골판지의 책 35 필요 압축강도

[YDfamily]

35. 최하단 하중 * 강도 안전율

골판지 상자가 창고 등에 보관될 때에는 그 천정 높이에 대응하여 적재 단수가 결정된다. 그 때 가장 부하가 걸리는 것은 최하단에 놓인 상자로 되는데, 이 상자에 걸리는 하중을 최하단 하중이라고 한다. 여기서는 그림에 있는 적재 예에 있어서 최하단 하중을 구해 본다.

1 팔레트에 7kg 상자를 1단 당 12개 놓고 6단 적재로 하고, 그것을 3 팔레트로 쌓도록 한다. 이 경우의 최하단의 한 상자에 걸리는 하중을 계산한다. 우선 최하단의 상자에 위에 몇 개의 상자가 적재되어 있는지를 센다. 같은 팔레트의 위에는 나머지 5단, 그 위의 2 팔레트에는 6단씩 총 17단으로 되어 17개의 상자가 적재되어 있는 것으로 된다. 1상자당 7kg이므로, 7kg * 17상자 = 119kg이 최하단 1상자에 걸리는 것으로 된다.

이 외에 팔레트의 중량을 더할 필요가 있다. 팔레트의 중량을 30kg으로 하면 최하단의 상자의 위에는 2개의 팔레트가 있기 때문에, 30kg * 2개 = 60kg이 걸리는 것으로 된다. 하지만 1단에는 12 상자가 적재되어 있기 때문에 60kg을 12개의 상자로 분담하고 있는 것으로 되어 1상자당에는 60kg ÷ 12상자 = 5kg으로 된다.

이상의 사항으로부터 최하단의 1상자에는 상자 119kg분, 팔레트 5kg분의 합계 124kg의 하중이 걸리게 된다. 여기서 강도 안전율을 곱하면 필요 압축강도를 산출하는 것이 가능하다.

만약 강도 안전율이 4배라고 하면 124kg * 4 = 496kg이므로 필요 압축강도를 단위 표기로 하면 496 * 9.81 ÷ 1000 = 4.86kN으로 된다.

이렇게 필요 압축강도란 최하단 하중에 강도 안전율을 곱한 갑이다. 강도 안전율이 1이면 적재한 순간에 최하단 상자가 찌그러져 버린다. 그렇기 때문에 통상 강도 안전율은 1보다 큰 값으로 설정하고 있다.

요점 BOX
최하단 하중이란 가장 밑의 1상자를 지지하는 하중
필요 압축강도란 최하단 하중 * 강도 안전율

(필요 압축강도의 계산 예)

7kg의 상자를 1매의 팔레트에 12개 놓아 6단까지 쌓고 그 위에 팔레트 3단 적재한 때의 최하단 하중을 구한다.

팔레트 1매의 중량을 30kg로 하고, 12개의 상자가 위부터의 하중을 균등하게 지탱하는 것으로 한다.

최하단 하중에는 팔레트의 중량도 가산된다.

최하단 하중

= [7kg * {(6단 * 팔레트 3단 적재) – 최하단 상자} + {(팔레트 1매의 중량 30kg ÷ 12개) * (3-1)매} * (9.81 ÷ 1000)]

= [7 * {(6*3) – 1} + {(30÷12) * (3-1)} * 9.81 ÷ 1000]

= {(7*17) + 5}} * 9.81 ÷ 1000

= 1.21644 kN

* 9.81을 곱하는 것으로 kg으로부터 N(Newton)으로 단위 환산한다.

또한, kN(kilo Newton)으로 표시하기 때문에, 1/1000을 한다.

필요 압축강도 = 최하단 하중 * 강도 안전율

강도 안전율을 4로 하면

필요한 압축 강도는

1.21644 * 4 = 4.87kN으로 된다.

#필요압축강도 #강도안전율