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철골구조 정리

1장 철골구조 개요■ 철의 역사청동 B.C.3000년경 ---> 철 B.C.1500년경- 철광석에서 800℃온도로 철을 얻을 기술이 부족함선철 : 탄소가 많이 포함(목탄을 사용한후부터)주철 : 16세기 중엽이후 목재자원고갈로 인한무생물적 자원인 석탄이용강 : 유황성분으로인해 석회석을 투입하여 화학작용유황성분제거(미소함유:실리콘, 망간, 인, 황)석탄 +코크스 = 1,200℃※ 탄소(c)는 쇠의 성질을 구분짓는 중요한 원소의 하나이다■ 철의 분류탄소강 : 0.03~1.7%강연 강 : 0.2% 이하경 강 : 0.5% 이상탄소량(%)용융점(℃)비고순철0.03% 이하1,535800℃강0.03~1.7%탄소량에 따라1,200℃주철1.7% 이상1,1401,150℃■ 강구조1) 강구조의 발달시대인물/나라사용재건축물비고1777년Abraham Darny주철다리4년에 동안1792년윌리엄 스트럿주철공장건물기둥부분1801년제임스 와트역 T형 주철보바닥지지보1858년단철쿠퍼유니온빌딩1884년윌리엄단철골조홈인슈어런스일부 강골조1889년프랑스(파리)주철시대 마감에펠탑대형구조물1904년런던강골조리츠호텔1931년미국엠파이어 스테이트 빌딩1970년뉴욕세계무역센터테러로인해 붕괴■ 강재의 단면형상C형강ㄱ형강평강H형강I형강ㄷ형강기타 등등강관■ 강구조 장?단점장 점단 점고강도 ⇒ 자중감소내화성인성크고, 취성작다유지관리균질하다좌굴공사기간처짐, 진동증축?보수용이접합부?피로■ 강재순서제선:쇠물을 만드는 단계?제강:가연 방법을 바꾼다?조괴:쇠물을 꺼냄?압연:누른다■ 기계적 성질강 도항복점강도 Mpa(=N/mm2)중국인장강도Mpa(N/mm2)비고강재의 판두께mm16이하16초과40이하40초과SS400245 이상235이상215 이상400~510SM490325 이상315 이상295 이상490~610SM520365 이상355 이상335 이상520~640SM570460 이상450 이상430 이상570~720탄성 : 힘을 가하면 일정한 변형을 일으키다가 제거하면 원상태로 돌아옴소성 : 힘을 제거해도 변형되어 있음피로 : 일정한 하중을 계속증가 시킴2장 허용응력도설계법은 허용응력도설계법, 소성설계법, 한계상태설계법이 있다■ 허용응력도설계법의 개념재료강도기본허용응력허용응력도Fy(항복응력도)Fu(인장강도)× a――――――→(a:1보다 작은 값)F× v――――――→(v:보정계수)Fall■ 기본허용응력도0.6Fy 총단면적에 대한 검토Ft005Fu 유효단면적에 대한 검토약 0.3%약 0.2%Fc∂?강재의 강도 Fy, Fu 콘크리트의 설계기준강도FyFu∂y∂B약 0.2%약 2%약 20%?∂■ 재료강도M=20mm? 고장력 볼트인장력 :1.2t/Cm2전단력 :0.924t/Cm23장 인장재? 인장재는 길이에 관계없이 똑같은 힘을 받는다NNhabdtd■ 평판의 순단명적?정렬배치An=Ag-n×d×tAn : 인장재의 순단면적Ag : 인장재의 총단면적(Ag=h×t)n : 파단선상에 있는 구멍의 계수d : 구멍의 직경t : 판두께pitch : 불연속-> 2.5D이상연단거리 1.25D이상 50mm이상gauge : 연속되어진 것ColumnBeamGusset Plate평판가새(Brace)?불규칙 배치An=Ag-n×d×t+∑s2/4g×ts : 인접한 2개의 구멍에서 응력방향거리(b)NtNtb b b bg1g2hijmkng : 인접한 2개의 구멍에서 응력과 직각 방향거리(g1, g2)■ 단면설계? 단면검정? 허용인장응력도 Ft= 0.6Fy (총 단면적에 대해서)Ft= 0.5Fu (유효순다면적에 대해서)【단, 핀접합 부재의 순단면적에 대한 허용인장응력도는 0.45Fy로 한다】? 응력검토 : 단면과 접합부가 결정된 경우ⅰ) 총단면적에 대한 허용인장력 NagNag = 0.6 FyAgⅱ) 유효순단면적에 대한 허용인장력 NaeNae = 0.5 FuAe = 0.5FuUAn* Nag와 Nae중에서 적은 값이 Nt보다 크면 O.K.Nt≤min(Nag, Nae)※ 주의사항? 균일단면주재에 적용되며, 하중의 작용축은 단면의 도심축과 일치해야 한다? 인장재의 길이는 계산상의 내력과 상관이 없으나 지나친 처짐, 바람, 진동주의? 세장비(L/r)의 제한필요(L/r?300)4장 압축재■ 좌굴?좌굴현상봉 모양의 똑바른부재가 압축력을 받아서 활처럼 휘는 현상?좌굴하중최초로 휘게되는 이 순간의 하중을 이론적으로 [좌굴하중]이라한다(스위스 태생의 오일러는 1759년 간단한 미분방정식을 세워서 해결)Deflection curvexxyyPP위 그림과 같을때, 외부모멘트와 내부모멘트의 평형방정식d2yP×y = -EIdx2(미분방정식의 해) y = A sinκχ+B cosκχP단, 위 식에서 κ2 =EIπ2EI? 경계조건으로부터 좌굴하중(P'cr) : P'cr = (이식이 바로 오일러하중)L2Pcr π2EI? 좌굴응력도(σcr) : σcr = =A L2A? 단면회전반경(r)Ir=√( )Aπ2EIL은 바로 기둥의 세장비(λ)이다.r∴ σcr = ×r2L2π2E=L( )2r세장비(λ)와 좌굴응력 σcr의 관계 ↓2EsCc = π√( )Fy?장주와 단주(한계세장비)? 한계세장비기준(Cc)- 장주 : 한계 세장비보다 큰기둥- 단주 : 한계 세장비보다 작은기둥- 장주의 좌굴 : 탄성좌굴- 단주의 좌굴 : 비완성좌굴?유효세장비(λk)? 기둥의 전체 길이가 좌굴길이가 되지만, 실제로는 기둥의 상하단의 구속조건에따라 좌굴길이가 달라지게 된다, 이를 유효좌굴길이라 한다.변곡점기둥의좌굴형태를점선으로표시이론적인K값0.50.71.01.02.02.0대략적인이상적조건에서권장하는설계값0.650.81.21.02.12.0단부조건회전고정 및 이동고정회전자유 및 이동고정회전고정 및 이동자유회전자유 및 이동자유? 오일러의 좌굴하중 공식(단부 구속조건을 고려)π2EIPe =(KL)2① 양단고정이면 K=0.5π2EI π2EIPe = = 4 ×(0.5L)2 L2② 상단핀 하단공정이면 K=0.7π2EI π2EIPe = = 2.04 ×(0.7L)2 L2③ 상단자유 하단고정이면 K=2.0π2EI π2EIPe = = 0.25 ×(2L)2 L2π2E▶장주(오일러식) : σcr =λk2λk2▶단주(존슨식) : σk = ｛1- ｝Fy2Cc2λk= ｛1- 0.5( )2｝FyCcKL단, λk =r■ 존슨식(단주의 좌굴하중)λ2σk =｛1- ｝Fy2Cc2○ 한계세장비 이하에 존슨의 포물선식세장비(L/r)4.03.53.02.52.01.51.00.50.00 50 100 150 200 250 300FyCcEuler curveJohnson 식(tf/cm2)기둥강도곡선(SS400, Cc=131)인장재의 순단면적단면에 작용하는 인장력(설계용 인장력)부재길이단면회적반경 √(I/A)압축력기둥 재료의 영계수기둥의 단면2차 모멘트이다

공학/기술| 2006.10.10| 11페이지| 1,500원| 조회(820)

목재, 석탄, 목탄, 망간, 유황성분

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형강의 종류

형강의 종류□ 형 강 (形鋼 steel sections)단면의 형태가 일정하도록 압연(壓延)하여 만든, 단면보다 길이가 더 긴구조용 압연강재의 총칭.- 보통강의 경우 1150～1300℃ 가열한 강편을 여러 가지 공형롤로 성형한다.- 특수강의 경우 1050～1200℃ 가열한 강편을 여러 가지 공형롤로 성형한다.- 단편의 형상에 따라?봉강(俸鋼)?I형강?T형강?L형강?D형강?ㄷ형강(홈형강) 등으로 부른다.?두께 1㎜ 이하의 얇은 판을 냉간(冷間)압연하여 만든 것을 경량형강이라 한다.● H형강 : 건축물등의 대형 구조물의 골조나 토목공사에 널리 사용구조용 강재로서 열간압연(熱間壓延)에 의해서 만들어진다. H형 중앙의 가로봉에 해당하는 부분을 웨브(web), 양쪽의 세로봉에 해당하는 부분을 플랜지(flange)라고 한다. 플랜지가 300mm 이하인 것을 주니어 사이즈, 300mm 이상인 것을 시니어 사이즈라고 한다. 비슷한 단면의 I형강(I-steel)이 있는데, H형강에서는 플랜지의 두께가 끝부분까지 일정한 점, 플랜지 끝부분이 둥그스름하지 않은 점, I형강에서는 너비가 높이보다 작으나 H형강에서는 너비가 높이와 같은 치수인 것도 있다는 점 등이 다르다. 너비가 넓은 것은 와이드 플랜지 H형강이라 하는데, 전체적으로 단면이 정사각형 모양으로 건물의 기둥으로 사용하기 쉽다. 규격은 KS D 3503에, 모양 ·치수는 KS D 3051에 규정되어 있다● T 형강 ( T-BAR ) : 단면 모양이 T 형인 형강S.T ( STRUCTURAL TEES ) 열간압연에 의해 직접 T형의 단면으로 마무리를 한 것C.T ( CUT TEES ) H형강의 WEB를 절단하여 T형의 단면으로 마무리를 한 것● I 형강 : 단면 모양이 I 인 형강? I-BEAM ㆍ MINING I-BEAM : 광산 지보용 I 형강● ㄷ 형강 ( CHANNEL ) : 단면 모양이 ㄷ 인 형강- 쟌넬이라고도 하며 웨브에서 한쪽방향으로만 두 개의 플랜자를 갖는 단면형상으로비대칭이어서 뒤틀림의 영향이 있으나 조립 및 정합이 편리하여 트러스, 가새, 샛기둥,경미한휨재등에 사용● ㄱ 형강 (ANGLE) : 단면 모양이 ㄱ 인 형강- 두변의 길이나 두께의 관계에 따라 3종류로 구분한다.? EQUAL LEGS ANGLE (등변 앵글) : 두변의 길이 및 두께가 같은 것? UNEQUAL LEGS ANGLE (부등변 앵글) : 두변의 길이는 틀리고 두께는 같은 것? INVERTED LEGS ANGLE (부등변, 부등두께 앵글) : 두변의 길이와 두께가 각각 다른 것? BULB ANGLE(구평형강) : 평강의 한 변 가장자리의 한쪽에 돌기를 붙인 모양의 단면을 가진 형강● C 형강(C-CHANNEL) : 단면 모양이 C 형인 형강- 1.6T - 4.5T 강판 및 강대로부터 냉간에서 ROLLED 성형법에 의해 제조한 것● 봉강 (STEEL BARS) : 봉상태로 압연 또는 단조된 강철- 소정의 길이로 절단된 강재 단면의 형태에 따라 여러 종류?R.B ( ROUND BAR ) : 단면 모양이 원형인 강재?S.B ( SQUARE BAR ) : 단면 모양이 정방형인 강재?H.B ( HEXAGONAL BAR ) : 단면 모양이 육각형인 강재?O.B ( OCTAGONAL BAR ) : 단면 모양이 팔각형인 강재?F.B ( FLAT BAR ) : 단면 모양이 직사각형인 강재?R.B ( REINFORCING STEEL BAR ) 콘크리트와 부착력을 높이기 위하여단면을 특수한 모양으로 한 강재로 원주 표면에 마디, 기타의 돌기부를 붙인 것● 강관 ( STEEL TUBES )?ROUND ( = PIPE ) : 원통모양으로 성형된 강재로 속이 빈 것?SQUARE ( = TUBE ) : 정방형으로 성형된 강재로 속이 빈 것● 등변L형강- 등변앵글강이라고도 한다. 형강의 대표적인 것으로서, 한 변의 길이는 소형이 50mm, 중형이 50~100mm, 대형이 100mm 이상이고, 변의 두께는 3~35mm까지 여러 가지가 있다. 용도는 건설용 구조재로 가장 많이 쓰이고, 기계 ?자동차 ?조선 ?차량 등 산업용으로도 사용된다● 경량형강- 일반적인 형강과 같이 열간압연(熱間壓延)으로는 얻을 수 없었던 두께가 대단히 얇은 형강이며, 형강의 모양?치수?무게에 대해서는 한국산업규격(KS) D3502에 규정

공학/기술| 2006.10.10| 3페이지| 1,000원| 조회(7,240)

종류, 형강

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