모멘트저항골조에 속한 보는 기둥과 함께 건물전체의 안정성에 큰 비중을 차지하고 있으므로 유의해서 설계하여야 한다. 그러나 국내의 기존 상용컴퓨터프로그램들은 구조기준(KBC2016)에 적합하게 설계되지 않고, 기준이 요구하는 모든 사항을 검토하지 않으며, 횡력저항부재의 소요강도를 산정하기 위한 안정성설계를 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 여기에 소개하는 SteelBeam은 구조기준에 적합하게 합리적으로 설계할 수 있도록 구조설계의 경험이 많은 여러 구조엔지니어와 협의하여 개발한 강재보 설계프로그램이다.
구조기준은 횡력에 저항하는 기둥부재와 보부재의 소요강도는 골조의 안정성을 확보하기 위한 2차효과(P-Δ와 P-δ)를 포함하도록 요구하고 있다. SteelBeam은 SteelColumn 또는 ComColumn에 의해 얻은 증폭계수를 이용하여 모멘트 접합보의 소요강도를 결정하여 검토할 수 있다.
AISC Example(ver 15)와의 비교 예
AISC의 Design Examples (ver 15)에 있는 예제들과 비교하여 SteelBeam의 정확성을 검증하였다. 다만 Design Examples의 예제에서는 3자리 유효 숫자를 사용하고 ASTM의 H형강 Fillet 치수와 각형강관 모서리 반경치수가 KS와 다소 차이가 있어 공학적으로 의미 없는 정도의 매우 작은 오차가 발생하였다. AISC Examples이 3자리 유효숫자를 사용함을 고려할 때 SteelBeam의 설계 값이 더 정확하다. 이외 가능한 한 많은 조건들을 포함한 검증용 예제들을 통해 소프트웨어의 정확성을 확인하였다.
KS표준의 각형강관 모서리 반경은 R=2t이다.
구조기준에서 모서리 반경을 알 수 없는 경우 구조계산에 R=1.5t를 사용한다.
사각형 강관의 강도계산과정에 AISC Example은 R=1.5t, SteelBeam은 R=2t를 적용하였다.
| 예제 번호 | 내용 | Program/AISC | 차이 | |
| F.1-1B | 압연 H형강(조밀) | 강축 휨 | 1.001 | +0.001 |
| F.1-2B | 압연 H형강(조밀) | 강축 휨 | 1.006 | +0.006 |
| F.1-3B | 압연 H형강(조밀) | 강축 휨 | 1.012 | +0.012 |
| F.3-B | 압연 H형강 (비조밀플랜지) |
강축 휨 | 0.996 | -0.004 |
| F.4 | 압연 H형강(조밀) | 강축 휨 | 1.000 | 0.0 |
| F.5 | 압연 H형강(조밀) | 약축 휨 | 1.000 | 0.0 |
| F.6 | 사각형 강관 (조밀), ERW |
강축 휨 | 1.002 | +0.002 |
| F.7-B | 사각형 강관 (비조밀플랜지), ERW |
강축 휨 | 1.037 | +0.037 |
| F.8-B | 사각형 강관 (세장플랜지), ERW |
강축 휨 | 1.015 | +0.015 |
| F.9-B | 원형 강관 (조밀), ERW |
휨 | 0.999 | -0.001 |
| G.1-B | 압연 H형강(조밀) | 강축 전단 | 0.997 | -0.003 |
| G.6 | 압연 H형강 (비조밀플랜지) |
약축 전단 | 0.999 | -0.001 |
| G.4 | 사각형 강관 (조밀), ERW |
강축 전단 | 0.908 | -0.092 |
| G.5 | 원형 강관 (비조밀), ERW |
전단 | 0.999 | -0.001 |
차이발생 이유
- 유효숫자, 탄성계수, H형강의 필릿치수, 사각형 강관의 모서리 반경 치수 등이 다소 상이
- 사각형 강관의 휨강도계산과정에 AISC Example은 R=1.5t, SteelBeam은 R=2t 적용 차이
- KS표준에 각형강관의 모서리 반경은 R=2t이다. 알 수 없는 경우 구조계산에 R=1.5t를 사용
