구조용 강철 형상 및 빔 유형 완벽 가이드

구조용 강철의 형태는 오래전부터 AISI(미국 철강 협회)에 의해 표준화되어 왔습니다. 빔, 티(T), 채널을 논할 때 플랜지와 웹을 언급하게 됩니다. 플랜지는 평평한 부분으로, 빔의 경우 일반적으로 상단과 하단에 위치합니다. 웹은 두 플랜지를 연결하며, 일반적인 시공에서 수직으로 배치되어 빔에 높은 휨 저항력을 부여합니다. 앵글은 다리 길이로 식별되며, 이는 동일하거나 다를 수 있습니다.

항복 강도 36,000 psi의 ASTM A36 강철은 구조용 강철 형상에 가장 널리 쓰이는 소재이나, 저합금 고강도강, 스테인리스강 등 특수 용도를 위한 다른 소재도 이용 가능합니다. 강재 부재는 볼트나 리벳으로 연결된 플레이트를 빔 웹에 부착하거나, 직접 용접하여 서로 연결합니다. AISC(미국 강구조 협회)는 프레임 빔 연결과 중량 프레임 빔 연결 모두에 대해 여러 표준 직경의 체결재를 기준으로 적절한 볼트 또는 리벳 열 수를 규정하고 있습니다.

"바 크기(bar-size)"와 "구조용 크기(structural-size)" 형상 간의 구분이 존재합니다. 바 크기는 주 단면 치수가 3인치 미만인 형상을 지칭합니다.

본 문서에서는 널리 쓰이는 강철 형상과 그 형상이 탁월한 성능을 발휘하는 적용 분야를 간략히 소개합니다.

주요 구조용 강철 형상

• 빔(Beams)
• 티(Tees)
• 채널(Channels)
• 앵글(Angles)
• 중공 구조 단면(HSS, Hollow Structural Sections)

강철 빔의 종류

구조용 강철 빔과 거더는 표준 또는 "S" 빔, 광폭 플랜지 또는 "W" 빔, 파일 또는 "H" 빔의 세 가지 형태로 제공됩니다.

표준 빔은 문자 호출부호 S, 공칭 웹 높이(인치), 피트당 중량(파운드) 순으로 지정됩니다. 대부분 경량 버전으로 나오며, 일부 대형 빔은 여러 중간 중량으로도 공급됩니다. 표준 빔은 테이퍼진 플랜지를 가지나, 광폭 플랜지 빔은 평행한 플랜지를 가집니다.

"H" 빔은 플랜지와 웹의 두께가 같은 경우가 많지만, "S" 및 "W" 빔은 플랜지가 웹보다 두껍습니다. "H" 빔은 주로 기초 파일로 지중에 타입됩니다. 별도 부재로 조립 제작도 가능합니다. "S" 및 "W" 형상은 일반적으로 단일 조각으로 열간 압연됩니다. 빔은 보통 최대 60피트 길이까지 공급됩니다.

용어상으로는 모든 거더는 빔이지만, 모든 빔이 거더는 아닙니다. 시공에서 거더는 주 하중 지지 부재로, 빔이 거더에 하중을 전달합니다.

티(Tees)

티는 강철 빔을 웹 방향으로 종절단하여 하나의 완전한 플랜지와 절반 깊이의 웹을 갖게 만듭니다. 풀사이즈 빔과 동일한 "S" 및 "W" 형상으로 공급됩니다. 표기는 유형 "ST", 공칭 웹 깊이(인치), 형상 "I" 또는 "WF" 순으로 표시합니다.

채널(Channels)

채널은 단일 웹을 상하 플랜지가 감싸며, 웹이 한쪽으로 치우치고 플랜지가 웹에 수직으로 돌출된 형태입니다. 마치 빔을 반으로 가른 것과 유사하나 웹은 전체 두께를 유지합니다. 채널 플랜지는 표준 빔과 같은 테이퍼(약 16-2/3% 경사)를 가집니다. 바 크기는 20피트 및 40피트 길이가 흔하며, 구조용 크기는 보통 60피트 길이로 공급됩니다. 채널은 통상 빔으로 쓰이지 않으나 평평한 면 덕분에 다른 평면과 볼트 체결하기 용이합니다.

앵글(Angles)

단면이 "L" 자형이며, 동일 또는 상이한 길이의 테이퍼진 다리로 구성됩니다. 두 개를 조합해 티 형태로 연결하지 않는 한 빔으로 사용하는 것은 강력히 권장하지 않습니다. 하지만 앵글은 브레이싱, 트러스 등 다양한 용도로 쓰입니다.

중공 구조 단면(HSS, Hollow Structural Sections)

HSS는 사각, 정방형, 타원, 원형 단면을 가지며, 사각 형상은 하중이 여러 방향으로 작용하는 용접 프레임에 흔히 쓰입니다. 원형 HSS는 유체 수송용 파이프(별도 표준 적용)와 구별되며, 랠리 컬럼(Lally column) 등 내하력 기둥으로 사용됩니다. 이 모든 형상은 용접 원형으로 시작하며, 사각 및 직사각 튜브는 추가 성형을 거쳐 모서리에 큰 반경의 라운딩을 갖춘 최종 제품이 됩니다.

요약

본 문서는 일반적인 구조용 강철 형상을 간략히 정리했습니다. 추가 제품 정보는 다른 가이드를 참조하거나 토마스 공급업체 검색 플랫폼을 방문해 잠재적 공급원을 찾거나 특정 제품 상세를 확인하시기 바랍니다.