건축가는 중층이 있는 공간의 계단을 디자인 요소로 이용하기 위해 극적인 형상으로 설계하는 경향이 있어 일반적으로 세장하게 표현하고자 한다.
그러나 이러한 세장한 강재계단은 보통 또는 빠른 속도로 내려가는 사람(개인 또는 무리)에 의해 서있는 사람이나 보행자에게 불쾌한 진동을 유발하기 쉽다. 계단의 주요 구성요소인 스트링거의 설계는 안전성(강도)과 사용성(처짐 및 진동)을 모두 만족시키기 위해 반복해야 하는 성가신 절차가 필요하다.
여기에 소개하는 컴퓨터 프로그램 SteelStairVib는 강구조기준에 따라서 계단의 강재 스트링거 부재의 강도 및 처짐에 대한 검토 또는 자동으로 설계할 수 있으며, AISC Steel Design Guide 11(2016)의 진동설계 기준과 절차에 따라서 선형 강재계단(Linear monumental steel stair)에 대한 진동영향을 평가할 수 있다.
>>계단의 진동평가 개념도 계단의 진동평가 개념도 ...접기
SDG-11(2016) 예제와의 비교 예
AISC Steel Design Guide 11, Vibrations of Steel-Framed Structural Systems Due to Human Activity, 2016)에 있는 예제(Ex. 4.6)과 비교하여 SteelStairVib의 정확성을 검증하였다. 다만 AISC Steel Design Guide 11의 예제에서는 3자리 유효 숫자를 사용하고 ASTM의 각형강관의 모서리 반경 등이 KS의 표준규격과 다소 차이가 있어 공학적으로 의미 없는 정도의 매우 작은 오차가 발생하였다. AISC Steel Design Guide 11의 예제에서 3자리 유효숫자를 사용함을 고려할 때 SteelStairVib의 설계 값이 더 정확하다. 이외 가능한 한 많은 조건들을 포함한 검증용 예제들을 통해 소프트웨어의 정확성을 확인하였다.
| Example | SDG-11 | Program | 비율 | ||
| 계단 하강 | Ex) 4.6 | 1인의 보통 속도 하강 |
1.44 %g | 1.450 %g | 1.007 |
| 1인의 빠른 속도 하강 |
2.49 %g | 2.500 %g | 1.004 | ||
| 그룹의 빠른 속도 하강 |
7.47 %g | 7.501 %g | 1.004 | ||
차이발생 이유
- 3자리 유효 숫자를 사용
- ASTM의 각형강관의 모서리 반경 등이 KS의 표준규격과 다소 차이가 있음
