합성부재 온도차에 따른 단면력 산정식

합성 부재에서 온도차에 따른 각 부재별 단면력(축력, 모멘트)을 구해보겠습니다.

 

콘크리트와 강재 합성 부재에서 상단 콘크리트만 온도 변화(하강)를 일으키는 예를 들겠습니다. 콘크리트는 강부재로 인해 온도 변화만큼 수축을 하지 못 하고 인장력과 모멘트를 받게 됩니다. 강부 재도 콘크리트에 생기는 축력만큼 압축력이 생기고 모멘트도 생깁니다.

 

변형은 아래 그림처럼 단부가 기울어진 파선의 형태로 남게됩니다. 접촉부 변형률 합이 온전한 온도 변화 변형률과 같습니다. 

 

1. 부재별 모멘트 산정

 

부재 모멘트 합과 축력에 의한 우력은 외부 힘이 없기 때문에 0입니다.

 

휨 곡률반경 식도 만족해야 하므로 다음과 같이 모멘트를 나타낼 수 있습니다.

모멘트를 위 식에 대입하고 탄성계수비를 적용해서 식을 만들 수 있습니다.

 

 

2. 축력산정

 

변형률 조건식에 콘크리트 하단 응력, 강재 상단 응력을 대입합니다.

 

탄성계수비와 1번에서 구한 모멘트를 대입해서 축력을 구할 수 있습니다.

토목구조기술사 관련 문제

121-2-5

 

 

※ 위 내용은 '강교 설계의 기초(방명석 역)' 책을 참고했습니다.