썬로드의 교량이야기

상부구조에 따른 교량의 종류(4)...트러스교①



먼저 트러스란 무엇인가에 대해 알아봅시다.
트러스(Truss)는 몇 개의 직선 부재를 한 평면 내에서 연속된 삼각형의 뼈대 구조로 조립한 것을 말합니다.

트러스 구조를 성립시키기 위해서 몇가지 가정을 합니다.
 ① 트러스 부재의 연결은 핀으로 연결되어 모든 부재는 축력만을 전달한다.
 ② 모든 하중과 반력은 트러스격점에 재하된다.
 ③ 모든부재는 직선이며 격점은 해당부재의 교차점에 위치한다.
 ④ 트러스의 축방향 변형은 미소하여 전체 구조에 영향을 주지 않는다.

 

사용자 삽입 이미지
위의 가정을 만족하도록 만든 트러스 모형을 보며 트러스의 거동을 더욱 자세히 살펴봅시다.
옆의 트러스 모형에 연직방향으로 하중을 주면 아래그림처럼 변형이 될겁니다.
휘어진 곳은 압축을 받는 부재이며, 휘어지지 않은곳은 인장을 받는 부재입니다. 부재가 휘어진 것은 휨이 전달되어서가 아니라 압축에 의한 좌굴입니다.
상현재(상부에 있는 부재)는 인장을 받고, 하현재(하부에 있는 부재)와 사재(대각으로 위치한 부재)는 압축을 받는 것을 알수있습니다.
하지만 실제 트러스교의 거동은 이러한 가정을 만족하지 않으며 부재간의 연결도 볼트연결로 휨이 전달되는 구조로 되어 있습니다.
그럼에도 불구하고 이렇게 가정하는 이유는 수계산이 가능하도록 하기 위함일 겁니다. 하지만 요새는 컴퓨터의 발달로 이러한 가정을 하지 않아도 구조계산을 수행할수 있습니다.

트러스교는 바로 이러한 트러스를 주부재로 한 교량이며 트러스교의 구성은 아래 그림과 같습니다.
(볼트까지 그리느라고 조금 힘들었는데.. 줄여놓고 보니 잘 안보이네요..-.-;;)

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트러스교의 구성


현재(상,하현재)와 수직재, 사재를 합쳐 주트러스(Main Truss)라고합니다.
바닥판은 가로보와 세로보의 격자구조로 지지하며 바닥판 하중은 이 격자구조를 통하여 주트러스에 전달됩니다.
트러스교는 60~200m의 중장경간 교량에 적합하여 예전에는 많이 사용되었으나 부재구성이 복잡하고 가설비가 비싸며 유지관리비가 많이 들어 최근에는 그리 사용되지 않습니다. 그러나 트러스는 강성이 크고 내풍안전성이 좋아 최근에는 주로 장대교량의 보강형(영종대교, 세토대교등)으로 많이 사용됩니다.

트러스트러스의 형상에 따라 Warren트러스, Howe트러스, K트러스, Pratt트러스, Parker트러스, Baltimore트러스등이 있습니다.

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한강철교 - Warren트러스

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영종대교 보강형 - 수직부재가 있는 Warren트러스


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교량은 단순히 건너가는 것이 아니라 사람과 사람을 연결하는 도구입니다. 공학적으로 어쩌구 저쩌구 보다는 일상생활에서 접할수 있는 쉽고 재미있는 "다리"를 이야기합니다.

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