K계수 계산기
구조 유효 길이와 오일러 좌굴 내력을 계산하거나 열전도율과 두께를 R값 및 U값으로 변환합니다.
구조 및 열적 K계수 계산
모드를 선택하고 호환되는 미터법 입력값을 입력한 뒤 결과를 결정하는 중간값을 확인하세요.
K계수 계산 안내
K계수는 공학 분야마다 의미가 다르므로 이 계산기는 구조 유효 길이 계산과 열전도 계산을 구분합니다. 구조 모드에서 K는 기둥 단부 구속이 유효 좌굴 길이를 어떻게 바꾸는지 나타냅니다. 유효 길이는 기둥의 비지지 길이에 K를 곱한 값입니다. 이상적인 고정–고정은 0.5, 고정–힌지는 0.7, 힌지–힌지는 1.0, 고정–자유 외팔기둥은 2.0을 사용합니다. 실제 접합부가 완벽히 이상적인 구속으로 거동하는 경우는 드물므로, 이 값은 개념 검토에 적합하며 최종 선택에 자동으로 적용해서는 안 됩니다.
구조 모드는 오일러 탄성 좌굴 방정식을 적용합니다. 임계 하중은 원주율의 제곱에 탄성계수와 최소 단면2차모멘트를 곱한 뒤 유효 길이의 제곱으로 나눈 값입니다. 직사각형 단면2차모멘트는 너비에 깊이의 세제곱을 곱해 열둘로 나누며, 원형은 원주율에 지름의 네제곱을 곱해 예순넷으로 나눕니다. 대표 탄성계수로 강재 200,000 N/mm², 콘크리트 30,000 N/mm², 목재 11,000 N/mm²를 사용합니다. 임계 하중은 킬로뉴턴으로 표시하고 입력 하중을 이상화된 내력에 대한 백분율로 비교합니다.
유효 길이는 제곱, 단면 깊이는 세제곱, 지름은 네제곱으로 반영되므로 오일러 좌굴은 길이, 구속 및 방향에 매우 민감합니다. 이 공식은 중심 축압축을 받는 곧고 세장한 완전 탄성 부재를 설명합니다. 항복, 균열, 재료 편차, 초기 휨, 잔류 응력, 접합부 유연성, 편심, 국부 좌굴, 가새 결함 또는 설계기준의 저항계수는 고려하지 않습니다. 직사각형 단면은 입력 방향이 검토할 좌굴축과 일치하는지 확인하고 약축에 대해서도 다시 계산하세요.
열 모드에서 소문자 k는 기둥 구속계수가 아니라 W/m·K 단위의 열전도율입니다. 열저항은 미터로 표시한 재료 두께를 열전도율로 나눈 값입니다. 단일 균질층의 U값은 해당 열저항의 역수입니다. 예를 들어 두께 200 mm, 열전도율 0.5 W/m·K인 재료의 열저항은 0.4 m²·K/W이고 U값은 2.5 W/m²·K입니다. 전체 건축 구성체에는 표면 열저항, 골조, 마감, 공기층 및 열교도 포함됩니다.
결과는 공식 이해, 대안 비교, 예비 작업 중 단위 오류 발견에 가장 적합합니다. 구조 설계는 자격을 갖춘 엔지니어의 책임하에 관련 재료 표준과 하중 기준을 따라야 합니다. 열 설계는 인증된 열전도율 자료를 사용하고 모든 병렬 및 직렬 열 흐름 경로를 고려해야 합니다. 구조 K와 열적 k는 같은 문자를 쓰지만 서로 다른 물리량이고 단위도 다르므로 혼용하지 마세요.
K계수 예시
표는 구조 구속 조건과 열전도 계산을 보여 줍니다.
| 입력값 | 결과 | 의미 |
|---|---|---|
| 3,000 mm 고정–고정 기둥 | 유효 길이 1,500 mm | 이상적인 단부 조건 계수는 0.5입니다. |
| 3,000 mm 힌지–힌지 기둥 | 유효 길이 3,000 mm | 이상적인 단부 조건 계수는 1.0입니다. |
| 200 mm 층, k 0.5 W/m·K | R 0.4 및 U 2.5 | 열 모드는 나눗셈 전에 두께를 미터로 변환합니다. |
K계수 계산기 사용 방법
- 구조 기둥 또는 열전도 재료 모드를 선택하세요.
- 기둥은 길이, 이상화된 단부 조건, 재료, 단면 치수 및 축하중을 입력하세요.
- 열전도층은 열전도율과 재료 두께를 입력하세요.
- K계수 결과 계산을 선택하고 해당 공식의 가정 범위 안에서 결과를 해석하세요.
K계수 계산기 자주 묻는 질문
구조 K계수는 무엇인가요?
기둥의 비지지 길이를 이상화된 유효 좌굴 길이로 바꾸는 배수입니다. 회전 및 병진 구속이 강할수록 일반적으로 K값이 작아집니다.
오일러 임계 하중이 기둥의 허용 하중인가요?
아니요. 세장하고 결함이 없는 부재의 이상적인 탄성 좌굴값입니다. 설계 기준은 강도 한계, 결함, 저항계수 및 상호작용 검토를 추가합니다.
직사각형 계산은 어느 축을 사용하나요?
입력한 깊이를 세제곱한 뒤 너비를 곱합니다. 두 주축 방향을 모두 확인하고 해당하는 더 약한 좌굴축을 기준으로 설계하세요.
열적 k는 무엇을 나타내나요?
열적 k는 재료를 통해 열이 얼마나 쉽게 전달되는지 나타내는 열전도율입니다. 같은 두께라면 열전도율이 낮을수록 열저항이 커집니다.
구조 K와 열적 k가 한 도구에 있는 이유는 무엇인가요?
둘 다 건설 분야에서 흔히 사용되며 서로 다른 맥락에서 같은 문자를 쓰는 계산입니다. 모드 선택기로 공식과 단위를 구분하여 결과의 혼동을 방지합니다.