플레이트거더 파손

정의

플레이트거더 파손은 얇은 강판을 조립한 거더가 내하력을 잃는 현상이다.

파손은 좌굴, 피로, 취성파괴처럼 원인이 서로 다르다.

답안에서는 좌굴계, 피로계, 취성계로 나눠 쓴다.

구성요소와 역할

플레이트거더는 상·하플랜지, 복부판, 보강재로 이루어진 조립 휨부재다.

플랜지는 휨모멘트를, 복부판은 전단력을 주로 부담한다.

복부판은 얇을수록 경제적이지만 좌굴에 취약하다. 그래서 보강재로 좌굴을 억제한다.

수직보강재는 복부판의 전단좌굴을 억제하고 집중하중을 전달한다.

파손 유형 비교

파손은 원인에 따라 휨파괴, 웨브 전단좌굴, 횡좌굴, 피로균열, 취성파괴로 나뉜다.

휨파괴는 단면 강도 문제이고, 웨브 전단좌굴과 횡좌굴은 판의 안정 문제다.

피로균열은 반복 응력 범위가 원인이므로 정적 강도 검토만으로는 판정할 수 없다.

대책은 파손 원인과 1:1로 짝지어 쓴다.

판폭두께비 계산

웨브 판폭두께비는 웨브 높이 h를 웨브 두께 tw로 나눈 값이다.

높이 1,200 mm, 두께 10 mm이면 h/tw는 120이 된다.

판강성 D는 E·t³을 12(1−ν²)로 나눈 값이다. E는 2.0×10^5 MPa, ν는 0.3으로 가정한다.

좌굴응력이 부족하면 보강재를 추가하고 b를 줄여 다시 계산한다.

흔한 실수

답안에서 자주 나오는 실수는 세 가지다.

파손 형태를 뭉뚱그리는 것, 대책만 나열하는 것, 수치를 근거 없이 쓰는 것이다.

채점은 4대 파손 구분, 원인별 대책 대응, 용접 상세 언급을 본다.

정리

파손 형태는 웨브 좌굴, 플랜지 좌굴, 횡좌굴, 피로, 취성파괴로 정리한다.

웨브 좌굴은 보강재와 웨브 두께로, 피로는 용접 상세 개선으로 막는다.

답안은 파손 원인과 대책을 짝지어 쓰면 된다.