천정크레인 주행보 피로설계 및 유지관리

이 책은 대학졸업 후 건축사사무소와 엔지니어링회사에서 재교육해야 하는 산업건축물 설계자들에게 구조개념만 생각하는 단순한 사고를 탈피시키고, 산업건축 전반에 대한 종합적인 설계를 할 수 있는 능력을 배양하는데 목표를 두고 집필하였다.

특히 산업건축물에서 가장 핵심적인 운반설비인 천정크레인의 주행보는 토목 분야의 철도교량과 같은 개념의 이동충격 반복하중에 대한 피로설계법이 적용되어야 하는 건축물에서 거의 유일한 구조부재라 할 수 있다.

최근의 건축은 분야별로 전문화되어 가고 있는 추세이고, 기술자 또한 전문화 되어야 한다고 생각한다. 기초적인 정역학, 재료역학, 구조역학을 통해 구조시스템 설계를 폭넓게 연구함으로써 경제성과 구조안전성 및 기능성을 충족시키고 아름다운 모양의 산업건축물이 많이 건설되고 뛰어난 엔지니어가 많이 육성되기를 기대해 본다.

제1장 플랜트건축과 천정크레인

1.1 천정크레인의 기능과 역할

1.2 천정크레인의 시스템 및 설계시 고려사항

1.3 크레인의 형태별 분류 및 특징

1.4 크레인 용도별 분류 및 특징

1.5 공장구조물의 분류



제2장 천정크레인에 작용하는 하중

2.1 하중형태

2.2 크레인의 주행하중 산정

일반사항

이동하중의 충격효과를 고려한 수직하중

크레인의 가로방향 진동 효과에 의한 수평력

크레인 운행방향의 제동력(tractive force)

크레인 주행보 외단부 정지대(stopper)의 충격력

충격효과를 고려한 크레인 하중의 각국 기준별 요약비교

크레인의 주행바퀴하중

2.3 설계하중의 조합

크레인 운행의 인접조건과 근접조건

크레인 하중의 조합

크레인 기둥과 주각에서의 크레인 하중

하중조합의 설계기준



제3장 크레인 주행보의 구성요소 및 기능

3.1 일반사항

3.2 크레인 주행보의 기능

3.3 크레인 주행보

3.4 크레인 백거더

3.5 크레인 주행보 단부 지지부

3.6 크레인 정지대

3.7 크레인 레일



제4장 크레인 주행보의 구조해석

4.1 탄성해석

이동하중의 영향선이론에 의한 단순보 해석

응력계산

처짐계산

4.2 피로해석

개요

피로설계 대상 및 피로손상 특징

피로수명

피로강도선도(S-N선도)

피로하중과 응력파

피로강도

피로피해의 누적

용접부의 피로강도에 영향을 주는 요소

등가반복횟수를 산정하는 방법



제5장 크레인 주행보 설계

5.1 일반사항

개요

주행보 설계를 위한 구조이론적 고찰

5.2 크레인 주행보 사용재료

강재 재질

사용강재의 정수

강재의 허용응력도

5.3 강재피로를 고려하지 않는 크레인 주행보 설계

설계방법 분류

크레인 주행보 설계절차

부위별 응력계산

5.4 강재피로를 고려하는 크레인 주행보 설계

피로설계 기준

설계 규준별 피로허용응력도(범위) 비교

5.5 크레인 주행보의 경제적 설계

크레인 주행보의 춤-스팬비

크레인 주행보의 사용강재의 재질

크레인 주행보 상세설계



제6장 크레인 주행보 설계 예제

6.1 개요

6.2 강재피로를 고려한 크레인 주행보 설계 예

크레인 주행보 설계도

설계조건

주행보의 구조해석

크레인 주행보 단면설계

6.3 피로설계를 고려하지 않는 크레인 주행보 설계 예

크레인 주행보 설계도

설계조건

주행보의 구조해석

크레인 주행보 단면설계

6.4 장스팬 트러스형태의 크레인 주행보 설계 예

크레인 주행보 설계도

크레인 주행보 구조해석

크레인 백거더 구조해석

크레인 주행보 트러스 부재 내력검토

크레인 백거더 트러스 부재 내력검토

6.5 켄틸레버 크레인(Wall 크레인) 주행보 설계 예

크레인 주행보 설계도

Wall 크레인 주행보 구조해석

크레인 주행보 단면 내력검토



제7장 크레인 주행보 시공 및 유지관리

7.1 피로손상 사례

개요

외국의 크레인 주행보 피로손상 사례

국내 제철소공장 크레인 주행보 피로손상 사례

7.2 시공정밀도 및 관리지침

크레인 주행의 장해

크레인 지지구조부 및 레일의 설치 관리기준

안전점검 및 단면보강

7.3 각부의 상세설계

7.4 강재의 라미네이션 결함

부 록

A-1 일본 피로설계지침 A-5 독일 피로설계기준

A-2 미국 피로설계기준-1 B-1 천정크레인의 JIS규격

A-3 미국 피로설계기준-2 C-1 강재의 좌굴길이에 따른 허용압축응력도

A-4 유럽 피로설계기준 D-1 각종 단위환산계

임영도 저자 임영도는
현, ㈜아림구조엔지니어링건축사사무소,
아림구조기술사사무소 대표이사

울산대학교 건축공학과 공학사
한양대학교 대학원 건축공학 공학석사
청주대학교 대학원 건축공학 공학박사
건축사, 건축구조기술사 CMP 자격
경동대, 청주대 건축공학과 외래교수
경기도 건설교통기술환경관리공단,
제주국제자유도시개발센터 기술심의위원
법원전문심리위원, 법원감정위원,
서울시 교육청 자재(공법)선정위원
포항제철, 광양제철, 현대제철 제철플랜트(제강,
연주, 후판, 열연, 냉연) 건축 및 구조설계
현대중공업, 울산조선소, 군산조선소 조선플랜트
(조립, 도장, 제관, 변압기, 엔진공장 등) 건축 및
구조설계
국내외 발전·화학플랜트 건축 및 구조설계
고흥 나로호 우주선 발사대 건축 및 구조설계