횡비틀림좌굴

정의

휨을 받는 보가 강도에 도달하기 전에 옆으로 휘고 비틀리며 무너지는 현상이 횡비틀림좌굴이다.

압축 플랜지가 횡변위와 비틀림을 함께 일으키는 것이 핵심이다.

이때 횡방향으로 지지되지 않은 길이가 비지지길이 Lb다.

구간별 강도 산정

횡지지 간격 Lb에 따라 공칭휨강도 식이 세 구간으로 나뉜다.

Lb가 Lp 이하이면 소성휨이 가능해 강도는 Mp가 된다.

Lb가 Lr을 넘으면 탄성 횡좌굴 식을 쓰며, 어떤 경우에도 강도 상한은 Mp다.

단면 형상에 따른 차이

같은 H형강이라도 플랜지 폭과 단면 형상에 따라 횡좌굴 거동이 달라진다.

개방단면은 비틀림 강성이 작아 횡좌굴에 불리하다. 폐쇄단면은 비틀림 강성 덕분에 영향이 완화된다.

폐쇄단면에 개방단면 횡좌굴식을 그대로 적용하면 감점된다.

헷갈리는 점

채점에서 자주 감점되는 실수가 몇 가지 있다.

가장 흔한 실수는 Lb를 부재 전체 길이로 잡는 것이다.

Cb를 무조건 1로 두면 보수적인 값이 되어 감점된다.

Lb 단위도 mm로 통일해야 식 결과가 맞다.

정리

앞의 문제 정답은 아니오다. Cb는 1 이상이며 1보다 작을 수 없다.

정리하면 Lb를 Lp, Lr과 비교해 세 구간 중 하나를 고른다.

구간별 식을 쓰고 강도 상한을 Mp로 제한하면 답안이 완성된다.

마무리

두 번째 문제의 정답은 Mp다. Lb가 Lp 이하이면 소성휨이 된다.

결국 횡지지 간격을 확보하는 것이 횡비틀림좌굴을 막는 가장 효과적인 대책이다.