연속보 활하중 배치

개념 정의

활하중은 건물 전체에 늘 같은 크기로 놓이지 않는다. 그래서 배치를 따로 검토한다.

고정하중은 모든 경간에 재하하고, 활하중만 경간별로 골라 올려 극값을 찾는다.

이 방법으로 정모멘트와 부모멘트의 최댓값을 구하고, 그 결과로 철근 배근을 정한다.

고정하중과 활하중

고정하중은 항상 모든 경간에 등분포로 재하된다.

활하중은 AB, BC, CD 경간마다 올릴지 말지 따로 정한다.

한 경간의 활하중이 인접 경간의 모멘트에도 영향을 주므로 배치마다 결과가 달라진다.

배치 유형과 극값 위치

재하 방법에 따라 어느 위치의 모멘트가 커지는지 달라진다.

전경간 재하는 지점 부모멘트를 대표하지만 정모멘트를 과소평가할 수 있다.

교번 재하와 인접 경간 재하를 함께 봐야 정모멘트와 부모멘트를 모두 확인한다.

3연속보는 경간별 재하 여부의 조합으로 7가지 배치가 생긴다.

모멘트 엔벨로프

엔벨로프는 배치별 모멘트도를 겹쳐 그린 뒤 단면마다 최대와 최소를 모은 것이다.

엔벨로프는 한 배치의 결과가 아니라 여러 배치의 결과를 모은 것이다.

설계 소요강도는 엔벨로프에서 읽은 값으로 잡는다.

계산 예제

경간 길이 L을 8.0m로 둔 2경간 연속보를 예로 든다.

전경간 재하 시 지점 부모멘트는 w_u L²/8로 구한다. 여기서 w_u는 계수 등분포하중이다.

w_u는 20kN/m, L은 8.0m를 대입하면 지점 부모멘트는 -160kN·m가 된다.

중간 지점의 부모멘트 최대 조합은 지점 양쪽 인접 경간에 활하중을 올리는 배치다.

헷갈리는 점과 정리

정답은 AB와 BC 조합이다.

전 경간에 활하중을 한꺼번에 올려 끝내면 정모멘트를 과소평가할 수 있다.

정모멘트 최대는 해당 경간에만, 부모멘트 최대는 인접 두 경간에 재하한다.

소성 재분배는 지점 단면의 회전 능력이 확보될 때만 허용된다는 점도 잊지 않는다.