인장재-휨재 상호작용 검토

정의와 필요성

인장재-휨재 상호작용은 인장력과 휨모멘트를 동시에 받는 부재를 검토하는 방법이다.

트러스 하현재도 자중, 횡하중, 접합 편심 때문에 휨이 함께 생기는 경우가 많다.

그래서 축력 검토와 휨 검토를 따로 한 뒤 두 결과를 하나의 식으로 합친다.

두 한계상태

인장재의 축방향 설계강도는 총단면 항복과 유효순단면 파단으로 정한다.

총단면 항복의 저항계수는 0.90, 유효순단면 파단의 저항계수는 0.75다.

구멍 주변 단면이 먼저 끊어지는 파단은 취성적이라 저항계수가 더 작다.

두 값 중 작은 값이 설계인장강도를 정한다.

상호작용식

축력비가 0.2 이상이면 휨 항에 8/9를 곱한 식으로 검토한다.

축력비가 0.2 미만이면 축력 항에 1/2을 곱하고 휨 항은 그대로 둔다.

Pu는 소요인장력, φPn은 설계인장강도, Mux는 강축 소요모멘트다.

두 항의 합이 1.0 이하이면 안전하다고 판정한다.

휨 강도와 횡좌굴

휨 설계강도는 항복, 횡좌굴, 국부좌굴 중 가장 작은 값으로 정한다.

비지지길이 Lb가 한계길이 Lp 이하이면 소성모멘트로 강도가 정해진다.

Lb가 Lp를 넘으면 압축측 플랜지의 횡좌굴이 강도를 낮춘다.

모멘트 분포는 Cb로 보정하며, 보수적으로 Cb를 1로 취할 수 있다.

검토 절차

검토는 소요강도를 먼저 구하고, 인장과 휨의 설계강도를 차례로 구한다.

그다음 Pu/φPn 을 0.2와 비교해 두 식 중 하나를 고른다.

선택한 식의 합계가 1.0 이하이면 적합으로 판정한다.

1.0을 넘으면 단면을 키우거나 비지지길이를 줄여 다시 검토한다.

헷갈리는 점과 정리

인장재는 연결 형식에 따라 검토 항목과 유효단면적 산정 방식이 달라진다.

인장 지배 검토는 축력만, 상호작용 검토는 인장과 휨을 동시에 본다.

흔한 실수는 축력만 보고 휨 영향을 무시하는 것이다. 이러면 설계가 누락된다.

두 한계상태와 상호작용식을 모두 만족하면 적합으로 판정한다.