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[강구조설계] 최적 단면 분석 및 선정

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레포트 > 공학계열
2011.11.02
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소개글

[강구조설계] 최적 단면 분석 및 선정에 대한 자료입니다.

목 차

1. 아래 그림의 구조물에 아래와 같은 하중이 작용할 때 적정단면을 설계하라.

2. 단면조건 (H형 단면, 높이 H, 두께 t)

3. 설계조건

압축 설계 (Column)
휨 설계 (Beam)
휨-압축 설계 (Beam - Column)
※ Reference

본문내용

① SM490
식 3.3.1을 만족시키면서 가장 작은 단면적을 갖도록 하는 높이(H)는 335mm, 두 께(t)는 20mm이다. 그러나 이 때의 세장비는 이므로 “N.G.” 이다.
그러므로 세장비조건을 만족시키며 가장 최소의 단면을 갖는 단면 치수를 찾으면 다음과 같은 치수가 결정된다. (높이(H): 347mm, 두께(t): 19mm). 세장비 조건을 보 면, 이고, 자유돌출부 조건을 보면 이다. 따 라서 가정한 단면은 모든 조건을 만족하고 있다.
그러므로 모든 조건을 만족시키는 최적 단면의 치수는 높이(H): 347mm, 두께(t): 19mm가 된다.

② SM520
SM520의 경우는 압축응력에 대한 허용압축응력의 비가 0.8~0.9가 되는 범위 안 에서는 세장비 규정을 맞출 수 없었고 압축응력에 대한 허용압축응력의 비가 0.8아래 로 내려가야만 세장비의 규정을 맞출 수 있다. 즉, 세장비 규정을 맞추기 위해 하중 에 관하여 비경제적인 단면을 설정해야 한다는 것이다.
그 중에서 가장 작은 단면적을 갖는 단면의 치수는 다음과 같다.
⇒ 높이(H): 347mm, 두께(t): 20mm, 단면적(A): 20020
→ (O.K.), → (O.K.)
그러나 가 되어 기준치인 0.8~0.9를 벗어난 비경제적인 설계가 되 었다.
6) 설계과정을 통해 구한 SM490과 SM520의 적정단면을 비교하면 다음과 같다

높이(mm)
두께(mm)
단면적()
L(m)
총강재량()

SM490
347
19
19057
10
0.19057
0.8476
119.9
SM520
347
20
20020
10
0.2002
0.74315
119.8
표 4. SM490과 SM520의 적정단면 비교

두강재의 총량을 비교했을 때 총강재량의 차이는 의 차이가 나왔다. 강재량에 대한 각 강종의 가격이 제시된다면 가격이라는 기준으로 비교하기 좀 더 용이할 것이다. 그러나 그 차이가 얼마 크지 않고 비를 비교해 보았을 때, 강종 SM490을 이용하는 것이 더 경제적인 결정이라고 볼 수 있다.

참고문헌

※ Reference
대한토목학회 교량설계핵심기술연구단, 『도로교 설계기준』, 대한토목학회, 2008.

#강구조설계 #단면 #최적 #강구조 #선정

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