횡구속·비횡구속 골조

횡구속과 비횡구속

골조는 옆으로 밀리는 정도에 따라 횡구속과 비횡구속으로 나뉜다.

횡구속 골조는 층간 횡변위가 작아 2차 효과를 무시할 수 있는 골조다.

비횡구속 골조는 횡변위로 생기는 2차 효과를 설계에 반드시 고려해야 하는 골조다.

판단 흐름과 안정성지수

판정은 1차 구조해석 결과에서 시작한다.

층간 변위와 층 하중으로 층 안정성지수 Q를 구한다.

Q는 P-Δ 효과가 층 전단력에 비해 얼마나 큰지를 나타내는 값이다.

Q가 기준 이하이면 횡구속, 초과하면 비횡구속으로 판정한다.

두 골조의 비교

두 골조는 같은 기준의 항목으로 나눠 비교해 두면 헷갈리지 않는다.

횡변위가 작은 횡구속 골조는 기둥 단독 장주 효과로 검토한다.

해석 방식도 다르다. 횡구속은 1차 해석 후 증폭하고, 비횡구속은 2차 해석이나 증폭 계수를 쓴다.

판정은 안정성지수 Q가 기준 이하인지로 한다.

예제로 Q 계산

예제로 실제 값을 넣어 Q를 구해 본다. 먼저 주어진 값을 확인한다.

분자는 ΣPu와 Δo의 곱이고, 분모는 Vu와 lc의 곱이다.

대입하면 Q는 약 0.051이 된다.

예제에서 기준을 0.05로 두면 0.051은 기준을 넘는다.

시험에서 자주 틀리는 점

시험에서 자주 나오는 실수를 짚어 본다. 첫째는 판단 단위다.

판정은 층 단위로 한다. 한 층이라도 비횡구속이면 그 층의 기둥은 비횡구속으로 설계한다.

둘째는 계산 단위다. Δo 와 lc 는 mm 로 통일해야 한다.

셋째는 식의 분자와 분모를 바꿔 쓰는 실수다. 결과가 0과 1 사이인지 확인한다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

판단 단위는 층이고, Q가 기준 이하이면 횡구속, 초과하면 비횡구속이다.

비횡구속으로 판정되면 확대휨모멘트로 기둥 모멘트를 키워 설계한다.

경계에 걸리면 2차 해석으로 확인하고, 계산 결과의 단위를 점검한다.