2차원 철골골조구조물 부재설계

소개글

2차원 철골골조구조물 부재설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.부재설계
1) 간단한 형태의 2차원 철골골조구조물 부재설계.
2) 부재설계는 한계상태설계법으로 설계.
3) 부재설계는 휨재(보), 압축재(기둥), 접합부에 대하여 최대 부재력이 발생하는 부재를 설계.
4) 보는 휨모멘트에 대해서만 설계하며 기둥은 축력에 대해서만 설계.

본문내용

<2차원 철골골조구조물 부재설계>
고정하중 : 1 tonf/m +자중
적재하중 : 1.5 tonf/m
하중조합 : 1.2DL + 1.6LL
◎ 각자 맡은 역할과 참여율 ◎
○○○ : 마이다스 부재력 해석, 인장재 문제풀이 1문제, 레포트작성.
○○○ : 하부 접합부 설계, 스티프너 설계, 압축재 설계, 레포트작성.
○○○ : 상부 접합부 설계. 인장재 문제풀이 1문제, 레포트 작성.
저희 5조는 위와 같이 사전에 각자 역할을 분담하였습니다.
마이더스를 이용해 구조물을 해석하였는데 담당 조원의 실수로 결과가 맞지 않아 진행이 더뎌 졌었습니다. 조원들과 여러 차례 재검토 끝에 별 무리 없이 값을 수정할 수 있었습니다.
주말을 이용하여 총 이틀에 걸쳐 모임을 가졌으며 첫째 날은 역할분담을 하였고 둘째 날은 마이다스 부재력 해석 및 접합부 설계를 끝내고 레포트를 작성 하였습니다. 셋째 날은 토의 및 재검토를 하였습니다.
접합부 설계에서 플레이트와 스티프너의 표준 단면 치수를 구하기 위해 조사를 해 보았지만 구하지 못하고 예제에 나와 있는 단면으로 안전성 검토를 하였습니다. 스티프너 같은 경우는 임의로 단면의 두께를 산정하여 안전성을 판단하였습니다. 결과적으로는 저희 5조 구조물의 부재설계는 한계상태 설계법의 안전범위 내에 있는 단면을 선정하였습니다.
※ MFD [단위:KN/m]
<단면산정>
상부보 : H-350×175×7×11 (SS400)
하부보 : H-400×200×8×13 (SS400)
기둥 : H-200×200×8×12 (SM490)
볼트 : M22(F10T)
플레이트 : 9×90×230 (SM490)
스티프너 : PL-5×100×200 (SM490)
축력을 받는 기둥 설계
유효길이 좌굴계수
단면가정 : H-200×200×8×12(SM490)
⑴ 판폭 두께비 검토
플랜지 :
웨브 :
⑵ 의 산정
⑶ 설계강도 산정
⑷ 안전성 검토
tonf/m=3120×9.81=31kN/m
상부접합부 설계
(1) 보 플랜지의 용접 설계
① 휨모멘트에 의한 보 플랜지의 인장력
② 보 플랜지의 항복인장강도
이므로 휨모멘트는 보 플랜지가 지지하는 것으로 하며, 완전한 용입 맞댐용접을 한다.
(2) 웨브 볼트 설계
전단력만 지지하는 것으로 가정한다.
① 미끄럼강도에 의한 볼트개수 산정(M22(F10T)를 사용)
∴ 2-M22(F10T)사용
(3) 웨브 플레이트 설계
사용을 가정한다.
① 전단 항복강도
② 전단 파괴강도
(4) 기둥 플랜지에 플레이트 용접
모살 사이즈 s = 8.0mm인 양면 모살용접으로 설계한다.
유효목두께 a = 0.7a = 5.6mm
유효 용접길이
유효면적
플레이트 용접부의 검토
(5) 집중하중을 받는 웨브 및 플랜지 강도
① 기둥 플랜지의 국부휨강도
N.G.
② 기둥 웨브의 국부항복강도
O.K.
③ 기둥 웨브의 클리플링 강도
O.K.
④ 기둥 웨브의 압축좌굴강도
N.G.
⑤ 스티프너 설계(SM490사용)
- ①, ④항에 의해서 스티프너가 요구됨
스티프너의 필요단면적
두께를 5mm로 가정하면
∴웨브 양측에 5mm이상 두께의 다이아프램 설치함.
하부접합부
(1) 보 플랜지의 용접 설계
① 휨모멘트에 의한 보 플랜지의 인장력
② 보 플랜지의 항복인장강도
이므로 휨모멘트는 보 플랜지가 지지하는 것으로 하며, 완전한 용입 맞댐 용접을 한다.
(2) 웨브 볼트 설계
전단력만 지지하는 것으로 가정한다.
① 미끄럼강도에 의한 볼트개수 산정(M22(F10T)를 사용)
∴ 2-M22(F10T)사용
(3) 웨브 플레이트 설계
사용을 가정한다.
① 전단 항복강도
② 전단 파괴강도
(4) 기둥 플랜지에 플레이트 용접
모살 사이즈 s = 8.0mm인 양면 모살용접으로 설계한다.
유효목두께 a = 0.7a = 5.6mm
유효 용접길이
유효면적
플레이드 용접부의 검토
(5) 집중하중을 받는 웨브 및 플랜지 강도
① 기둥 플랜지의 국부휨강도
N.G.
② 기둥 웨브의 국부항복강도
O.K.
③ 기둥 웨브의 클리플링 강도
O.K.
④ 기둥 웨브의 압축좌굴강도
N.G.
⑤ 스티프너 설계(SM490사용)
- ①, ④항에 의해서 스티프너가 요구됨
스티프너의 필요단면적
두께를 5mm로 가정하면
∴웨브 양측에 5mm이상 두께의 다이아프램 설치함.
인장재 문제풀이
1. 그림과 같은 플레이드 PL-12가 용접접합되어 인장재로 사용될 때, 소요인장력 500kN를 받을 수 있는지 안전성을 검토하시오.
다만, 강재의 재질은 SM 490()
(1) 유호 순단면적의 계산
① 순단면적의 계산
② 감소계수 U
∴
(2) 설계강도의 계산
① 총단면의 항복
② 순단면의 파단
(3) 인장강도의 검토
∴안전함.
2. 다음 그림과 같은 인장재, 의 설계블록전단파괴강도를 구하시오. 다만 형강의 재질은 SS400 ( , )이며 사용고력볼트는 M22(F10T)이다.
전단영역(파단선a-b)
인장영역 (파단선 b-c)
이므로
∴ 설계블록전단 파괴강도
[답]

키워드

철골구조,   부재 설계,   접합부,   플레이트,   스티프너,   마이다스,   기둥 설계,   설계강도 산정