요약: 강구조물은 강철 재료로 구성된 구조물로, 주요 건축 구조물 유형 중 하나입니다. 강구조물은 고강도, 경량, 우수한 전체 강성, 뛰어난 변형 능력 등의 특성을 지니고 있어 대형 스팬, 초고층 및 초중량 건물을 건설하는 데 사용될 수 있습니다. 강구조물의 재료 요구 사항은 강도 지표가 강철의 항복 강도를 기준으로 합니다. 강철은 항복점을 초과한 후에도 파손 없이 상당한 소성 변형을 견딜 수 있는 특성을 가집니다.
철골구조의 특징은 무엇인가요?
1. 높은 재료 강도와 경량성. 강철은 높은 강도와 탄성 계수를 가지고 있습니다. 콘크리트나 목재에 비해 밀도 대비 항복 강도 비율이 상대적으로 낮습니다. 따라서 동일한 응력 조건에서 강철 구조물은 단면적이 작고 무게가 가벼우며 운반 및 설치가 용이하여 넓은 경간, 높은 높이 및 무거운 하중을 견뎌야 하는 구조물에 적합합니다.
철골 구조물에 필요한 자재
1. 강도 강재의 강도 지표는 탄성 한계 σe, 항복 한계 σy, 인장 한계 σu로 구성됩니다. 설계는 강재의 항복 강도를 기준으로 합니다. 항복 강도가 높으면 구조물의 무게를 줄이고, 강재 사용량을 절감하며, 시공 비용을 줄일 수 있습니다. 인장 강도 σu는 강재가 손상되기 전에 견딜 수 있는 최대 응력입니다. 이 경우 구조물은 큰 소성 변형으로 인해 사용성을 잃지만, 붕괴되지 않고 크게 변형될 수 있으며, 드문 지진에도 견딜 수 있는 구조물의 요구 사항을 충족해야 합니다.
강철 구조 H형강
2. 가소성
강철의 소성은 일반적으로 항복점을 초과하는 응력이 가해진 후에도 파괴되지 않고 상당한 소성 변형을 일으키는 성질을 말합니다. 강철의 소성 변형 능력을 측정하는 주요 지표는 연신율(ō)과 단면 수축률(ψ)입니다.
3. 냉간 벤딩 성능
강철의 냉간 굽힘 성능은 상온에서 굽힘 가공에 의해 발생하는 소성 변형에 대한 강철의 균열 저항성을 나타내는 척도입니다. 강철의 냉간 굽힘 성능은 특정 굽힘 각도에서 강철의 굽힘 변형 성능을 시험하기 위해 냉간 굽힘 실험을 통해 측정됩니다.
4. 충격 인성
강철의 충격 인성은 충격 하중 하에서 파괴 과정 중 기계적 운동 에너지를 흡수하는 강철의 능력을 나타냅니다. 이는 저온 및 응력 집중으로 인한 취성 파괴를 유발할 수 있는 충격 하중에 대한 강철의 저항성을 측정하는 기계적 특성입니다. 일반적으로 강철의 충격 인성 지수는 표준 시편에 대한 충격 시험을 통해 얻습니다.
5. 용접 성능 강재의 용접 성능은 특정 용접 공정 조건에서 우수한 성능을 보이는 용접 접합부를 의미합니다. 용접 성능은 용접 중 성능과 사용 성능 측면에서의 용접 성능으로 나눌 수 있습니다. 용접 중 성능은 용접 시 열 균열이나 냉각 수축 균열이 발생하지 않도록 용접부와 용접부 주변 금속의 민감도를 나타냅니다. 우수한 용접 성능이란 특정 용접 공정 조건에서 용접 금속과 주변 모재 모두에 균열이 발생하지 않는 것을 의미합니다. 사용 성능 측면에서의 용접 성능은 용접부의 충격 인성과 열영향부의 연성을 의미하며, 용접부와 열영향부의 강재의 기계적 특성이 모재보다 낮아서는 안 됩니다. 우리나라에서는 용접 공정 중 용접 성능 시험법과 사용 성능 측면에서의 용접 성능 시험법을 모두 채택하고 있습니다.
6. 내구성
강철의 내구성에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있습니다. 첫째, 강철은 내식성이 약하기 때문에 부식과 녹을 방지하기 위한 보호 조치를 취해야 합니다. 이러한 보호 조치에는 강철 페인트의 정기적인 유지 보수, 아연 도금 강판 사용, 산, 알칼리, 염과 같은 강부식성 매체에 노출될 경우의 특수 보호 조치가 포함됩니다. 예를 들어, 해양 플랫폼 구조물은 재킷의 부식을 방지하기 위해 "양극 보호" 조치를 채택합니다. 재킷에 아연괴를 고정하면 해수 전해액이 아연괴를 먼저 부식시켜 강철 재킷을 보호하는 기능을 합니다. 둘째, 강철의 파괴 강도는 고온 및 장기 하중 조건에서의 단기 강도보다 훨씬 낮기 때문에 장기간 고온 조건에서의 장기 강도를 측정해야 합니다. 강철은 시간이 지남에 따라 경화되고 취성이 커지는 "노화" 현상이 발생하므로 저온 하중 조건에서의 충격 인성을 시험해야 합니다.
게시 시간: 2025년 3월 27일
