안녕하세요?
오늘은 <KS D 3861 건축구조용 압연강재 SN>에 대해 이야기해보겠습니다.
KS D 3861 SN 강종은 건축 구조 전용 강종입니다.
Steel New의 줄임말입니다.
이렇게 강종명에 New가 들어가 있는 강종들(SHN, SNT, SNRT)은 전부 건축구조용으로
탄소당량이나 샤르피, 항복강도 상하한치 규정 등 건축 구조에 필요한 능력을 가지고 있습니다.
후판이나 열연으로 만들어 사용합니다. 형강은 없습니다.
SS,SM 강종은 후판, 열연, 형강 다 만들 수 있는데
건축구조용만 SN(열연,후판), SHN(형강)으로 구분되어 있습니다.
2016년에 KS가 크게 바뀌게 되는데 ‘16년에 12월에 개정 고시를 내고 18년 1월 1일 부로 전면 시행 되었습니다.
개정 전 후로 어떤 것이 바뀌었는지 자세히 설명 드리겠습니다. 왼쪽 표가 구버전 KS, 오른쪽 표가 신KS입니다.
1. 호칭기호 변경
SN400A/B/C는 SN275A/B/C로, SN490B/C는 SN355B/C로 바뀌었습니다.
인장강도(490MPa) 표기에서 항복강도(355MPa) 표기로 바뀌었습니다.
SN460B/C가 신설되면서 5개의 강종명에서 7개로 늘었습니다.
2. 화학성분 변경
철의 5대 합금원소는 아래와 같이 탄소, 규소, 망간, 인, 황입니다.
KS에서는 합금원소를 관리하고 있고 관리치에 미치지 못하면 KS 인증을 받을 수 없습니다.
아래와 같이 빨간색으로 표시된 부분이 바뀐 화학성분입니다.
SN275A만 일부 수정되었습니다.
3. 기계적성질 변경 (항복강도 상향)
구버전 490급은 325Mpa 강도에서 시작하지만 신KS는 355Mpa으로 약 30Mpa 정도 강도가 상향 되었습니다.
SN 강종은 강재의 두께에 따라서 항복강도가 바뀝니다.
구버전 SN은 SN490B를 기준으로 12mm 이하에서는 325MPa 이상, 12mm < t ≤ 40mm 에서는 325~445MPa,
40mm < t ≤ 100mm에서는 295~415MPa로 조금씩 줄어듭니다.
신KS의 SN355B 6mm < t ≤ 40mm 에서는 355~475MPa, 40mm < t ≤ 100mm에서는 335~455MPa입니다.
건축구조전용 강종은 이렇게 항복강도의 상/하한치까지 규제를 두어 품질관리를 하도록 하고 있습니다.
이는 내진설계 시 지진과 같은 의도치 않은 외력이 발생되어 구조물이 붕괴 또는 파손될 때,
대피시간을 보장하여 인명피해를 최소화하도록 구조엔지니어가 의도한 붕괴메커니즘의 발생이 가능하도록 해줍니다.
기본적으로 내진설계 시 보붕괴형(강기둥-약보 시스템) 메커니즘을 갖도록 설계되고 있으며,
실제 건축물에서 이러한 붕괴메커니즘을 보이려면 사용되는 강재의 실제항복강도는 매우 중요한 요인이 됩니다.
4. 탄소당량(Ceq)
탄소당량(Ceq)이나 용접균열감수성(Pcm)이나 둘 다 용접성능이 얼마나 뛰어난지를 나타내는 값입니다.
보통 탄소 당량 0.45이하 이거나 용접균열 감수성 0.28 이하 일 때 용접성능이 뛰어나다고 합니다.
아래에 탄소당량(Ceq)이나 용접균열감수성(Pcm)을 구하는 식입니다.
보시면 식의 분모 숫자만 다르고 느낌은 비슷합니다.
어쨌든 강재에 이런 합금원소들(탄소, 망간, 크롬, 구리, 니켈 등)이 많이 들어가 있으면 용접에 방해가 되지 않을까 하는 생각입니다.
빨간색으로 표시 된 부분이 일부 수정된 수치입니다.
5. 샤르피흡수에너지
엿가락을 예로들면 추운 겨울날 똑똑 쉽게 부러지고 더운 여름에는 쭈욱 늘어 나는 성질이 있습니다.
철강재도 마찬가지입니다.
샤르피흡수에너지란 강재가 온도에 따라서 버틸수 있는 에너지를 관리하겠다고 이해하시면 됩니다.
구버젼 SN은 275급, 355급 모두 0℃에서 27줄을 관리하고 있습니다.
원래는 B급과 C급의 샤르피 관리가 달라야 하는데 SN만 신기하게 B나 C 모두 0℃에서 27줄이상입니다.
어쨌든 신 KS 에서는 B급은 0℃에서 27줄, C급은 –20℃에서 27줄이상으로 변경 되었습니다.
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