강재의 겹침의 원리와 이유

소개

principal of superposition

목차

* 개요
* 안정성
* 상관관계
* 조합력을 받는 부재 설계기준
* 가재골조의 설계법
* 비가재골조의 설계법

본문내용

* 개요
구조물에서 대부분의 보와 기둥은 휨과 축방향 하중을 동시에 받는다. 이런 현상은 부정정구조물일 때 특히 현저하며, 축력이나 휨모멘트가 상대적으로 작은 경우에는 각각의 영향은 무시되며, 부재는 축력이나 휨모멘트만 받는 기둥과 보로서만 설계된다. 그러나 일반적으로, 축력과 휨모멘트의 조합력의 영향은 무시될 수 없고 조합하중 하에서의 거동이 설계에 고려되어야 한다.

조합력을 받는 부재의 단면선정시에는 휨모멘트, 좌굴하중, 전단력에 잘 견딜 수 있는 단면으로 선택하는 것이 중요하며, 두 방향의 스팬이 거의 같은 평면의 모멘트 저항 골조 건물의 경우에는 비틀림 강성이 크고 두 방향의 휨성능이 우수한 상자형 단면이나 긴 평면형의 체육관이나 공장건물의 경우는 1방향의 휨성능이 우수한 H형 단면과 같은 것을 선정하는 것이 유리하다.

조합력을 받는 부재는 주로 휨모멘트를 받는 보나 압축력을 받는 기둥에 비하여 그 거동이 복잡하다. 휨이 인장력과 조합된 경우에는 처짐이 인장력에 의해 억제되므로 부재의 항복에 의해 설계가 좌우되지만, 휨이 압축력과 조합되는 경우에는 압축력에 의해 2차적인 휨이 생기므로 처짐이 증가되어 불안정성을 고려한 설계가 되어야 한다. 일반적으로 압축력은 조합력을 받는 부재의 휨을 크게 하고, 인장력은 휨을 억제하는 효과를 발휘한다. 부재에 휨모멘트가 가해지면 보와 같이 변형하지만 여기에 압축력이 부가되면 (압축력)X(변형)=(부가 휨모멘트)가 발생하여 휨모멘트와 변형이 증가하게 된다. 만일 압축력이 더욱 증가되면 변형이 더욱 커져서 부재의 일부가 항복하게 되고 내력한계에 도달해서 파괴하게 된다. 이 휨-압축재의 내력의 한계값은 중심압축을 받는 부재의 좌굴하중보다 작다.
축하중과 휨의 조합력을 받는 부재에서 발생가능한 파괴모드와 휨과 축하중의 조합형태를 분류해보면 다음과 같다.

참고자료

· 없음