피로검토 검토기준 계산문제

 

KDS 피로설계기준

이동하중이 크거나, 충격하중이 있는 경우 피로에 대한 안전성을 검토해야 합니다. 강재 종류별 피로검토 하는 방법과 피로 검토한 부재의 경우 주의사항 등에 대해 정리해봤습니다. 구조기술사 기출문제로 나왔던 문제입니다. 계산 문제 또는 개념 문제로 나올 수 있습니다. KDS 기준으로 정리하였습니다. 참고하시기 바랍니다.

 

 

1. 피로 검토 기출문제

토목구조기술사 113회에 나왔던 문제입니다. 부재는 단순보입니다. 하중 조건은 고정하중과 충격을 포함한 활하중이 있습니다. 콘크리트 구조기준 KCI 를 토대로 풀이하라고 되어 있습니다. KDS 로 기준이 변경되었으나, 피로검토 부분은 변경되지 않았습니다. 동일한 기준으로 풀이하면 되겠습니다.

피로검토 기술사 기출문제지

 

2. 피로 검토 계산문제 풀이

피로검토는 강재에 발생하는 응력 범위를 산정하여 상세 피로검토 여부를 결정짓는다. 일반적으로 강재 종류별로 응력범위 제한범위가 있다. 상세 내용은 아래 언급하였다.

휨응력 산정할때 간략식이 있다. 단면2차 모멘트를 구하지 않고도 휨응력을 산정할 수 있으며, 간편하게 휨응력을 구할 수 있다. 응력 산정시, 간략식과 상세식을 모두 사용하여 풀어보고 결과를 비교한다.

 

1) 휨응력 간략식 사용

고정하중과 충격을 포함한 활하중을 구분하여 최소/최대 응력을 간략식으로 산정한다. 단면 성질을 구할때, 중립축 산정은 균열상태를 기준으로 구한다. 식은 아래 상세 풀이를 참고하면 된다.

2) 휨응력 상세식 사용

최소/최대 휨모멘트와 중립축 산정은 간략식과 동일하게 구한다. 단, 철근 응력을 구할때, 단면성질의 균열단면2차 모멘트를 구해야 한다. 아래 사진의 상세 풀이 참고하면 된다.

 

3. 피로 검토시 유의사항

1) 피로를 고려하지 않아도 되는 철근 및 긴장재의 응력범위

강재 종류	설계기준항복강도(MPa)	철근 응력범위(MPa)
이형철근	300	130
	350	140
	400 이상	150
-	설치 위치	긴장재 응력범위(MPa)
긴장재	연결부 또는 정착부	140
	기타 위치	160

 

2) 피로 검토시, 주의사항

① 필요 검토가 필요한 부재의 경우, 높은 응력 발생부에 철근을 구부리지 않는다.

② 충격하중이 없더라도, 고정하중 대비 높은 활하중 및 반복하중이 발생하는 경우, 피로 검토가 필요하다

 

피로검토 문제풀이

도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다. 기술사는 다양한 문제를 보는 게 중요합니다.

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