[별표 17]

안정성 일반 기준

1. 안정성 계산시 고려되어야 할 사항

설계에 사용하는 외력으로는 사하중과 풍하중이 있으며, 적설지역에서는 설하중을 추가하는 경우도 있으며 조명기구 등을 부착할 경우에는 별도로 하중을 고려하여야 한다.

가. 사하중

표지판 단위면적당 중량은 알루미늄판을 사용하는 것으로 가정하고 부속자재를 포함하여 20kg/m2로 한다.

나. 풍하중

설계 풍하중(W)은 <식 1>에 따라 산정한다.

[eqn: W ``=`` p ~A ``]	<식 1>

여기서, [eqn: p ``] : 설계 속도압(kgf/m2), [eqn: A ````] : 유효 수압면적(m2)

또한 설계 속도압 즉, 단위면적당 작용하는 풍하중 [eqn: p ``](kgf/m2)는 <식 2>에 의해 산정한다.

[eqn: p = 1 over 2 ```rho `` V_d ^{`2} ``G ```C ```I ``]	<식 2>

여기서, [eqn: rho ``] : 공기밀도(kgㆍs2/m4),  Vd : 설계풍속(m/s)

[eqn: G ````] : 거스트 영향 계수,   [eqn: C ````] : 항력계수,  [eqn: I `````] : 중요도 계수

1) 공기밀도

공기밀도는 <식 3>에 따라 산정하며, 고온계에서는 0.1195(kgㆍs2/m4), 저온계에서는 0.131(kgㆍs2/m4)을 표준으로 한다. 단 울릉도는 0.115(kkgㆍs2/m4)를 표준으로 한다.

[eqn: rho ``=`` {1.293 TIMES 273} over {T+273} `` {H} over {760} `` {1} over {9.8} ``]	<식 3>

여기서, [eqn: T ```] : 기온(℃), [eqn: H ``] : 기압(mmHg)

2) 설계풍속

설계에 적용되는 설계풍속은 <식 4>와 같이 기본풍속에 대해 고도 및 노출환경에 따른 영향을 보정하여 산정한다.

[eqn: V _{d} ``=``K_z `V _{o} ``]	<식 4>

여기서, [eqn: V_o `] : 기본풍속(m/s), [eqn: K_z `] : 고도 및 노출환경계수

(가) 기본풍속의 결정

기본풍속이란 재현기간 100년에 대한 최대풍속의 비초과확률 60%에 해당하는 개활지에서의 지상 10m의 10분간 평균풍속을 말하며, 가설지점의 지역별로 <표 1>에 주어진 지역별 기본풍속에 따라 정한다. 이 지역별 기본풍속은 각 지역별 측후소의 장기풍속기록과 지역적 위치를 동시에 고려하여 TypeⅠ 분포로부터 추정한 재현기간 100년에 대한 값이다. 다만, 가설지점 부근의 유효한 관측자료가 있는 경우 이에 따라 설정할 수 있다.

(나) 고도 및 노출환경 보정

기본풍속은 고도 및 노출환경의 영향 등을 고려하기 위하여 <식 5>를 통해 보정한다.

[eqn: K _{z} ``=``1.925` LEFT [ {z } over {z _{G}} RIGHT ] ^{alpha } `,~~~z`` >=`` z _{b} ``]	<식 5a>

[eqn: K _{z} ``=``1.925` LEFT [ {z_b } over {z _{G}} RIGHT ] ^{alpha } `,~~~z`` <`` z _{b} ``]	<식 5b>

ZG, Zb, α 등은 가설지점 주변지역에서 지표면의 거친 정도, 즉 지표조도에 따라 달라지며 <표 1> ~ <표 2>에 따라 결정한다. 일반적 경우는 지표조도 Ⅱ를 적용하고, 특수한 경우에는 지표조도 Ⅰ을 별도로 적용하여 검토한다.

3) 거스트 계수

구조물에는 평균풍속에 의한 항력 외에도 변동풍속에 의한 변동적인 항력이 작용한다. 이와 같은 변동적인 항력에 의한 구조물의 변형과 진동 효과를 고려하기 위해 거스트 계수 1.9를 적용한다.

<표 1> 지역별 기본풍속

구분		지역	지명	기본풍속
Ⅰ	내륙	서울 경기	서울, 인천, 김포, 부천, 부평, 구리, 오산, 송탄, 평택, 시흥, 과천, 안양, 수원, 안산, 군포, 의왕, 안성, 강화, 양평, 성남, 하남, 용인, 의정부, 동두천, 포천, 파주, 광주, 기흥, 미금, 여주, 이천, 신갈, 장호원	30m/s
		강원	춘천, 화천, 양구, 철원, 김화, 인제, 영월, 정선, 태백, 원주, 평창, 홍천
		충청	대전, 당진, 합덕, 성환, 진천, 증평, 온양, 음성, 청양, 금산, 영동, 공주, 논산, 제천, 충주, 부여, 보은, 단양, 괴산, 옥천
		경상	건천, 가야, 삼랑진, 영덕, 사천, 대구, 영주, 구미, 김천, 영천, 안동, 봉화, 풍기, 예천, 청송, 영양, 하양, 경산, 청도, 남지, 의령, 추풍령, 상주, 선산, 군위, 의성, 문경, 점촌, 함창, 진주, 거창, 함양, 산청, 고령, 창녕, 합천, 밀양
		전라	광주, 나주, 화순, 영암, 일노, 강진, 장흥, 보성, 벌교, 순천, 광양, 무안, 함평, 영광, 전주, 함열, 진안, 무주, 삼례, 담양, 부안, 남원, 순창, 구례, 고창, 정주, 장수, 승주, 임실, 태안
Ⅱ	해안	강원	거진, 간성, 동해, 삼척, 원덕	35m/s
		충청	장항, 태안, 서산, 청주, 대천, 서천, 안면도, 조치원, 천안, 홍성, 광천, 아산
		경상	울산, 통영, 거제, 고성, 진해, 김해, 마산, 창원, 양산, 진영, 울진, 평해, 안강, 경주, 남해, 삼천포
		전라	목포, 여수, 완도, 진도, 옥구, 노화, 익산, 금일, 해남, 관산, 대덕, 도양, 고흥
Ⅲ	특수	강원	속초, 강릉, 양양, 주문진	40m/s
		경상	포항, 구룡포, 오천, 홍해, 감포, 부산, 기장, 장안, 연일, 외동, 가덕도
		전라	군산, 미성
		제주	전지역
Ⅳ	울릉도		전지역	45m/s

<표 2> 지표조도구분에 의한 [eqn: alpha ``], [eqn: Z _{G} ``], [eqn: Z _{b} ``]의 값

지표조도구분	[eqn: alpha ``]	[eqn: Z _{G} ``](m)	[eqn: Z _{b} ``](m)
Ⅰ	0.12	500	5
Ⅱ	0.16	600	10

4) 중요도 계수

중요도 계수는 건축물의 용도, 사회성, 경제성 및 중요도를 고려한 설계목표수명에 따라 결정되며, 단주식 표지와 복주식 표지는 설계목표수명 10년, 편지식 표지는 설계목표수명 50년을 갖도록 각 표지의 형식별로 <표 3>에 따라 중요도 계수를 적용한다.

<표 3> 중요도 계수

표지의 구분	중요도 계수
단주식	0.66
복주식
편지식	0.90

5) 항력계수

(가) 표지판의 항력계수

표지판의 항력계수는 1.2로 한다.

(나) 지주의 항력계수

통항신호표 지주의 풍력계수는 <표 4>에 따라 정한다.

<표 4> 지주의 항력계수

구분 기준	원형		사각형
	[eqn: d` sqrt {p prime} > 1.7 `]	[eqn: d ` sqrt {p prime} <= 1.7 `]
[eqn: h _{c} `/`d `=`1 `]	0.5	0.7	1.3
[eqn: h _{c} `/`d `=`7 `]	0.6	0.8	1.4
[eqn: h _{c} `/`d `=`25 `]	0.7	1.2	2.0
주) [eqn: ``d ````]: 원형단면의 지름 또는 사각, 육각, 혹은 팔각형 단면 치수(m) [eqn: h_c ``]: 지주 높이(m) [eqn: I ``] : 중요도 계수 [eqn: p prime]: 거스트 계수와 항력계수를 고려하지 않은 설계속도압 [[eqn: p'= {1} over {2} ``` rho ``V _{d} ^{`2} ````I``](kgf/m2)]

2. 안전성 검토 예제

가. 설계조건

지지방식에 따른 안전성 계산을 위해 목표수명, 기본풍속, 거스트 계수, 고도 및 환경계수, 중요도 계수 등은 다음 표와 같이 적용한다.

구분		지지 방식			비고
		단주식	복주식	편지식
기본 조건	목표수명	10	10	50
	가설위치	특수 지역	특수 지역	특수 지역
	기본 풍속	40m/s	40m/s	40m/s
	표지 높이	3.3m	4.535m	7.2m
	표지판 규격	100cm×130cm	190cm×253.5cm	440cm×300cm
	지주 규격	(가정)φ114.3mm×t3.5mm	(가정)φ139.8mm×t3.6mm	(가정)φ355.6mm×t7.9mm
	가로보 길이	-	-	5.5m
	가로보 규격	-	-	(가정)φ216.3mm×t5.8mm
	수직재 길이	-	-	2.2m
	수직재 규격	-	-	(가정)φ89.1mm×t3.2mm
변수 결정	설계 풍속	40m/s	40m/s	40m/s
	거스트 계수	1.90	1.90	1.90
	중요도 계수	0.66	0.66	0.90
	지주의 항력계수(C1)	1.0	0.96	0.674
	표지판의 항력계수(C2)	1.2	1.2	1.2
	표지판의 항력계수(C3)	-	-	0.702

나. 표지판 및 지주방식 적용 예

구분	개요도	비고
단주식
복주식
편지식

다. 안전성 검토결과

설계 조건에 의거 설계 풍속압ㆍ풍하중, 사하중 및 풍하중에 의한 휨모멘트, 비틀림 모멘트, 부재의 허용응력 등을 산출하여 안정성을 판정한다.

1) 단주식

구 분	산출 근거	판정
휨응력 검토	[eqn: sigma _{b} `=` {M} over {Z} `=` {52300kgf CDOT cm} over {32.714cm ^{3}} `=`1598.704``kgf/cm ^{2} ``]< [eqn: f _y `=` 2400 ``kgf/cm^2 ``]	O.K
	[eqn: {sigma _{b}} over {f _{b} TIMES 1.5} `=` {1598.704``kgf/cm ^{2}} over {1600``kgf/cm ^{2} TIMES 1.5} `=`0.666``] < [eqn: 1.0 ``]	O.K

2) 복주식

구 분	산출 근거	판정
휨응력 검토	[eqn: sigma _{b} `=` {M} over {Z} `=` {116419.8kgf CDOT cm} over {51.135cm ^{3}} `=`2276.715``kgf/cm ^{2} ``]< [eqn: f _y `=` 2400 ``kgf/cm^2 ``]	O.K
	[eqn: {sigma _{b}} over {f _{b} TIMES 1.5} `=` {2276.715``kgf/cm ^{2}} over {1600``kgf/cm ^{2} TIMES 1.5} `=`0.949``] < [eqn: 1.0 ``]	O.K

3) 편지식

구 분	산출 근거	판정
전단 응력 검토	[eqn: tau `=` {2``Q _{}} over {A _{}} `=` {2 TIMES 1358.049``kgf} over {38.4``cm ^{2}} `=`70.813``kgf/cm ^{2} ``]	O.K
	[eqn: {tau } over {f _{s} TIMES 1.5} `=` {70.813``kgf/cm ^{2}} over {900``kgf/cm ^{2} TIMES 1.5} `=`0.`052] < [eqn: 1.0 ``]
휨응력 검토	[eqn: sigma _{b} `=` {M _{}} over {Z} `=` {438809.6``kgf CDOT cm} over {196.434cm ^{3}} `=`2232.178``kgf/cm ^{2} ``]<[eqn: f_y `=` 2400 ``kgf/cm^2 ``]	O.K
	[eqn: {sigma _{b}} over {f _{b} TIMES 1.5} `=` {2232.187`kgf/cm ^{2}} over {1600``kgf/cm ^{2} TIMES 1.5} `=`0.93``] < [eqn: 1.0 ``]	O.K