3.1 허용응력설계법
허용응력설계법은 가장 오래된 설계법이며, 재료가 탄성 변형 범위 내에서 작동하도록 설계하는 방식입니다. 즉, 각 재료에 대해 허용 응력값을 설정하고, 실제 작용하는 응력이 이 값을 초과하지 않도록 단면적을 결정합니다.
허용응력설계법의 장점은 계산이 비교적 간단하다는 것입니다. 하지만, 실제 하중 및 재료의 불확실성을 충분히 반영하지 못한다는 단점이 있습니다. 또한, 사용성 검토가 별도로 필요하기 때문에 설계 과정이 다소 번거롭습니다.
3.2 강도설계법
강도설계법은 재료의 극한 강도를 기준으로 설계하는 방식입니다. 즉, 구조물이 붕괴하기 직전의 최대 하중을 견딜 수 있도록 단면적을 결정합니다. 강도설계법에서는 하중과 재료의 불확실성을 반영하기 위해 하중 계수와 강도 감소 계수를 사용합니다.
강도설계법의 장점은 설계의 합리성이 높다는 것입니다. 또한, 허용응력설계법에 비해 안전성이 더욱 확보된다는 평가를 받습니다. 하지만, 사용성 검토가 별도로 필요하고, 설계 과정이 다소 복잡하다는 단점이 있습니다.
3.3 한계상태설계법
한계상태설계법은 구조물의 두 가지 극한 상태를 정의하고, 이를 만족하도록 설계하는 방식입니다. 두 가지 극한 상태는 다음과 같습니다.
- 극한 극한 상태 (ULS): 구조물이 붕괴하거나 기능을喪失하는 상태
- 사용 한계 상태 (SLS): 구조물의 변형 또는 균열이 사용에 지장을 초래하는 상태
한계상태설계법에서는 각 극한 상태에 대해 안전도 지표를 설정하고, 이 지표를 만족하도록 설계 변수를 결정합니다. 한계상태설계법은 허용응력설계법과 강도설계법의 장점을 모두 취함으로써 안전성과 사용성을 모두 고려한 설계가 가능하다는 장점이 있습니다. 하지만, 설계 과정이 가장 복잡하다는 단점이 있습니다.
3.1 허용응력설계법
허용응력설계법은 가장 오래된 설계법이며, 재료가 탄성 변형 범위 내에서 작동하도록 설계하는 방식입니다. 즉, 각 재료에 대해 허용 응력값을 설정하고, 실제 작용하는 응력이 이 값을 초과하지 않도록 단면적을 결정합니다.
허용응력설계법의 장점은 계산이 비교적 간단하다는 것입니다. 하지만, 실제 하중 및 재료의 불확실성을 충분히 반영하지 못한다는 단점이 있습니다. 또한, 사용성 검토가 별도로 필요하기 때문에 설계 과정이 다소 번거롭습니다.
3.2 강도설계법
강도설계법은 재료의 극한 강도를 기준으로 설계하는 방식입니다. 즉, 구조물이 붕괴하기 직전의 최대 하중을 견딜 수 있도록 단면적을 결정합니다. 강도설계법에서는 하중과 재료의 불확실성을 반영하기 위해 하중 계수와 강도 감소 계수를 사용합니다.
강도설계법의 장점은 설계의 합리성이 높다는 것입니다. 또한, 허용응력설계법에 비해 안전성이 더욱 확보된다는 평가를 받습니다. 하지만, 사용성 검토가 별도로 필요하고, 설계 과정이 다소 복잡하다는 단점이 있습니다.
3.3 한계상태설계법
한계상태설계법은 구조물의 두 가지 극한 상태를 정의하고, 이를 만족하도록 설계하는 방식입니다. 두 가지 극한 상태는 다음과 같습니다.
- 극한 극한 상태 (ULS): 구조물이 붕괴하거나 기능을喪失하는 상태
- 사용 한계 상태 (SLS): 구조물의 변형 또는 균열이 사용에 지장을 초래하는 상태
한계상태설계법에서는 각 극한 상태에 대해 안전도 지표를 설정하고, 이 지표를 만족하도록 설계 변수를 결정합니다. 한계상태설계법은 허용응력설계법과 강도설계법의 장점을 모두 취함으로써 안전성과 사용성을 모두 고려한 설계가 가능하다는 장점이 있습니다. 하지만, 설계 과정이 가장 복잡하다는 단점이 있습니다.