일반 H형강 자동 계산서
같은 계산서 안에서 1점가력, 2점가력, 3점가력, 등분포하중, 그리고 단순지지 / 양단고정을 선택하여 일반 H형강 보의 반력, 전단력, 모멘트, 처짐을 검토합니다.
입력
-
-
m
m
m
kN/m²
kN/m²
-
NOTE — 하중 입력 설명
1) 본 계산서는 면하중을 입력하고, 이를 점하중 또는 등분포하중으로 환산합니다.
2) 1점가력, 2점가력 및 3점가력에서 분담폭 A와 분담길이 B는 점하중 1개(P 1개)에 해당하는 분담면적입니다.
3) 점하중 1개의 크기는 P = A × B × 면적당하중으로 계산합니다.
4) 1점가력 선택 시 1개 가력점(L/2)에 P를 재하합니다.
5) 2점가력 선택 시 2개 가력점에 각각 P, P를 재하합니다.
6) 3점가력 선택 시 3개 가력점에 각각 P, P, P를 재하합니다.
7) 등분포하중 선택 시에는 A×B를 보 전체 분담면적으로 보고 총하중을 계산합니다.
8) 기본 재하 위치: 1점가력 L/2, 2점가력 L/3·2L/3, 3점가력 L/4·L/2·3L/4.
9) 양단고정 선택 시에는 지점모멘트, 중앙모멘트, 반력이 함께 달라집니다.
10) 본 화면은 일반 H형강 보의 초기 검토용이며, 최종 설계 시에는 좌굴·세장비·접합부를 별도로 검토해야 합니다.
2) 1점가력, 2점가력 및 3점가력에서 분담폭 A와 분담길이 B는 점하중 1개(P 1개)에 해당하는 분담면적입니다.
3) 점하중 1개의 크기는 P = A × B × 면적당하중으로 계산합니다.
4) 1점가력 선택 시 1개 가력점(L/2)에 P를 재하합니다.
5) 2점가력 선택 시 2개 가력점에 각각 P, P를 재하합니다.
6) 3점가력 선택 시 3개 가력점에 각각 P, P, P를 재하합니다.
7) 등분포하중 선택 시에는 A×B를 보 전체 분담면적으로 보고 총하중을 계산합니다.
8) 기본 재하 위치: 1점가력 L/2, 2점가력 L/3·2L/3, 3점가력 L/4·L/2·3L/4.
9) 양단고정 선택 시에는 지점모멘트, 중앙모멘트, 반력이 함께 달라집니다.
10) 본 화면은 일반 H형강 보의 초기 검토용이며, 최종 설계 시에는 좌굴·세장비·접합부를 별도로 검토해야 합니다.
보 단면 입력 · 부재단면복사
클릭 시 계산서에 내장된 KS 표준 압연 H 전체 LIST(명칭·d·bf·tw·tf·Ix·단면적·단위중량)가 탭 구분 텍스트로 복사됩니다. 목록이 맞는지 확인하려면 아래에서 선택한 단면과 표의 해당 행을 대조하세요.
auto
-
MPa
mm
mm
mm
mm
-
-
mm
일반 H형강 입력 → 확장 형상 자동 변환 기준
dg = (확대비) × d, ho = dg - d
a = (a/d 비율) × d, e = (e/a 비율) × a
pitch = a + e
z = (단부 pitch 수) × pitch
dg = (확대비) × d, ho = dg - d
a = (a/d 비율) × d, e = (e/a 비율) × a
pitch = a + e
z = (단부 pitch 수) × pitch
개구부 입력
개구부 입력항 설명도
a : 개구부의 수평 길이
ho : 개구부의 수직 높이
e : 개구부와 개구부 사이의 web-post 폭
z : 보 단부에서 첫 개구부 시작 전까지의 무개구부 길이
pitch : 개구부 1개 길이와 web-post 폭을 합한 반복 간격, 즉 a + e
ho : 개구부의 수직 높이
e : 개구부와 개구부 사이의 web-post 폭
z : 보 단부에서 첫 개구부 시작 전까지의 무개구부 길이
pitch : 개구부 1개 길이와 web-post 폭을 합한 반복 간격, 즉 a + e
-
mm
mm
mm
mm
-
-
pitch
간이 URi 기준
-
-
-
GPa
cm⁴
-
kg/m
-
-
-
-
-
mm
mm
MPa
-
mm
mm
mm
MPa
주요 결과
분담면적 A×B
-
점하중 1개 P
-
총하중 W
-
선형하중 w
-
반력 RA, RB
-
지점모멘트 MA, MB
-
최대 전단력 |V|max
-
최대모멘트 |M|max
-
개구부 수
-
확대 후 높이 dg
-
자동 형상 ho/a/e
-
최대 처짐 (Service load)
-
최대 URi
-
폐단면 적용
-
하단면 2Ls 앵글 보강
-
하중합 · 반력합 체크
총하중 ΣW
-
반력합 ΣR
-
평형오차 ΣR-ΣW
-
정적평형
-
전단력도 · 모멘트도
대표 위치별 전단력·모멘트
| 위치 | 전단력 V (kN) | 모멘트 M (kN·m) | 비고 |
|---|
스팬 기준 주요 위치 URi
| 위치 | x (m) | |V| (kN) | |M| (kN·m) | URv | URm | URi | 판정 | 비고 |
|---|
스팬 기준 URi 상세계산서
계산기준
가. 스팬 기준 주요 위치 URi (위 표·상세계산서)
- 하중·지지: 화면에서 선택한 하중 방식(점가력/등분포)과 지지조건(단순지지/양단고정)에 따른 지점반력·전단력·모멘트를 사용합니다.
- 단면: 입력한 H형강 치수·Ix·Fy 및 φb, φv로 전체 단면의 설계내력을 산정합니다. 웨브 높이 hw = d − 2tf, 전단면적 Aw = hw·tw, 단면계수 Sx = Ix/(d/2) (축대칭 가정)입니다.
- 전단·휨 설계내력: Vn = φv·0.6·Fy·Aw / 1000 (kN), Mn = φb·Fy·Sx / 106 (kN·m).
- 요구강도 대 내력: URv = |Vu|/Vn, URm = |Mu|/Mn, URi = max(URv, URm).
- 판정: URi ≤ 0.95 → OK, 0.95 < URi ≤ 1.00 → 주의, URi > 1.00 → NG.
나. 개구부별 간이 URi (아래 표)
- 개구부 중심 x에서의 |Vu|, |Mu|에 대해, web-post 전단면적(e·tw) 등으로 Vn, Tee 단면으로 Mn(필요 시 2Ls 보강 반영)을 사용합니다.
- URv = Vu/Vn, URm = Mu/Mn, URi = max(URv, URm)×kadj — 가력점 근접·단부 인접·휨·전단 중첩 등에 따라 kadj를 적용합니다.
- 폐단면·2Ls 보강 체크 시 표시 판정은 구조적 보강 가정에 따른 참고 표시입니다.
일반 H형강 전용 화면에서는 「나」항목 표가 숨겨질 수 있습니다. 확장형·개구부 보는 동일 메뉴의 캐스틀레이티드 계산서에서 개구부별 표를 함께 확인하세요.
개구부별 간이 URi
| No. | 중심 x (m) | |V| (kN) | |M| (kN·m) | Vn (kN) | Mn (kN·m) | URv | URm | URi | 판정 | 비고 |
|---|
구조 검토 범위
본 계산서는 일반 H형강 보의 기본 하중 해석과 사용성 검토를 위한 화면입니다. 현재 계산 범위와 추가 검토 필요 항목을 구분하여 표시합니다.
| 구분 | 현재 반영 여부 | 내용 |
|---|---|---|
| 반력 | 반영 | 단순지지 / 양단고정 조건에 따른 지점반력 계산 |
| 전단력 / 모멘트 | 반영 | 전단력도, 모멘트도 및 대표 위치별 값 표시 |
| 처짐 | 반영 | 사용하중 기준 최대 처짐 검토 |
| 단면 기본입력 | 반영 | H형강 표준단면 선택, Ix, 자중, 재료강도 입력 |
| 국부좌굴 / 세장비 | 추가 권장 | 플랜지·웨브 세장비 및 국부좌굴은 별도 검토 필요 |
| 횡비틀림좌굴 | 추가 권장 | 비구속 길이와 횡지지 조건에 따른 별도 검토 필요 |
| 접합부 / 보강상세 | 추가 권장 | 가력점, 지점부, 연결상세는 별도 검토 필요 |
현재 화면은 일반 H형강 초기 검토용입니다. 최종 설계 시에는 세장비, 좌굴, 접합부 상세를 별도로 검토하는 것이 좋습니다.
단부 무개구부 구간 z 검토 — URzV: 첫 개구부 실제 전단
지점 부근은 전단력이 큰 구간이므로, 첫 개구부가 지점에 너무 가까우면 불리할 수 있습니다.
따라서 단부 무개구부 길이 z는 pitch와 함께 검토하는 것이 좋습니다.
| 항목 | 값 | 설명 |
|---|---|---|
| 단부 무개구부 길이 | - | 지점에서 첫 개구부 시작 전까지의 길이 z |
| 반복간격 pitch | - | pitch = a + e |
| z / pitch | - | 단부 여유 길이의 상대적 비율 |
| 판정 | 검토 필요 | 단부 개구부 위치 적정성 확인 |
z가 너무 짧으면 지점 고전단 구간에 개구부가 가까워질 수 있습니다.
가력점과 개구부 간섭 검토
집중하중은 개구부 또는 web-post 근처에서 국부 응력집중을 일으킬 수 있습니다.
따라서 하중점이 개구부 중심에 가까운지, web-post 위에 놓이는지 확인하는 것이 좋습니다.
| 하중점 | 위치 | 가장 가까운 개구부 중심 | 거리 | 판정 |
|---|---|---|---|---|
| P1 | - | - | - | - |
| P2 | - | - | - | - |
| P3 | - | - | - | - |
가능하면 가력점은 개구부 중심보다 web-post 또는 무개구부 구간에 가까운 쪽이 유리합니다.
Web-post 구조 검토 — URwpB: Web-post 좌굴 전단
Web-post는 개구부와 개구부 사이에 남는 웨브 부분으로, 전단력 전달에 중요한 역할을 합니다.
개구부 보에서는 web-post가 좁아질수록 전단 및 좌굴에 불리해질 수 있습니다.
| 항목 | 값 | 설명 |
|---|---|---|
| Web-post 폭 e | - | 개구부 사이에 남는 웨브 폭 |
| Pitch | - | pitch = a + e |
| e / pitch | - | web-post 상대폭 |
| 고전단 구간 여부 | - | 지점부 또는 큰 반력 근처 여부 |
| 판정 | 검토 필요 | 전단 및 좌굴 관점에서 확인 |
e가 작고 전단력이 큰 경우, web-post 전단 및 좌굴 검토를 강화하는 것이 좋습니다.
Vierendeel 작용 검토 — URtee: Tee 축력-휨 상호작용
개구부 주변에서는 개구부 상부와 하부 Tee가 국부 휨을 받는 Vierendeel 작용이 발생할 수 있습니다.
특히 하중점 근처 또는 고전단 구간에서 영향이 커질 수 있습니다.
| 항목 | 값 | 설명 |
|---|---|---|
| a / d | - | 개구부 상대 크기 |
| 하중점 근접 여부 | - | 가력점과 개구부 중심 관계 |
| 고전단 구간 여부 | - | 지점부 또는 고전단 영역 |
| 판정 | 검토 필요 | 개구부 상·하부 Tee 국부 휨 검토 |
큰 개구부, 큰 전단, 집중하중 근처는 Vierendeel 영향이 커질 수 있습니다.
처짐 검토
강도 검토와 별도로 사용성 검토를 위해 최대 처짐을 검토하는 것이 좋습니다.
| 항목 | 값 | 비고 |
|---|---|---|
| 최대 처짐 | - | 사용하중 기준 권장 |
| 허용 처짐 | - | L/240, L/300, L/360 등 |
| 판정 | 추가 계산 권장 | 허용 처짐과 비교 필요 |
계산 과정이 여기에 표시됩니다.
장스팬 보, 바닥보, 주차장 보에서는 처짐 검토를 별도로 수행하는 것이 좋습니다.
좌굴 및 횡지지 조건
일반 H형강 보는 단면 성능뿐 아니라 전체 안정성도 중요합니다.
| 항목 | 상태 | 설명 |
|---|---|---|
| 압축플랜지 횡지지 | - | 압축플랜지 구속 여부 |
| 횡비틀림좌굴 검토 | - | 장스팬 또는 비구속 보에서 중요 |
| Web-post 국부좌굴 | - | e가 작고 전단이 큰 경우 중요 |
| 판정 | 추가 검토 권장 | 전체 안정성 별도 검토 |
현재 기본 계산만으로는 전체 좌굴 안정성까지 충분히 평가되지 않을 수 있습니다.
용접 및 보강 상세 검토 — URw: 실제 용접 검토
확장형 H형강은 절단 및 재조립이 포함될 수 있으므로, 형상 변경부와 용접부의 상세 검토가 중요합니다.
| 항목 | 상태 | 설명 |
|---|---|---|
| URw: 실제 용접 검토 | 권장 | 절단 후 재조립 용접부 강도 확인 (Fu_weld/Rw) |
| 가력점 보강판 | 권장 | 집중하중 큰 경우 보강판 또는 스티프너 검토 |
| 단부 보강 | 조건부 | 지점부 개구부 인접 시 검토 |
| 판정 | 상세 설계 검토 필요 | 용접 및 보강 상세 별도 확인 |
형상 변경 H형강 보는 일반 압연형강 보보다 상세설계의 영향이 클 수 있으므로, 최종 제작 전 상세 검토를 권장합니다.
추가 구조 검토식
공통 판정식
UR = Demand / Capacity
UR ≤ 0.95 → OK
0.95 < UR ≤ 1.00 → 주의
UR > 1.00 → NG
단부 무개구부 검토
pitch = a + e, Rz = z / pitch
x1 = z + a/2, V1 = |V(x1)|
Av,wp = e · tw, Vn,wp = φv · 0.6Fy · Av,wp
URzV = V1 / Vn,wp
Rz ≥ 1.00 → OK, 0.75 ≤ Rz < 1.00 → 주의, Rz < 0.75 → NG
가력점-개구부 간섭 검토
dp = |xp - xo|
dp ≤ a/2 → NG
a/2 < dp ≤ (a+e)/2 → 주의
dp > (a+e)/2 → OK
개구부별 URi 검토
URv = Vu / Vn
URm = Mu / Mn
URi = max(URv, URm) × kadj
URi ≤ 0.95 → OK
0.95 < URi ≤ 1.00 → 주의
URi > 1.00 → NG
Web-post 전단·휨·전단좌굴 검토
URwp = Vu / (φv·0.6Fy·e·tw)
Mwp = Vu·e/2, Zwp = tw·ho²/6, URwpM = Mwp/(φb·Fy·Zwp)
kv = 5.34, ν = 0.30
τcr = kv·π²·E / [12(1-ν²)] · (tw/ho)²
Vcr,wp = τcr·ho·tw, URwpB = Vu / (φv·Vcr,wp)
URwpB ≤ 0.95 → OK, 0.95 < URwpB ≤ 1.00 → 주의, URwpB > 1.00 → NG
Vierendeel 검토 (Tee 휨·축력)
Ptee = Vu/2, Mvir = Vu·a/4
Pn,tee = Fy·Atee, Mn,tee = Fy·Ztee
URtee = Ptee/(φc·Pn,tee) + Mvir/(φb·Mn,tee)
처짐 검토
Δallow = L / n (n = L/240, L/300, L/360 등)
URdefl = Δmax / Δallow
URdefl ≤ 1.00 → OK, URdefl > 1.00 → NG
Web-post 세장비 검토
λwp = ho / tw
λwp ≤ 25 → OK
25 < λwp ≤ 35 → 주의
λwp > 35 → NG
재용접부 검토
aw : 유효목두께, lw : 유효용접길이
φw : 용접 저항계수, Fvw : 용접 허용전단응력 또는 설계강도, Fu_weld : 용접부 작용력
Aw = aw · lw
Rw = φw · Fvw · Aw
URw = Fu_weld / Rw
URw ≤ 0.95 → OK
0.95 < URw ≤ 1.00 → 주의
URw > 1.00 → NG
핵심 식
Av,wp = e·tw, Vn,wp = φv·0.6Fy·Av,wp, URzV = V1/Vn,wp (V1 = |V(x1)|, x1 = z+a/2)
URwp = Vu/(φv·0.6Fy·e·tw), URwpM = (Vu·e/2)/(φb·Fy·Zwp), τcr = kv·π²·E/[12(1-ν²)]·(tw/ho)², URwpB = Vu/(φv·Vcr,wp)
Pn,tee = Fy·Atee, Mn,tee = Fy·Ztee, URtee = Ptee/(φc·Pn,tee) + Mvir/(φb·Mn,tee)
2Ls 하부 Tee 인장보강: 2Ls 미적용 Mn=MnBase; 2Ls 적용 시 M≥0이면 Mn=MnBase+ΔMn(2Ls), M<0이면 Mn=MnBase → 중앙부 양의 모멘트 구간에서만 URm·URi 개선
λwp = ho/tw, URw = Fu_weld / Rw
UR = Demand / Capacity
UR ≤ 0.95 → OK
0.95 < UR ≤ 1.00 → 주의
UR > 1.00 → NG
단부 무개구부 검토
pitch = a + e, Rz = z / pitch
x1 = z + a/2, V1 = |V(x1)|
Av,wp = e · tw, Vn,wp = φv · 0.6Fy · Av,wp
URzV = V1 / Vn,wp
Rz ≥ 1.00 → OK, 0.75 ≤ Rz < 1.00 → 주의, Rz < 0.75 → NG
가력점-개구부 간섭 검토
dp = |xp - xo|
dp ≤ a/2 → NG
a/2 < dp ≤ (a+e)/2 → 주의
dp > (a+e)/2 → OK
개구부별 URi 검토
URv = Vu / Vn
URm = Mu / Mn
URi = max(URv, URm) × kadj
URi ≤ 0.95 → OK
0.95 < URi ≤ 1.00 → 주의
URi > 1.00 → NG
Web-post 전단·휨·전단좌굴 검토
URwp = Vu / (φv·0.6Fy·e·tw)
Mwp = Vu·e/2, Zwp = tw·ho²/6, URwpM = Mwp/(φb·Fy·Zwp)
kv = 5.34, ν = 0.30
τcr = kv·π²·E / [12(1-ν²)] · (tw/ho)²
Vcr,wp = τcr·ho·tw, URwpB = Vu / (φv·Vcr,wp)
URwpB ≤ 0.95 → OK, 0.95 < URwpB ≤ 1.00 → 주의, URwpB > 1.00 → NG
Vierendeel 검토 (Tee 휨·축력)
Ptee = Vu/2, Mvir = Vu·a/4
Pn,tee = Fy·Atee, Mn,tee = Fy·Ztee
URtee = Ptee/(φc·Pn,tee) + Mvir/(φb·Mn,tee)
처짐 검토
Δallow = L / n (n = L/240, L/300, L/360 등)
URdefl = Δmax / Δallow
URdefl ≤ 1.00 → OK, URdefl > 1.00 → NG
Web-post 세장비 검토
λwp = ho / tw
λwp ≤ 25 → OK
25 < λwp ≤ 35 → 주의
λwp > 35 → NG
재용접부 검토
aw : 유효목두께, lw : 유효용접길이
φw : 용접 저항계수, Fvw : 용접 허용전단응력 또는 설계강도, Fu_weld : 용접부 작용력
Aw = aw · lw
Rw = φw · Fvw · Aw
URw = Fu_weld / Rw
URw ≤ 0.95 → OK
0.95 < URw ≤ 1.00 → 주의
URw > 1.00 → NG
핵심 식
Av,wp = e·tw, Vn,wp = φv·0.6Fy·Av,wp, URzV = V1/Vn,wp (V1 = |V(x1)|, x1 = z+a/2)
URwp = Vu/(φv·0.6Fy·e·tw), URwpM = (Vu·e/2)/(φb·Fy·Zwp), τcr = kv·π²·E/[12(1-ν²)]·(tw/ho)², URwpB = Vu/(φv·Vcr,wp)
Pn,tee = Fy·Atee, Mn,tee = Fy·Ztee, URtee = Ptee/(φc·Pn,tee) + Mvir/(φb·Mn,tee)
2Ls 하부 Tee 인장보강: 2Ls 미적용 Mn=MnBase; 2Ls 적용 시 M≥0이면 Mn=MnBase+ΔMn(2Ls), M<0이면 Mn=MnBase → 중앙부 양의 모멘트 구간에서만 URm·URi 개선
λwp = ho/tw, URw = Fu_weld / Rw