H형강 보 집중하중 검토

정의

H형강 보 집중하중 검토는 플랜지의 한 점에 작용하는 하중의 국부강도를 확인하는 설계 검토다.

전체 휨 검토만으로는 웨브와 플랜지의 국부 파괴를 잡아낼 수 없다.

기둥 하중이나 설비 받침처럼 한 점에 힘이 모이는 부위에서 자주 문제가 된다.

국부강도 4가지

보의 국부강도는 파괴 형태에 따라 나뉘며, 형태마다 계산식이 다르다.

대표적인 항목은 웨브 국부항복, 웨브 크리플링, 웨브 압굴, 플랜지 국부휨이다.

압축 집중하중이면 크리플링, 플랜지 중앙 하중이면 플랜지 국부휨을 검토한다.

웨브 국부항복 계산

웨브 국부항복 강도는 하중이 웨브에 퍼지는 길이에 항복강도와 웨브 두께를 곱해 구한다.

예로 h는 400mm, 웨브 두께는 8mm, 항복강도는 275MPa, 지압길이 N은 100mm이다.

필렛 거리 k를 20mm로 가정하면 5k + N은 200mm가 된다.

대입하면 275 × 8 × 200 = 440,000N이므로 공칭강도는 440kN이다.

설계강도 판정

네 가지 국부강도를 모두 구한 뒤 가장 작은 값을 설계강도로 정한다.

그 설계강도가 소요강도 이상이면 집중하중 검토는 충족된다.

정답은 최솟값이다. 가장 작은 강도가 설계강도를 정한다.

흔한 실수

수험생이 자주 틀리는 실수는 세 가지다.

첫째는 지압보강재 유무를 구분하지 않고 한 식만 쓰는 경우다.

둘째는 하중이 플랜지의 어느 면에 작용하는지 빠뜨리는 경우다.

셋째는 보강 방법을 나열만 하고 강도 부족 조건과 연결하지 않는 경우다.

강도가 부족하면 지압보강재를 먼저 검토하고, 다음으로 웨브 두께를 키운다.

정리

집중하중 검토는 하중의 크기와 위치, 방향을 정하는 것부터 시작한다.

다음으로 지압길이와 필렛 거리를 구하고 해당 파괴 형태의 강도를 계산한다.

네 강도 중 최솟값을 설계강도로 두고 소요강도와 비교한다.

설계강도가 소요강도 이상이면 검토가 끝난다.