다음 조건에서 필릿용접의 유효길이 L_e를 산출하시오. Pu L · 모… | 건축기사 실기 · 2023년 4회차 기출문제 상세 페이지

① 계수하중 $P_u = 1.2P_D + 1.6P_L = 1.2 \times 20 + 1.6 \times 30 = 72$ kN ($1.4P_D = 28$ kN보다 크므로 지배)
② 목두께 $a = 0.7S = 0.7 \times 5 = 3.5$ mm, 단위길이당 용접면적 $A_w = a \times 1 = 3.5$ mm²
③ 단위길이당 설계강도 $\phi R_n = \phi(0.6F_{uw})A_w = 0.75 \times (0.6 \times 420) \times 3.5 = 661.5$ N/mm
④ $L_e = \dfrac{P_u}{\phi R_n} = \dfrac{72 \times 10^3}{661.5} = 108.84$ mm

[해설]

KDS 강구조 설계기준의 필릿용접 설계강도 $\phi R_n = \phi(0.6F_{uw})A_w$($\phi = 0.75$)로 소요 유효길이를 구한다.

계수하중은 $1.2D+1.6L$과 $1.4D$ 중 큰 값을 쓴다.

$P_u = 1.2 \times 20 + 1.6 \times 30 = 72$ kN ($1.4 \times 20 = 28$ kN보다 커서 지배)

목두께는 필릿 단면 삼각형의 최소 두께로, $a = 0.7S$다.

$a = 0.7 \times 5 = 3.5$ mm
$A_w = 3.5 \times 1 = 3.5$ mm²

$\phi R_n = 0.75 \times (0.6 \times 420) \times 3.5 = 661.5$ N/mm
$L_e = \dfrac{72 \times 10^3}{661.5} = 108.84$ mm

혼동 주의: 용접부 강도에는 용접재 강도 $F_{uw} = 420$ N/mm²를 쓴다. 모재 $F_u = 490$ MPa는 모재 파단을 검토할 때 쓰는 값이다.