가이드 레일 부재는 엘리베이터의 운행 중 계속된 진동과 반복 충격을 받으므로 인성이 높은 강재로 제작해야 한다. 주철은 인성이 부족해 충격에 취약하므로 레일 클립이나 피시 플레이트 같은 부재에는 사용해서는 안 된다.
좌굴은 가늘고 긴 압축부재에서 발생하는 기하학적 불안정 현상으로, 지지 간격(브래킷 간격)이 넓어질수록 좌굴 발생 위험이 커진다. 좌굴은 부재의 형상과 재질, 압축하중의 관련 현상이므로 불균형 하중 자체와 혼동해서는 안 된다.
앵커볼트의 인발설계는 극한 인발응력에 안전율을 적용하여 허용 하중을 정한다. 규정상 안전율을 4로 정하여 허용 인발하중은 극한 인발응력의 1/4 이하로 설계해야 한다. 이는 예기치 않은 하중 증가나 충격을 고려한 보수적 설계 원리다.
지진하중은 엘리베이터의 총중량에 설계용 수평진도를 곱하고, 그 중 레일이 부담하는 비율을 적용하여 산정한다. 예시 계산식은 (카중량+적재하중) × 설계진도 × 하중비이며, 상하 가이드슈의 하중비 등은 설계 조건에 따라 적용한다.
브래킷 간격과 레일 치수 결정은 레일 자체의 구조적 건전성(회전모멘트, 좌굴하중, 수평진동 등)을 우선 고려한 뒤 이루어진다. 브래킷 크기는 레일 규격이 정해진 이후에 설계되는 부속 요소로 구분한다.
예제
앵커볼트 허용 인발하중을 구할 때 극한 인발응력이 1이라면 허용하중은 1의 1/4 이하로 보는 원리를 적용한다. 장비의 안전을 위해 안전율 4를 암기하면 설계 문제 해결이 쉬워진다.
지진하중 계산 예: 차량 무게 2000kg과 적재물 1000kg을 합한 총중량, 설계용 수평진도 0.4, 상하 가이드슈 하중비 0.6을 적용하면 수평하중은 (2000+1000) × 0.4 × 0.6 = 720kg으로 산정된다. 총중량에 진도와 하중비를 순서대로 적용하는 것을 잊지 말아야 한다.
대표 기출 3문항
가이드 레일(Guide Rail)과 그 부재에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
레일 클립(Rail Clip), 피시 플레이트(PishPlate),조임용 재료 등은 주철로 제작되어야 하고 충격을 충분히 견디는 강도를 유지하여야 한다.
콘크리트벽의 두께가 120mm 이상일 경우에만 앵커볼트의 사용이 가능하다.
레일 브래킷 (Rail Bracket)에 가공되는 볼트조립용 홀 (Hole)의 지름은 볼트의 지름보다1.6mm 이상 커서는 안된다.
레일 브래킷(Rail Bracket)을앵커볼트와 너트로 조였을 경우 너트의 머리로부터 볼트 나사산이 2개 이상 돌출되도록 한다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 가이드 레일의 부속재인 레일 클립, 피시 플레이트(Fish Plate), 조임용 재료 등은 사용 중 반복적인 진동과 충격 하중을 받는 부품입니다. 따라서 충격을 흡수하고 견딜 수 있는 인성이 높은 강철(Steel) 등으로 제작되어야 합니다.
가이드 레일 부재는 반복 충격 하중을 받으므로 인성이 좋은 강재여야 하며, 충격에 약한 주철은 사용해서는 안 된다.
엘리베이터용 가이드 레일의 적용시 고려되지 않는 것은?
비상정지장치의 작동시 걸리는 하중
불균형한 하중의 적재시 발생되는 회전 모멘트
지진 발생시 건물의 수평 진동
엘리베이터의 정격속도
정답과 해설 보기
정답 ④ · 엘리베이터 가이드 레일 설계 시 고려해야 할 주요 사항으로는 비상정지장치 작동시 발생하는 강한 하중(1번), 편하중에 의해 발생하는 회전 모멘트(2번), 지진 등 발생 시 건물과 카 간의 수평 상대 변위 및 진동(3번) 등입니다. 반면 엘리베이터의 정격속도는 가이드 레일의 강성이나 형태 설계 자체의 직접적인 기준이나 요소로 고려되지 않습니다.
가이드 레일 설계 시 정격속도는 강성이나 형태 설계의 직접적 기준이 되지 않는다.
엘리베이터용 가이드 레일에 관한 사항으로 틀린 것은?
엘리베이터의 정격용량에 관계가 있다.
대형 화물용 엘리베이터의 경우 하중을 적재할 때 발생되는 카의 회전모멘트는 무시한다.
비상정지장치가 작동한 후에도 가이드 레일에는 좌굴이 없어야 한다.
레일 브라켓의 간격을 작게 하면 동일한 하중에 대하여 응력과 휨은 작아진다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 엘리베이터용 가이드 레일에 관한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 가이드 레일은 정격용량에 따른 규격 선정과 비상정지 후에도 좌굴이 없어야 하는 등의 요구를 받으며, 레일 브라켓 간격을 줄이면 동일 하중에서 응력과 휨이 줄어드는 것도 맞다.
가이드 레일은 카의 회전모멘트까지 고려하여 설계해야 하므로, 이를 무시하는 것은 구조적 안전을 해치는 잘못된 설명이다.