박판보 응력

정의

박판보 응력은 얇은 벽 단면 보에 작용하는 하중으로 생기는 응력이다.

휨, 전단, 비틀림, 뒤틀림, 왜곡 응력이 여기에 속한다.

박판보 응력 검토는 이 다섯 가지를 구분하는 데서 시작한다.

뒤틀림이 생기는 원리

얇은 상자형 보가 비틀리면 단면은 평면을 유지하지 못한다.

이때 벽이 휘어지는 것을 받침이나 격벽이 막으면 응력이 생긴다.

뒤틀림이 구속되면 바이모멘트 B가 생기고, 뒤틀림 수직응력은 이 식으로 구한다.

B는 바이모멘트, ω는 섹터좌표, I_ω는 뒤틀림 관성모멘트다.

응력 종류 비교

박판보 응력은 수직응력과 전단응력으로 나눠 본다.

폐단면 상자형은 순수 비틀림 저항이 커서 비틀림 전단이 주된 전단응력이다.

편심하중에서는 뒤틀림 응력도 함께 검토하고, 응력을 합산해 총 응력을 구한다.

헷갈리는 점

넓은 플랜지에서는 축응력이 복부 근처에 몰리는 전단지연이 나타난다.

전단지연은 플랜지 응력이 고르지 않은 현상, 즉 불균일 분포를 뜻한다.

유효폭은 이 불균일을 등가 폭으로 환산한 개념이다. 둘을 섞어 설명하지 않도록 한다.

직접 풀어 보기

앞에서 본 뒤틀림 수직응력 식을 다시 확인한다.

식에서 σ_w를 결정하는 값이 무엇인지 골라 본다.

정리

정답은 바이모멘트 B다. 뒤틀림 수직응력은 B에 비례한다.

박판보 응력은 휨, 전단, 비틀림, 뒤틀림, 왜곡을 구분해 검토한다.

편심하중을 받는 박스거더는 뒤틀림 응력을 빠뜨리지 않는다.