Beam & Column  적용이론 및 기준

축하중과 이축 휨모멘트, 전단력을 받는 철골기둥 및 휨모멘트를 받는 철골보를 설계합니다. 부재의 형태에 따라 H형강, T형강, L형강, C형강, 각형강관, 원형강관, Solid Round, Solid Box 단면의 자동설계 또는 내력검토를 수행합니다.

▒ 실행방법

메인 메뉴에서 [Steel]  > [Beam & Column]

▒ 상세설명

1. 인장 강도

인장재의 설계인장강도 은 총단면의 항복한계상태와 유효순단면의 파단한계 상태에 대해 아래식에 의해 산정된 값 중 작은 값으로 합니다.

2. 일반사항

설계압축강도 은 다음과 같이 산정합니다.

공칭압축강도 은 휨좌굴, 비틀림좌굴, 휨-비틀림조굴의 한계상태 중에서 가장 작은 값으로 합니다.

(1) 2축 대칭부재와 1축 대칭부재는 휨좌굴에 대한 한계상태를 적용할 수 있습니다.

(2) 1축 대칭부재와 비대칭부재, 그리고 십자형이나 조립기둥과 같은 2축 대칭부재는 비틀림좌굴 또는 휨-비틀림좌굴에 대한 한계상태를 적용할 수 있습니다.

3. 휨좌굴에 대한 압축강도

콤팩트 및 비콤팩트단면인 압축재에 적용됩니다. 비틀림에 대한 비지지 길이가 횡좌굴에 대한 비지지 길이보다 큰 경우,  H형강 기둥과 그와 유사한 기둥의 설계는 이 조항에 따릅니다. 공칭압축강도 은 휨좌굴에 대한 한계상태에 기초하여 다음과 같이 산정합니다.

휨좌굴응력 은 다음과 같이 산정합니다.

(1)

(2)

4. 비틀림좌굴, 휨-비틀림좌굴에 대한 압축강도

1축대칭 또는 비대칭부재, 얇은 판으로 된 십자형 또는 조립기둥과 같은 2축 대칭 기둥은 휨-비틀림과 비틀림좌굴의 한계상태를 고려하여야 합니다. 휨-비틀림좌굴, 비틀림좌굴에 대한 한계상태의 공칭압축강도   은 다음과 같이 산정합니다.

T형강압축부재의 경우

여기서, y축대칭에 대한 휨좌굴에 대해서 는 3항에서 구한 값을 사용하고 을 사용합니다. 또한,

T형강 이외의 경우는 다음에서 산정되는 탄성 비틀림좌굴응력력과 탄성 휨-비틀림좌굴응력 를 사용하여, 3항의 식에 따라 값을 산정합니다.

(1) 2축 대칭부재의 경우

(2) y축에 대칭인 1축 대칭부재의 경우

(3) 비대칭부재의 경우 다음 방정식의 해 중 가장 작은 해를 로 사용한다.

2축 대칭 H형 단면의 경우,   값을 사용할 수 있습니다. 여기서   는 플랜지중심간의 거리를 나타냅니다. T형강 또는 쌍ㄱ형강의 경우,   를 계산할 때   를 포함한 항을 삭제하고   를 0으로 놓습니다. (p. 447 맨위)

5. 강축휨을 받는 2축 대칭 H형강 또는 ㄷ형강 콤팩트부재

강축에 휨을 받는 2축 대칭 H형강 또는 ㄷ형강 콤팩트부재에 적용합니다. 다음 한계상태 중 최소값으로 합니다.

소성휨모멘트

횡좌굴강도

(1) 의 경우에는 횡좌굴강도를 고려하지 않아도 됩니다.

(2) 의 경우

(3) 의 경우

6. 비구속 또는 구속웨브를 갖는 부재

웨브면 내에 전단력을 받는 1축 또는 2축 대칭단면과 ㄷ형강의 웨브에 적용합니다. 비구속 또는 구속 판요소웨브의 공칭전단강도 은 전단항복과 전단좌굴의 한계상태에 따라 다음과 같이 산정합니다.

(1) 인 압연 H형강의 웨브

여기서, = 1.00

= 1.0

(2) 원형강관을 제외한 모든 2축 대칭단면, 1축 대칭단면 및 ㄷ형강의 전단상수 는 다음과 같이 구합니다.

① 일 때

② 일 때

③ 일 때

여기서, : 부재 전체춤 와 웨브의 두께 의 곱,

웨브판좌굴계수 는 다음과 같이 산정합니다.

① T형강 스템을 제외한 인 비구속지지된 판요소웨브

② 인 T형강의 스템

③ 구속판요소웨브

 또는   인 경우

여기서, : 수직스티프너의 순간격, mm

: 압연강재에서 모살 또는 코너반경을 제외한 플랜지간 순거리, mm

용접한 경우에는 플랜지간 순거리, mm

볼트조립단면에서는 파스너 열간거리, mm

(3) 인 압엽 H형강의 웨브를 제외하고 이 절의 설계전단강도 은 다음과 같이 산정합니다.

= 0.90

7. 단일 ㄱ형강

단일 ㄱ형강 다리의 공칭전단강도 은 식 로 산정합니다.

여기서, = 1.0

=

: 전단력을 저항하는 ㄱ형강다리의 폭, mm

= 1.2

8. 각형강관 및 상자형단면

각형강관 및 상자형단면의 공칭전단강도 은 에 따라 산정합니다.

여기서, =

 = 코너반경 안쪽의 플랜지간 순거리, mm

코너반경을 모른다면 단면 외부치수에서 두께의 3배를 감한 값을 취합니다.

= t

= 5.0

9. 원형강관

원형강관의 공칭전단강도 은 전단항복 및 전단좌굴의 한계상태에 따라 다음과 같이 산정합니다.

여기서, 은 다음 중 큰 값을 사용하되 0.6 를 초과하여서는 안 됩니다.

여기서,		:  강관의 전단면적,
		:  강관의 외경, mm
		:  최대전단력작용점과 전단력이 0인 점 사이의 거리, mm
	t	:  강관의 두께, mm

10. 1축 또는 2축 대칭단면 약축전단

약축에 하중이 작용하는 1축 또는 2축 대칭단면의 공칭전단강도 는 다음과 같이 계산합니다.

여기서, =

= 1.2

= 6의 (2)항에 의거 계산합니다.

11. 압축력과 휩을 받는 1축 및 2축 대칭단면부재

2축 대칭단면부재와 의 값이 0.1 이상 0.9 이하로서 x축 또는 y축으로만 휨이 발생하도록 구속된 1축 대칭단면부재에 있어서 휨과 압축력의 상관관계는 식 과 식 에 의하여 제한된다. 여기서 는 압축력을 받는 플랜지의 y축에 대한 단면 2차모멘트를 나타냅니다.

(1) 인 경우

(2) 인 경우

여기서,		:  소요압축강도, N
		:  설계압축강도, N
		:  소요휨강도,
		:  설계휨강도,
		:  강축휨을 나타내는 아래첨자
		:  약축휨을 나타내는 아래첨자
		:  압축저항계수( = 0.90)
		:  휨저항계수( = 0.90)

12. 강재의 탄성계수는 205,000 MPa을 사용합니다.

13. KS 주요 구조용 강재의 재료강도, MPa

* SCW490-CF의 판두께 구분은 8mm 이상 60mm 이하.

** 두께 80mm 이하에만 적용됨.