개념 한 쪽
카 및 카 틀과 카 바닥은 사용 목적과 비상상황을 고려하여 설계해야 한다. 카바닥은 용도별 단위면적당 정격용량 기준을 따르고, 카 틀과 상부 프레임은 작용하중과 재료의 기계적 성질에 기반하여 안전율을 산정해야 한다. 보호판과 보호난간, 문턱 간격 등 부속 구조물은 사람과 물건의 안전을 확보하기 위한 명확한 기준을 충족해야 한다고 정리한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「카 틀의 구조 및 카 바닥의재료」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 브레이스 로드 장력 산정 | 1 | 총중량과 경사각을 이용해 로드 1개의 장력을 구하는 절차 |
| 카바닥 단위면적 정격용량 판정 | 1 | 용도별로 카바닥의 1m²당 적정 정격용량을 고르는 기준 |
| 상부 프레임 안전율 계산 | 1 | 파괴강도와 단면계수로 허용하중을 구하고 안전율을 산정하는 계산 과정 |
카 바닥과 카 틀 설계는 정상 운행 시의 적재중 하중과 비상 시 작용하는 하중을 구분하여 고려해야 한다. 적재중 하중은 평상시 설계 하중에 포함되며, 비상 시 작용하는 하중은 충격이나 완충기 작동, 지진 등 동적 하중을 별도로 검토한다.
용도에 따라 카 바닥의 단위면적당 정격용량 기준이 달라진다. 자동차용 엘리베이터는 차량의 집중하중을 견뎌야 하므로 일반 승객용보다 높은 단위면적당 정격용량을 적용하고, 화물용 엘리베이터는 카 면적 1m²당 250kg 이상의 정격하중을 기준으로 삼아 설계해야 한다.
카 틀 및 상부 프레임의 강도 평가는 재료의 파괴강도와 단면계수를 곱한 값을 허용 하중으로 보고, 실제 작용하중과의 비로 안전율을 산정하는 방식이 일반적이다. 문제 재료에서는 파괴강도와 단면계수를 이용한 계산으로 상부 프레임의 안전율을 산정한 예가 제시되어 있다.
카 주변 안전구조인 보호판, 보호난간 및 문턱 간격 등은 설치 위치, 형태, 높이 및 강도 기준을 충족해야 한다. 보호판은 문턱 전체에 걸쳐 설치하고 높이는 최소 0.75m 이상이어야 하며 하단 형상은 수직 연장 또는 일정 형태를 유지해야 한다. 보호난간은 300N 가력 시 탄성변형 한계와 1000N 가력 시 영구변형이 없어야 하는 기준을 만족해야 한다. 카문과 승강장문 문턱 사이의 수평거리는 35mm 이하로 제한한다.
1) 상부 프레임의 안전율 계산 예시를 제시한다. 주어진 파괴강도 4,100kg/m²와 단면계수 250m³를 곱하여 허용하중을 구하고, 카 자중과 정격하중의 합으로 계산한 작용하중으로 나누면 안전율을 얻는다. 재료에 제시된 값으로는 허용하중 ÷ 작용하중 ≈ 19.1로 산출되어 프레임의 안전율이 약 19.1임을 보인다.
2) 카바닥 용도별 단위면적당 정격용량 비교 예시를 제시한다. 자동차용 카바닥은 집중하중을 고려하여 통상 1m²당 약 150kg을 적용하는 반면, 화물용은 카 면적 1m²당 250kg 이상을 기준으로 설계해야 한다는 점을 확인한다.
승객용 로프식엘리베이터에서 카 틀의 브레이스 로드 1개에 작용하는 장력은 약 몇 kg 인가?(단, 카자중 970kg, 정격하중 530kg, 브레이스 로드의 경사각은 65도이다.)
정답 ③ · 카 자중과 정격 하중을 합한 총 중량이 브레이스 로드 2개에 의해 지지됩니다. 총 중량의 절반이 한 로드에 수직 방향으로 작용하며, 이를 로드의 경사각 65도의 코사인 값으로 나누어 장력을 구합니다.
총 하중의 절반을 경사각 코사인으로 나누면 브레이스 로드 장력이다.
자동차용 엘리베이터의 카바닥을 설계하고자 한다. 1m²당정격용량은 약 몇 kg 정도가 적당한가?
정답 ② · 자동차용 엘리베이터는 차량의 무게가 집중하중으로 작용하므로 바닥의 단위 면적당 하중이 일반 승객용보다 훨씬 큽니다. 일반적으로 자동차용 엘리베이터 카 바닥의 1m²당 정격 용량은 약 150~250kg 정도로 설계하며, 기능사 설계 기준에서는 가장 표준적으로 고려되는 값인 150kg을 적용합니다.
자동차용 엘리베이터는 집중하중을 견뎌야 하므로 일반 승객용보다 높은 단위 면적당 정격 용량인 약 150kg을 적용한다.
카 자중 1,200kg, 정격하중 600kg, 1:1 로핑, 길이가 200cm인 승객용 엘리베이터 상부 프레임 (crosshead)의 안전율은 약 얼마인가? (단, 상부 프레임 재료의 파괴 강도는 4,100kg/m², 단면계수 250m³ 로 한다.)
정답 ③ · 문항은 상부 프레임에 대한 안전율을 파괴강도와 단면계수를 이용하여 구하는 문제이다. 안전율은 재료의 한계(파괴강도×단면계수로 환산되는 허용 하중)와 실제 작용하중(카 자중+정격하중 = 1,200+600=1,800kg)의 비로 계산한다.
안전율은 상부 프레임이 받는 최대 응력을 파괴 강도로 나눈 값으로, 하중 분담과 단면 계수를 고려해야 한다.
승강기기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.