강구조 공학/압축재

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오일러 좌굴 하중[편집]

ColumnEffectiveLength.png

강축, 약축에 대해 계산한 좌굴 하중 중 작은 값을 선택한다.(단면이차모멘트가 작은 쪽으로 좌굴이 일어남) 좌굴하중은 받을 수 있는 하중이기 때문에...

단면 분류[편집]

강구조 압축재의 단면은 폭두께비 λ에 따라 조밀단면, 비조밀단면, 세장단면으로 구분한다. 구분 기준은 다음과 같다. λp는 조밀단면의 한계폭두께비, λr은 비조밀단면의 한계폭두께비라 할 때,

  • 조밀(compact) 단면 : 단면의 플랜지들은 웨브에 연속적으로 연결되고, 그 단면의 모든 압축 요소의 폭두께비 인 단면
  • 비조밀(non-compact) 단면 : 한개나 그 이상의 요소들의 폭두께비 λ에 대하여, 인 단면
  • 세장단면 : 인 단면

주의점

  • 폭두께비 계산 시 주의 : 반드시 표에서 치수를 확인하고 계산할 것! 예를 들어 b가 총 폭의 절반값인데 총 폭으로 넣어서 계산하면 안 됨!!!
  • 용접 H형강의 경우 압연 H형강과 달리 연결부분 곡선이 없음.
자유돌출판 요소
판 요소에 대한 설명 폭두께비 폭두께비 제한값 예시
λp
조밀단면 한계
λr
비조밀단면 한계
균일압축을 받는
* 압연 H형강의 플랜지
* 압연 H형강으로부터 돌출된 플레이트
* 서로 접한 쌍ㄱ형강의 돌출된 다리
* ㄷ형강의 플랜지
b/t -
폭두께비 H형강.png
균일압축을 받는
* 용접 H형강의 플랜지
* 용접 H형강으로부터 돌출된 플레이트와 ㄱ형강 다리
b/t -
용접 H형강으로부터 돌출된 플레이트.png
균일압축을 받는
* ㄱ형강 다리
* 낄판을 낀 쌍ㄱ형강의 다리
* 그 외 모든 한쪽만 지지된 판 요소
b/t -
ㄱ형강 다리.png
균일압축을 받는 T형강의 스템 d/t -
T형강 스템.png

(용접 H형강의 플랜지 등이 접합되는 웨브의 폭두께비에 따라 구속정도가 좌우되는 것을 고려함) 만약 계산된 kc가 0.35와 0.76 사잇값이 아니라면 그 값을 버리고 0.35나 0.76 중 하나를 쓴다. 예를 들어 kc=0.9라면 0.76을 쓴다.

양연지지판 요소
판 요소에 대한 설명 폭두께비 폭두께비 제한값 예시
λp
조밀단면 한계
λr
비조밀단면 한계
균일압축을 받는 2축대칭 H형강의 웨브 h/tw -
양연지지판 요소 폭두께비 H형강.png
균일압축을 받는
* 각형강관의 플랜지
* 플랜지 커버 플레이트
* 파스너 또는 용접선 사이의 다이아프램 플레이트
b/t
양연지지판 요소 각형강관.png
균일압축을 받는 그 외 모든 양쪽이 지지된 판 요소 b/t -
양연지지판 요소 양쪽 지지 판요소.png
압축을 받는 원형 강관 D/t -
양연지지판 요소 원형강관.png

설계[편집]

  1. 소요강도 Pu 결정
    • 중 큰값 선택
  2. 단면가정
  3. 폭두께비 계산. 한계 폭두께비 λp, λr 계산.
    • 세장 단면인 경우 : 단면 재가정
    • 조밀 또는 비조밀단면 : 세장비 계산
      • 세장비 ≥ 200 : 단면 재가정
  4. 세장비 < 200 : 휨좌굴강도(Fcr) 계산. 단면적 Ag를 곱하여 공칭 압축강도를 구한 뒤, 저항계수 Φ=0.9를 곱해 설계압축강도 계산
  5. 설계압축강도 > Pu : 안전한 설계

휨좌굴에 대한 압축강도[편집]

휨좌굴은 조밀 또는 비조밀단면 압축재에 적용된다. 휨좌굴강도 Fcr은 다음 식으로 계산한다.

혹은 인 경우

혹은 인 경우

여기서 Fe : 탄성 휨좌굴강도(N/mm²)

  • r : 좌굴축에 대한 단면 2차 반경(mm)

전단중심[편집]

ㄷ자 전단중심1.jpg
ㄷ자 전단중심2.jpg
ㄷ자 전단중심3.jpg
ㄷ자 전단중심4.jpg