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SLIM-BOX + RC 합성벽체 중립축 구하기

중간검토본 반영: 합성중립축 검토 + 중립축 비교 + 합성단면 요약

300×300 사각형의 4꼭지점을 지나는 원에 접하는 SLIM-BOX 폐쇄 단면의 Section Properties를 계산합니다. 기준점은 base-plate 하단 중앙 (0, 0) 입니다.

입력 형상
읽기모드
고정치수
고정치수
mm (offset과 동일, 40이면 내곽 점 A′, B′, D′, 9′, 8′, C′ 표시)
2-HD32: 상부 2개. 4-HD32: 상부 4개. 6-HD32: 상부4+하부2.
합성 콘크리트 Box 입력
피복은 40 mm로 유지하며, 상·하부 주근과 띠철근 입력값이 단면 배치 및 합성 계산에 반영됩니다.
구조평면도
전단력·모멘트 계산
하중은 분담면적 A×B에 면하중 조합을 곱하여 산정합니다. 1점·2점·3경간은 집중하중으로, 등분포하중은 선형하중으로 계산합니다. Auto Find 없이도 전단력도와 모멘트도를 먼저 확인할 수 있습니다.
분담면적 A×B
-
점하중 P
-
총하중 W
-
선형하중 w
-
반력 RA / RB
-
지점모멘트 MA / MB
-
최대 전단력 |V|max
-
최대모멘트 |M|max
-
전단력도 · 모멘트도
입력값을 바꾸면 자동으로 갱신됩니다.
위치x (m)전단력 V (kN)모멘트 M (kN·m)비고
아직 계산되지 않았습니다.
단순보 2점가력 비선형 P-Δ 해석
재하점 거리 a는 스팬의 3등분점(L/3)으로 자동 입력됩니다. 본 화면은 7.8 m 기준 2차 합성보 실험점(균열·항복·최대점)을 이용한 구간 비선형 근사해석입니다. 따라서 그래프와 표는 최대점(총하중 686.0 kN)까지만 산정하며, 그 이후 800 kN 구간은 축 범위만 표시하고 곡선은 연장하지 않습니다. 하중 증분은 총하중 2P 기준이며 기본값은 50 kN입니다.
꼭짓점 좌표닫기

          

        

      


      

        
단면 형상 

        

          

            
          

          

            

              
            

            

              
            

            

              
            

            

              
            

          

          

            
좌표

            
          

          

            
좌표점

            
          

        

        
        

          
합성중립축 검토

          

            
합성중립축 ȳ-

            
기준하부 콘크리트 하면 = y = 0

            
상부 기준면baseplate 면 (deckplate 접면)

          

        

        

          
중립축 비교

          

            
종전 중립축 (SLIM-BOX)-

            
전단면 합성중립축-

            
중립축 이동량-

          

        

        

          
합성단면 요약

          

            
Ix (합성)-

            
Ztop (baseplate면 기준)-

            
Zbot (하부연단 기준)-

            
상부(baseplate면)→NA-

          

        

        

        

          
Ztop / Zbot 검증

          

            
Ix / Ztop-

            
상부(baseplate면)→NA-

            
검증 결과 (상부)-

            
Ix / Zbot-

            
하부연단→NA-

            
검증 결과 (하부)-

          

        

        

          
휨·전단 강도 검토

          

            
강재 Fy / 콘크리트 fck / 철근 Fy-

            
정모멘트 Mu(+)-

            
정모멘트 ϕMn(+)-

            
정모멘트 검토 UR(+)-

            
부모멘트 Mu(-)-

            
부모멘트 ϕMn(-)-

            
부모멘트 검토 UR(-)-

            
전단력 Vu-

            
전단강도 ϕVn = ϕ(Vc+Vs+Vsteel)-

            
전단 검토 UR(V)-

            
최종 판정-

          

          
정모멘트는 합성단면 Zbot, 부모멘트는 합성단면 Ztop, 전단은 콘크리트+띠철근+강재 web 기여를 합산하여 검토합니다.

        

        

          
부재 규격 (Square-300-Rebar) 단면 성능

          
A_Base·A_Cap·A(철근 포함)·Ix·Zx·rx·ry·Aw·Z2는 모두 calcSlimBoxSpec(tw, tf, Bf, 철근옵션)으로 계산한 값이며, 철근 옵션은 상부 2-HD32, 상부 4-HD32 또는 상부4+하부2의 6-HD32를 사용합니다.

          

            
          

          

            SLIM-BOX(송도파트너스) CIP 합성용
            
            
              
Notw
(Cap-plate)		tf
(=Bt)		철근부재규격A_BaseA_CapA_rebarA_inA(cm²)Ix(cm⁴)Zx(cm³)rx(cm)ry(cm)Aw(cm²)Z2(cm³)출력선택 

            
            
              
1------------

            
          

          

            
SLIM-BOX(송도파트너스) 콘크리트 충진 단독말뚝

            
참고 (fck=30 MPa 예) 콘크리트 스팬 / 재하점c = 8500∛(fck+8) (KS/KDS) → Ec ≈ 28,600 MPa. Ec/Es ≈ 0.14 (Es=200,000 MPa). 합성단면적 Acomp = As + (Ec/Es)·Ac. 상단 입력창의 콘크리트 Box 폭·높이·fck와 연동됩니다.

            

            
            
              
Notw
(Cap-plate)		tf
(=Bt)		철근부재규격A_BaseA_CapA_rebarA_inA(cm²)Ix(cm⁴)Zx(cm³)rx(cm)ry(cm)Aw(cm²)Z2(cm³)출력선택 

            
            
              
1------------

            
          

          

        

        

          
Section Properties닫기

          

          

            A(단면적) 계산 근거
            
    
              
  • 원칙: 목표값에 맞추지 않고, 기하와 식만으로 계산.
    • 
              
  • A_total = A_baseplate + A_capplate (mm²). 표시값 cm² = A_total ÷ 100.
    • 
              
  • A_baseplate = Bf × Bt. 하단 base-plate 직사각형.
    • 
              
  • A_capplate = 캡 외곽 면적 − 내곽(공동) 면적. 내곽: tw 6/40 보간, Bt≠12일 때 하단(p8′,p9′)만 y=Bt, 상단(A′,B′,C′,D′)은 Bt=12 기준 고정.
    • 
              
  • 규격표·행0 모두 입력 Bf 그대로 사용.
    • 
            

          

          

            9-18 등 A 계산 설명 (특정 수치를 정답/조건으로 넣지 않음)
            

              
입력 조건 (예: Bf=240, Bt=18, tw=9)

              
    
                
  • A_baseplate = Bf × Bt
    • 
                
  • 캡 외곽: p7·p8·p9·p10을 y=Bt에 두고, A·B·C·D 등 고정 좌표로 다각형 형성 → A_capOuterPolygon
    • 
                
  • 내곽: tw 6/40 보간, 하단(p8′, p9′)만 y=Bt, 상단은 Bt=12 기준 고정 → Ain
    • 
                
  • A_capplate = A_capOuterPolygon − Ain, A_total = A_baseplate + A_capplate (mm²), 표시 A = A_total÷100 (cm²)
    • 
              

              
어떤 특정 A값도 정답으로 두지 않으며, 조건·상수로 넣어서는 안 됩니다. 표시되는 A는 위 식과 입력(Bf·Bt·tw)만으로 계산한 결과입니다.

              
정답 여부

              
    
                
  • 9-18만 정답이 아닙니다. 나머지 tw-tf 조합(예: 6-12, 7-12, 8-12, 8-15, 9-15 등)은 설계/카탈로그와 일치하는 정답입니다.
    • 
                
  • 9-18의 실제 정답은 설계서·카탈로그에서 확인 후, 내곽 정의 등이 있으면 그에 맞춰 로직을 조정할 수 있습니다.
    • 
              

            

          

          

            A값이 카탈로그와 다를 때 원인 분석
            
    
              
  • Base 폭(Bf): 여기서는 입력값(기본 240 mm)만 사용. 여기서는 입력값 Bf=240 mm를 기준으로 A_baseplate를 계산합니다.
    • 
              
  • 캡 외곽: p8·p9·C·D·A·B 등 고정 좌표(±175, ±91.88, ±60 등)가 실제 규격 도면과 다르면 A_capOuterPolygon가 달라짐.
    • 
              
  • 내곽(공동): tw=6/40 두께만 고정 좌표 있고 그 사이는 선형 보간·Bt≠12일 때 하단만 y=Bt. Cap_plate 면적이 다르면 내곽선 꼭짓점(A′,B′,D′,p9′,p8′,C′) 위치를 Section Properties 하단 출력으로 확인해 설계와 비교하세요.
    • 
              
  • 단면 정의: 카탈로그가 「외곽 폐곡선 − 내곽」 한 값으로 A를 낼 수도 있고, 우리는 「base 직사각형 + (캡−내곽)」로 분리. 기하가 같으면 수치상 동일해야 함.
    • 
              
  • 아래 Section Properties에 A_baseplate, A_capOuterPolygon, Ain, A_capplate, A_total, Aout, A가 모두 나오므로, 어느 항목이 카탈로그와 다른지 비교하면 원인 추적에 도움이 됨.
    • 
              
  • 검증: 계산 직후 (1) Aout = A_baseplate + A_capOuterPolygon, (2) A_total = Aout − Ain 인지 확인. 불일치 시 [검증] 문구가 출력됨.
    • 
            

          

          
(SLIM-BOX 만들기 클릭 시 계산)

          

        



          
P-Δ 참고검토 (비선형 거동)

          
SLIM-BOX 만들기 후 확인 가능합니다.

          

            

              
                

                  No
                  각 재하점 P = 총하중/2 (kN)
                  총하중 2P (kN)
                  중앙 처짐 Δ (mm)
                  P-Δ (kN·m)
                  Mmax (kN·m)
                

              
              
                
아직 계산되지 않았습니다.

              
            

          

          

            
하중-처짐 그래프

            
            
가로축: 중앙 처짐 Δ (mm), 세로축: 총하중 2P (kN) · 빨간 실선은 7.8 m 실험 기준의 비탄성 하중-처짐곡선을 현재 스팬 L에 맞게 보정한 곡선이며, 파란 점은 전단력·모멘트 계산에서 가져온 설계하중점입니다. 탄성 EI 곡선은 표시하지 않습니다.

          

        

        

          
하중변위 예상 및 실험결과와 설계강도를 표시합니다.

          
참조 기준-

          
스팬 / 재하점-

          
최대 총하중 기준 중앙 처짐 Δ-

          
최대 총하중 기준 P-Δ-

          
최대 총하중 기준 최대모멘트 Mmax-

          
균열모멘트 Mcr-

          
항복점 모멘트 My-

          
최대점 모멘트 Mu-

          
균열~항복 구간 강성-

          
항복~최대 구간 강성-