강철 빔을 계산하는 방법
건물 구조의 일반적인 하중 지지 구성 요소인 강철 빔의 계산 프로세스에는 여러 매개변수와 사양 요구 사항이 포함됩니다. 이번 글에서는 지난 10일 동안 인터넷상에서 핫한 주제와 핫한 콘텐츠를 결합하여 철골계산법을 체계적으로 소개하고, 참고할 수 있는 관련 데이터표를 제공하겠습니다.
1. 철골계산의 기본원리
강철 빔의 계산은 주로 강도, 강성, 안정성 및 기타 측면의 검증을 포함하여 기계적 원리와 강철 구조 설계 사양을 기반으로 합니다. 다음은 강철 빔을 계산할 때 중점을 두어야 할 매개변수입니다.
| 매개변수 이름 | 상징 | 단위 | 설명하다 |
|---|---|---|---|
| 단면적 | 에이 | mm² | 강철빔 단면의 총 면적 |
| 단면 관성 모멘트 | 나 | mm⁴ | 단면의 굽힘저항을 반영하는 지수 |
| 단면 계수 | 여 | mm³ | 단면의 굴곡강도를 반영한 지수 |
| 강철의 항복 강도 | fy | MPa | 강철에서 소성 변형이 시작되는 응력 값 |
| 탄성 계수 | 이자형 | MPa | 강철의 탄성 변형 능력 |
2. 철골강도의 계산
강철 빔의 강도 계산에는 주로 수직 응력, 전단 응력 및 국부 압축 응력 계산이 포함됩니다. 강도 계산 공식은 다음과 같습니다.
| 콘텐츠 계산 | 계산식 | 설명하다 |
|---|---|---|
| 일반 응력 계산 | σ = M/W ≤ fy/γm | M은 굽힘 모멘트, γm은 재료 부분 계수 |
| 전단 응력 계산 | τ = V·S/(I·tw) ≤ fv/γm | V는 전단력, S는 정적 모멘트, tw는 웹 두께 |
| 국부 압축 응력 계산 | σc = F/(tw·lz) ≤ fy/γm | F는 집중하중, lz는 하중분배길이 |
3. 강성보의 강성계산
강철 빔의 강성 계산에서는 사용 중인 구조물의 변형이 허용 범위 내에 있는지 확인하기 위해 처짐 한계를 주로 고려합니다. 공통 처짐 계산 공식은 다음과 같습니다.
| 부하 유형 | 최대 처짐 공식 | 허용된 편향 |
|---|---|---|
| 균일하게 분포된 하중을 갖는 단순 지지 빔 | δ = 5qL⁴/(384EI) | L/250~L/400 |
| 집중하중 단순지지보 | δ = PL³/(48EI) | L/300~L/500 |
| 캔틸레버 빔 끝 하중 | δ = PL³/(3EI) | L/200~L/300 |
4. 강재빔의 안정성 계산
강철빔의 안정성 계산에는 전체 안정성과 국부 안정성이라는 두 가지 측면이 포함됩니다. 전반적인 안정성 검사는 특히 압축 플랜지의 자유 길이가 길 때 중요합니다.
| 안정성 유형 | 계산방법 | 주요 매개변수 |
|---|---|---|
| 전반적으로 안정적 | M/(Φb·W) ≤ fy/γm | Φb는 전체 안정성 계수입니다. |
| 웹이 로컬로 안정화됨 | hw/tw ≤ 한계값 | hw는 웹 높이, tw는 웹 두께 |
| 플랜지 국부 안정성 | b/t ≤ 한계값 | b는 플랜지 폭, t는 플랜지 두께 |
5. 대중적인 강철 모델의 매개변수 참조
최근 업계 핫스팟에 따르면 다음은 일반적으로 사용되는 여러 열간압연 H형강(GB/T 11263-2017 표준)의 매개변수입니다.
| 모델 | 높이H(mm) | 폭B(mm) | 웹 두께 tw (mm) | 플랜지 두께 t(mm) | 이론중량(kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|
| HN400×200 | 400 | 200 | 8 | 13 | 66.0 |
| HN500×200 | 500 | 200 | 10 | 16 | 89.6 |
| HN600×200 | 600 | 200 | 11 | 17 | 106.0 |
6. 권장 강철빔 계산 소프트웨어
최근 엔지니어링 소프트웨어 사용 동향에 따르면 다음은 널리 사용되는 강철 빔 계산 도구입니다.
| 소프트웨어 이름 | 개발자 | 주요 기능 | 적용 가능한 표준 |
|---|---|---|---|
| STAAD.프로 | 벤틀리 | 종합적인 구조 분석 및 설계 | 국제 다국적 표준 |
| ETABS | CSI | 건물 구조 분석 및 설계 | 국제적으로 적용 가능 |
| 마이다스 겐 | 마이다스아이티 | 철강 구조 분석 및 설계 | GB 50017 등 |
7. 철골빔 계산에 관해 자주 묻는 질문에 대한 답변
최근 엔지니어 포럼에서 인기 있는 토론을 바탕으로 다음과 같은 일반적인 질문이 요약되었습니다.
1.강철빔 섹션을 선택하는 방법은 무엇입니까?로드 크기, 범위, 지원 조건 및 기타 요소와 같은 포괄적인 고려 사항을 기반으로 표준 프로필에 우선 순위를 부여해야 합니다.
2.왜 안정성을 확인해야 합니까?강철은 강도는 높지만 단면이 상대적으로 가늘고 압력을 가하면 불안정해지기 쉬우므로 안정성 검사를 수행해야 합니다.
3.강철빔의 처짐이 너무 크면 어떻게 해야 합니까?강성을 향상시키기 위해 단면 높이를 높이거나 중간 지지대를 설치하거나 프리스트레싱을 사용하는 등의 조치를 사용할 수 있습니다.
4.강철 빔 연결 노드를 설계하는 방법은 무엇입니까?노드 설계는 명확한 힘 전달을 보장하고 응력 집중을 방지해야 합니다. 용접, 고강도 볼트 체결 등이 가능합니다.
위의 구조화된 데이터와 내용을 통해 독자들은 철골빔의 계산방법에 대한 포괄적인 이해를 얻을 수 있다고 생각합니다. 실제 프로젝트에서는 특정 프로젝트 조건 및 관련 사양 요구 사항을 기반으로 계산을 수행하고 필요한 경우 전문 구조 엔지니어와 상담하는 것이 좋습니다.
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