구조용 강관

구조용 강관(Hollow structural section, HSS)은 속이 비어있는 단면을 가진 프로파일의 한 종류이다. 이 프로파일은 원형, 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있으며, 타원형과 같은 다른 모양도 이용 가능하다.

유럽이나 EN 10210 또는 EN 10219 표준을 따르는 다른 국가에서는 HSS라는 용어가 사용되지 않는다. 대신 세 가지 기본 모양은 원형, 정사각형, 직사각형 중공 단면을 의미하는 CHS, SHS, RHS로 참조된다. 예를 들어, CHS 200 x 10은 외경이 200mm이고 벽 두께가 10mm인 원형 중공 단면을 의미한다.

다른 제품과의 비교

HSS는 때때로 중공 구조용 강철로 잘못 언급되기도 한다. 직사각형 및 정사각형 HSS는 일반적으로 튜브 강철 또는 박스 단면이라고도 불린다. 원형 HSS는 때때로 강관으로 잘못 불리기도 하는데, 실제 파이프는 HSS와 치수 및 등급이 다르다. (HSS 치수는 프로파일의 외부 치수를 기준으로 하며, 파이프도 외부 공차에 맞춰 제조되지만 다른 표준을 따른다.) HSS의 모서리는 벽 두께의 약 두 배인 반경을 가지며 크게 둥글다. 벽 두께는 단면 전체에 걸쳐 균일하다.

구조물에서의 사용
HSS, 특히 직사각형 단면은 부재가 여러 방향으로 하중을 받는 용접 강철 프레임에 일반적으로 사용된다. 정사각형 및 원형 HSS는 두 개 이상의 단면 축을 따라 균일한 기하학적 구조를 가지므로 균일한 강도 특성을 가지며, 이러한 다축 하중에 매우 효율적인 모양을 가지고 있다. 이로 인해 기둥에 좋은 선택이다. 또한 비틀림에 대한 저항도 뛰어나다.

HSS는 들보로도 사용될 수 있지만, 와이드 플랜지 또는 형강 모양은 많은 경우 이 용도에 더 효율적인 구조적 모양이다. 그러나 HSS는 횡 비틀림 좌굴에 대한 우수한 저항성을 가지고 있다.

직사각형 HSS의 평평한 정사각형 표면은 시공을 용이하게 하며, 노출된 구조물에서 건축 미학을 위해 선호되기도 한다. 타원형 HSS는 동일한 미학적 이유로 노출된 구조물에서 점점 더 인기를 얻고 있다.

오늘날 HSS는 일반적으로 연강, A500 등급 C로 제공된다. HSS에 사용 가능한 다른 강철 등급은 A847 (내후성강), A1065 (SAW 공정으로 제작된 최대 50인치 정사각형의 대형 단면), 그리고 최근에 승인된 A1085 (A500보다 강도가 높고 공차가 더 빡빡함)이다. 유럽에서는 일반적으로 S235 강철이 사용된다.

제조
정사각형 HSS는 파이프와 동일한 방식으로 만들어진다. 제조 과정에서 평평한 강판은 점차적으로 원형으로 변형되어 가장자리가 용접할 준비가 된다. 그런 다음 가장자리가 함께 용접되어 모관을 형성한다. 제조 과정에서 모관은 일련의 성형 스탠드를 통과하여 원형 HSS(모관)를 최종 정사각형 또는 직사각형 모양으로 만든다. 대부분의 미국 제조업체는 ASTM A500 또는 새로 채택된 ASTM A1085 표준을 준수하며, 캐나다 제조업체는 ASTM A500과 CSA G40.21을 모두 따른다. 유럽 중공 단면은 일반적으로 EN 10210 표준에 따른다.

채워진 HSS
HSS는 내화 등급과 견고성을 향상시키기 위해 종종 콘크리트로 채워진다. 이 경우, 이 제품은 매사추세츠주 월섬의 발명가 존 랠리(John Lally)의 이름을 따서 랠리 기둥이라고 불린다. (발음은 종종 롤리 기둥으로 잘못 불린다.) 예를 들어, 주차장 주변의 차단벽(볼라드)은 범퍼 높이까지 콘크리트로 채워지는 경우가 많다. 이것은 볼라드의 압축강도를 추가하는 저렴한 방법이며(교체 비용을 고려할 때), 보기 흉한 국부적인 움푹 들어감을 방지하는 데 도움이 될 수 있지만, 일반적으로 볼라드의 전반적인 구조적 특성을 크게 증가시키지는 않는다.

 같이 보기 

 중공 슬래브
 벌집 구조
 라이트닝홀
 프로파일 (공학)
 구조용 파이프 피팅
 강재

 외부 링크 
 건축 AISthetics (digifest 2004 개회 기조연설)
 강관 연구소
 강관 연구소, 튜브 치수

분류:구조공학