H형강보 설계검토

H형강보 설계검토란

H형강보 설계검토는 한계상태별로 보가 강도와 사용성을 만족하는지 확인하는 절차다.

강도 한계상태는 붕괴를 막고, 사용성 한계상태는 처짐과 진동의 과도함을 막는다.

횡좌굴 구간 판정

압축 플랜지가 횡지지되지 않으면 횡좌굴이 먼저 일어날 수 있다.

비지지길이 Lb를 Lp, Lr과 비교해 세 구간 중 하나로 정한다.

Lb가 Lp 이하이면 항복으로 강도가 정해진다.

예제 계산과 판정

스팬 12m 단순보에 계수하중 27.2kN/m가 작용하는 예를 본다.

휨, 전단, 처짐을 각각 계산해 설계강도나 허용값과 비교한다.

세 항목 모두 요구 값을 만족한다.

처짐과 진동 사용성

처짐은 고정하중과 활하중 처짐을 각각 구한 뒤 합산해 비교한다.

허용 처짐은 스팬의 1/300이므로 12m 보에서는 40mm다.

활하중 처짐을 빼먹고 고정하중 처짐만 보면 판정이 틀어진다.

진동은 보행 하중에 의한 가속도비를 사용성 기준과 비교해 평가한다.

헷갈리기 쉬운 실수

설계 검토에서 자주 틀리는 실수가 세 가지 있다.

첫째, 비지지길이 Lb와 횡좌굴모멘트계수 Cb는 같은 구간 기준으로 짝지어 쓴다.

둘째, 웨브 면적은 전체 단면적이 아니라 Aw = h·tw로 구한다.

셋째, 처짐은 활하중 처짐까지 더해 허용값과 비교한다.

정리

정답은 비탄성 횡좌굴 구간이다.

검토 순서는 횡좌굴, 전단, 처짐, 진동 사용성 순서로 진행한다.

어느 항목이라도 부족하면 단면을 키우거나 횡지지를 추가하고 다시 검토한다.

이번 예제의 휨, 전단, 처짐은 모두 만족한다.