아치 라이즈비

라이즈비의 정의

아치 라이즈비는 아치의 라이즈를 경간장으로 나눈 무차원 비다.

라이즈는 지점 연결선에서 아치 정점까지의 수직 높이이며 길이 단위를 가진다.

라이즈비는 두 길이의 비이므로 단위가 없다.

경간장은 기준에 따라 정의가 달라지므로 답안에 어떤 경간을 썼는지 밝힌다.

수평추력과 라이즈

라이즈비가 구조에 미치는 핵심 영향은 수평추력이다.

등분포하중 w를 받는 포물선 아치에서 수평추력은 H = wL²/(8f)로 구한다.

식에서 H는 라이즈 f에 반비례한다. 라이즈가 작아질수록 수평추력이 급격히 커진다.

예로 w = 10 kN/m, L = 40 m일 때 f = 4 m이면 H = 500 kN, f = 8 m이면 H = 250 kN이다.

라이즈 증가와 감소의 영향

라이즈를 키우면 수평추력은 줄고 사재와 부재 길이는 늘어난다.

라이즈를 낮추면 추력과 기초 부담이 커지지만, 바람 영향은 줄일 수 있다.

이 상충 관계가 라이즈비 선정의 핵심이다.

감점이 많은 실수

정답은 수평추력이다. 라이즈비를 낮추면 추력이 커지고 기초·교대 부담이 늘어난다.

시험에서 감점이 많은 실수를 세 가지로 정리한다.

라이즈와 라이즈비를 혼동하거나, 라이즈비가 클수록 무조건 좋다고 쓰는 실수가 많다.

추력 감소만 쓰고 기초·교대 부담 증가를 빠뜨리면 감점이다. 경간 정의를 밝히지 않는 것도 문제다.

정리

정리한다. 라이즈비는 라이즈를 경간으로 나눈 값이며 단위가 없다.

라이즈비가 커지면 수평추력은 줄고 부재 길이와 바람 영향은 커진다.

라이즈비가 작으면 수평추력과 기초·교대 부담이 커진다.

닐센계의 라이즈비 관행값은 모든 아치교에 일반화하지 않고, 설계기준과 사업 지침으로 확인한다.