토목기사 요약/철근콘크리트 및 강구조/강구조

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출제 기준[편집]

2019-2021

  • 기본개념
  • 인장 및 압축부재
  • 휨부재
  • 접합 및 연결

강재의 치수[편집]

  • ㄱ형강(Angle) : 치수 표시는 ㄴ-A×B×t (장축 길이 × 단축 길이 × 두께) (93)

98년 기출 - 단면설계[편집]

휨모멘트가 180kN m일 때 I형강의 결정단면은? fca = 120MPa이다.


단면계수가 1500cm3보다 큰 단면을 선택한다.


순단면적[편집]

♣♣♣ 계산 14-3

인장재를 결합할 때 연결재를 사용하기 위해 인장재에 구멍을 뚫게 된다. 따라서 인장재의 총 단면적에서 구멍만큼의 단면적 감소를 고려해야 한다. 총 단면적에서 구멍의 단면적 감소를 고려한 값을 순단면적(純斷面積)이라고 한다.

정렬 배치의 순단면적[편집]

연결재가 정렬 배치된 경우, 총 단면적에서 구멍에 의해 감소되는 단면적을 빼주면 된다. An을 순단면적, Ag를 총단면적, n을 인장력에 의한 파단선상의 구멍 수, d를 구멍 직경(mm), t를 부재 두께(mm)라 할 때, 정렬배치의 순단면적은 다음 식으로 구한다.

불규칙 배치의 순단면적[편집]

불규칙 배치의 경우 구멍에 의한 단면적 감소와, 피치-게이지 간격에 따른 단면적 증가를 함께 고려해주어야 한다. p를 인장력 방향의 인접한 두 개 구멍 중심간격(mm), g를 인장력과 수직인 게이지선 사이의 두 개 구멍 중심간격(mm)이라 할 때, 순단면적은 다음 식으로 구한다.

불규칙 배치의 경우 인장력에 의한 파단선이 여러 개로 나타나는데, 각 경우 중 순단면적이 가장 작게 계산되는 경우를 실제 파단선이라고 보고, 이때의 순단면적을 해당 인장재의 순단면적으로 정한다.


18-1, 18-2

인장재 순단면적.png

두께가 13mm, 구멍 직경 24mm인 그림의 인장재가 빨간선으로 파단된다고 할 때, 인장재 순 단면적은?

풀이 1

순단면적을 구하는 공식은

구멍은 4개이므로 n=4, 대각선 부분은 두 번 나오므로

식에 대입하여 순단면적을 구하면

풀이 2

풀이 1에서 두께 t는 나중에 곱해서 구하는 방법도 있는데 그냥 계산 과정 차이이고 답은 동일하게 나온다. 구멍 두개를 먼저 빼고 나머지 두 개 구멍과 대각선 길이는 ω라고 해서 따로 빼주어도 된다.

동일평면상에 있지 않은 L형강의 두변에 구멍이 엇갈려 배치된 경우 순폭 bn[편집]

bn = 순폭 = 순단면적의 총 폭

두 변을 펴서 동일 평면 상에 놓은 후 앞에서와 동일한 방법으로 구한다. 이때 구멍열 사이 간격의 값은 L형강의 두께 중심선을 따른 두 구멍 사이의 거리에서 중복되는 두께 t를 감한 값을 사용한다.

L형강 순단면적.png
인 경우 :
인 경우 :

고장력 볼트 이음[편집]

마찰 이음, 지압 이음, 인장 이음이 있다. 일반적으로 고장력 볼트라고 하면 마찰 이음을 이야기함. 강교의 부재에 사용되는 고장력 볼트의 이음은 마찰 이음을 원칙으로 함.(14-3)

볼트 구멍 지름[편집]

단위는 mm이다. 표준구멍에 대하여, M16, M20, M22 볼트는 구멍 크기를 2mm 더 크게 해주고, M24, M27, M30 볼트는 구멍 크기를 3mm 더 크게 해 준다.

리벳 이음[편집]

Cisaillement simple ou double assemblage rivete.svg
  • 부재 순단면적 계산 시 리벳구멍 지름 = 리벳 지름 + 3mm (96)

15-3

허용 전단 강도

단전단

복전단

허용 지압 강도

  • 단전단의 t는 얇은쪽 판재의 두께, 복전단의 t는 t와 (t' + t'')중 작은 값 선택
  • fba : 허용지압응력
  • d : 리벳 지름

93년 기출[편집]

오른쪽 그림에서 t'+t'' > t이다. 지름 25mm 리벳으로 연결한다. 복전단 강도로 결정되는 t의 범위는? τa = 150MPa, fba = 320MPa이다.


이어야 하므로

147262 = 8000 t

t = 18.4mm보다 작으면 안 된다.

용접 이음[편집]

용접 용어, 설명[편집]

단속 용접(Intermittent Fillet Welds)


  • 단속용접 : 필릿 용접에서 쭉 다 용접하는 게 아니라 용접한 부분과 용접하지 않은 부분이 교대로 생기도록 한 용접.[1][2]
  • 내부검사(X선 검사)가 간단치 않음.(16-1)
  • 소음 적고 경비, 시간 절약됨.(16-1)

필릿 용접[편집]

♣♣♣ 용접은 계산문제 많이 출제. 어렵게는 안 나오는 듯.

  • 필릿 용접 : 목 두께의 방향이 모재 면과 45도를 이루는 용접

18-2

필릿 용접.png
  • 유효목두께
  • 유효용접길이

맞대기 용접[편집]

Butt Welding, Groove Welding, 맞댐용접, 홈용접이라고도 함. 양쪽 강판 사이에 홈을 두어 맞대거나 T형 이음에서는 양쪽 모재 사이 홈에 용접 금속을 넣는 용접 방법.

a : 유효목두께. 모재 두께가 다른 경우 얇은 쪽 모재 두께. 경사지게 접합하는 경우에도 수직 길이 사용하면 됨.(우측 그림에서 수직 유효길이 사용)
Le : 용접유효길이. 부재축에 직각인 접합부의 폭


용접 주의사항[편집]

  • 용접부 구속을 될 수 있는대로 적게 하여 수축 변형을 일으키더라도 해로운 변형이 남지 않게 한다.(94, 15-1)
  • 용접 열을 될수있는대로 균등분포시킨다.(15-1, 18-1)
  • 중심에서 주변으로 용접해 나간다.(15-1, 18-1)
  • 현장 용접 시 용접부 허용응력은 공장용접의 90% (93)

19-1

  • 수축이 큰 이음을 먼저 용접. 수축 작은 이음은 나중에.
  • 앞의 용접에서 생긴 변형을 다음 용접에서 제거할 수 있게 진행.
  • 특히 비틀어지지 않게 평행한 용접은 같은 방향으로 할 수 있음. 동시에 용접한다.(15-1)

용접 결함[편집]

18-2

그냥 여러번 읽어서 공부. 디테일하게는 몰라도 되는 듯? 일단 종류만 알아두면 될 것 같음.

  • overlap : 너무 많이 채워서 흘러넘쳐 나오는거
  • pit : 용접 부위에 깊게 파인 것
  • underfill : 너무 적게 채워서 공간이 좀 비는 것
  • crack
  • blow hole : 용접부위 내부 기공
  • under cut : 모재에 크랙
  • 용입불량
  • 슬래그 감싸들기 : 슬래그가 완전 부상하지 못하고 용착 금속 속에 섞여 있는 상태[3]
  • Crater
  • 은정(Fish eyes) : 용착금속의 인장 또는 굽힘 시험의 파단면에 나타나는 물고기 눈모양의 취화파면. 응고 시 수소가 빠져나오지 못해 강 속에 과포화로 존재할 때 소성변형 과정에서 어떤 장소에 모여 큰 수소 압력이 생겨 파단. 파단 전에는 나타나지 않음.



각주[편집]

  1. http://kwjs.or.kr/intro/dic_02.htm?board=private&num=278&thread_num=280.0000000000
  2. http://www.nowcel.co.kr/bbs/zboard.php?id=com01_03&page=6&sn1=&divpage=1&category=6&sn=off&ss=on&sc=on&select_arrange=headnum&desc=desc&no=379
  3. 용접부를 취약하게 하여 크랙을 일으킴.