질문
차랑하중 적용 시 차선 정의는 어떻게 하나요?
답변
차선을 정의할 때에는 [Load] 탭 > [Moving Load Analysis Data] 그룹 > [Traffic Line Lanes] 기능을 통해 차선요소에 대한 편심거리(Eccentricity)와 차륜간격(Wheel Spacing)을 입력하고, 차선정의 시 기준요소를 선택합니다.
이 때, Vehicular Load Distribution에서 Lane Element와 Cross Beam 중 어떠한 것을 선택하느냐에 따라 차량하중의 재하 방법이 달라집니다.
Lane Element를 선택하는 경우, 차량의 수직하중과 편심에 의한 모멘트가 모두 차선정의 시 기준 요소에 재하됩니다. 차선이 가로보 요소의 위치에 놓이더라도 Lane Element로 차선을 정의하면, 가로보에 의한 분배효과는 고려되지 않습니다. 차선 위치에 차량하중 P가 작용한다고 가정할 경우, Lane Element에 의한 차량하중의 분배는 다음과 같습니다.
Cross Beam을 선택하는 경우, 편심거리는 차선정의 시 기준 요소로부터 차선까지의 거리를 결정하는 데에만 사용되며, 차량하중은 Cross Beam Group에 정의된 가로보 요소를 통해 거더로 분배됩니다. 복수의 거더를 가지는 교량을 모델링 하는 경우 차선정의 시 Cross Beam으로 하는 것이 바람직합니다. 차선 위치에 차량하중 P가 작용한다고 가정할 경우, Cross Beam에 의한 차량하중의 분배는 다음과 같습니다.
Tip.1 Cross Beam을 선택하여 차선을 정의할 경우 주의사항
차량하중의 한 쪽 축이 Cross Beam을 벗어나는 경우, 아래의 그림과 같이 입력한 편심거리(Eccentricity)와 차륜간격(Wheel Spacing)에 의해 차량하중의 한 쪽 축이 Cross Beam을 벗어날 경우, 다음과 같은 오류메세지가 나타나며 차선이 정의되지 않습니다.
Tip.2 Impact Factor(충격계수)의 적용 이유
실제의 차량하중은 시간에 따라 변화하는 동적하중입니다. 하지만 차량하중을 동적하중으로 취급하여 설계하는 것은 효율적이지 않습니다. 따라서 차량하중을 정적하중으로 재하하고, 대신에 충격계수를 입력하여 동적 영향을 고려합니다.
즉, 충격계수는 동적 영향을 고려하기 위해 입력하는 일종의 안전률로서, 실제 발생하는 동적 변위보다 충분히 큰 변위가 발생하도록 만들어진 값입니다.
상부구조의 충격계수는 다음 식으로부터 산출하며 0.3을 초과할 수 없습니다.
여기서 L은 원칙적으로 활하중이 등분포하중인 경우에 설계부재에 최대응력이 일어나도록 활하중이 재하된 지간부분의 길이(m)입니다.
(도로교 설계기준 ‘2.1.4 충격’ 의 ‘표 2.1.5’ 참조)
Tip.3 곡선교에 차선을 정의할 때 주의사항
곡선교에 차선을 정의할 때에 차선을 선택하는 방법 중 일반적으로 가장 많이 사용하는 2Points 방법을 사용할 경우, 다음과 같은 오류 메시지와 함께 차선이 정의되지 않습니다.
따라서 곡선교에 차선을 정의할 때에는 아래의 그림과 같이 Picking 방법으로 차선정의 시 기준요소를 직접 선택하여야 합니다.