Forces Fx Fy Fz Mx My Mz Axial Force y(minor axis) shear force

Presentation on theme: "Forces Fx Fy Fz Mx My Mz Axial Force y(minor axis) shear force"— Presentation transcript:

1 Forces Fx Fy Fz Mx My Mz Axial Force y(minor axis) shear force
[Enter] H빔에 요소좌표축이 그림과 같이 주어졌을 때, 보요소의 부재력 표기방법을 알아보도록 하겠습니다. [Enter] x방향에 대한 인장, 압축. 즉, 축력은 Fx로 표시합니다. [Enter] Fy는 y방향으로 작용하는 힘인데요, H빔에서는 약축방향 전단력이 됩니다. [Enter] Fz는 z방향으로 작용하는 강축 방향 전단력입니다. [Enter] Mx는 x축을 기준으로 회전하려고 하는 힘으로, 비틀림을 나타냅니다. [Enter] My는 y축을 기준으로 한 굽힘으로, H빔에서는 강축에 대한 휨모멘트이고, [Enter] Mz는 z축을 기준으로 한 굽힘으로, 약축에 대한 휨모멘트를 나타냅니다. 따라서, 수계산을 통해 계산한 전단력과 모멘트를 비교하려면, [Enter] Fz와 [Enter] My를 확인해야 합니다. Axial Force y(minor axis) shear force z(major axis) shear force Mx My Mz y y z z torsion y(major axis) bending moment z(minor axis) bending moment

2 Stress SFD BMD Bending Stress Shear Stress y w (1) A (0.8) I (0.04267)
L (10) Bending Stress 12.5 Shear Stress 5 VQ/Ib (9.37) Q/b czp czm cyp cym y Unit : kN, m My/I (117.2) 등분포 하중에 대한 응력을 계산해 보겠습니다. [Enter] 전단력이 가장 큰... 지점부 전단응력과 [Enter] 휨모멘트가 가장 큰... 중앙부 휨응력을 계산해 볼 텐데요… 그림에서 보는 것처럼… [Enter] 응력은 단면 내에서 위치에 따라 값이 달라지게 됩니다. [Enter] 전단응력이 가장 큰 중립축 위치에서 응력은 9.37kN/m^2이고, [Enter] 휨응력이 가장 큰 단면 끝단의 응력은 117.2kN/m^2 로 계산할 수 있습니다. 이렇게 응력을 구하기 위해서는... 어느 위치에서 응력을 계산할 것이지, 사용자가 미리 지정해 둬야 하는데요, 응력계산 위치는 단면정보에서 입력합니다. 전단응력 계산에 사용되는 Q는 단면1차모멘트, b는 단면 폭을 의미하는데요, Civil에서는 단면특성치로 b분의 Q값을 [Enter] Qb 항목에서 확인할 수 있습니다. 그리고 휨응력 계산에 필요한 y값은 [Enter] C의 이름으로 입력된 항목에서 확인합니다. [Enter] C값의 표기방법을 좀 더 자세히 보면, Czp는, z방향 plus값, Czm은, z방향 minus값을 말합니다. 앞에서 단면을 정의할 때, 이런 값들이 자동으로 계산이 되기 때문에 우리는 따로 입력해줄 필요가 없는 것입니다.

3 Stress σ axial σ shear σ bending Sax Ssy Ssz Sby Sbz Combined P A VQ
[Enter] H빔에 요소좌표축이 그림과 같이 주어졌을 때, 보요소의 응력 표기방법을 알아보도록 하겠습니다. Sax에서 [Enter] S는 Sigma의 약자이고, a는 Axial의 약자로 축응력을 나타냅니다. 그리고 x는 x축을 의미해서, x축 방향 축응력을 의미합니다. Ssy에서 S는 Sigma, s는 Shear로 전단, 그리고 y는 y축을 의미합니다. 따라서 Ssy는 y축방향 전단응력, 즉 약축방향 전단응력을 의미하고, 동일한 형태로 Ssz는 z축방향 전단응력, 즉 강축방향 전단응력의 의미합니다. 그리고 휨응력인데요, Sby에서 S는 Sigma, b는 bending으로 휨, y는 y축방향을 의미합니다. 따라서 Sby는 y축방향의 휨응력, 즉 약축방향 휨응력을 의미합니다. 여기서 헷갈리면 안되는 부분이 y축 기준으로 회전하는 모멘트가 아니라는 것입니다. y축 기준으로 회전하는 모멘트가 아니라 y축 방향, 즉 약축방향의 휨 모멘트입니다. 동일한 개념으로 Sbz는 z축 방향의 휨응력, 즉 강축방향 휨응력을 나타냅니다. [Enter] 그리고 Combined는 수직응력으로 축응력과 휨응력의 조합입니다.(?) 응력계산 방법은 구조역학에서 [Enter] 이런 수식로 배웠을 텐데요. 이 식을 구성하는 항목들은 midas Civil에서 [Enter] 이런 기호로 표시합니다. 여기서 파란색은 앞에서 살펴본 부재력이고, 나머지 항목들은 [Enter] 단면에서 확인할 수 있습니다. 전단응력은 [Enter] Qb값을 이용해 계산하고, 휨응력은 [Enter] C값을 이용해 계산합니다. C값은 상연과 하연 두 개의 값을 갖는데요, 선택하는 결과값의 위치에 따라 적용이 될 것입니다. 수직응력(Combined)은 축응력과 휨응력의 합으로, 응력계산위치는 [Enter] y와 z 로 입력하고, 1에서 4번 위치는 사용자가 선택합니다. 결론적으로, 앞에서 수계산을 통해 계산한 전단응력과 휨응력을 보려면, [Enter] Ssz와 Sbz를 확인해야 합니다. 1 2 3 4 P A VQ Ib My I + Fx Area Fy Izz Qyb Fz Iyy Qzb Mz Cy My Cz y + z Sax Ssy Ssz Sby Sbz Combined axial stress minor axis shear stress major axis shear stress minor axis bending stress major axis bending stress σ shear max(Cyp, Cym) σ bending y1, y2, y3, y4