 소성설계법에서 하중에 일반 하중계수를 곱하는 것과도 다른 것이다. 한계상태 설계법은 설계자에게 더 많은 융통성, 합리성, 가능성 및 가능한 전반적인 경제성을 부여하기 위해 개발된 것이다. 저항계수와 다중 하중계수의 적용방식은 여러 설계규준에서 실제로 사용되고 있으므로 새로운 것은 아니다.

참고자료

· 강구조설계/ 한국강구조학회/ 도서출판,구미서관/