안전율은 로프나 구조물이 실제 하중보다 얼마만큼 더 큰 힘을 견딜 수 있는지를 나타내는 비율로 정의한다. 안전율은 절단하중을 최대 사용하중으로 나눈 값으로 계산하므로 분자에는 절단하중, 분모에는 실제 걸리는 최대 하중이 와야 한다.
안전계수는 절단하중과 안전하중의 관계를 나타내며 절단하중 ÷ 안전하중 = 안전계수 공식이 성립한다. 따라서 절단하중을 구할 때는 안전하중에 안전계수를 곱하고, 안전하중을 구할 때는 절단하중을 안전계수로 나누어 계산한다.
와이어로프의 구성표기 A×B에서 A는 스트랜드(가닥) 수, B는 각 스트랜드 내 소선(실) 수를 의미한다. 꼬임 방식은 보통꼬임과 랭꼬임으로 구분되며 보통꼬임은 로프의 꼬기와 스트랜드 꼬기 방향이 서로 반대일 때이며 랭꼬임은 두 방향이 같을 때를 의미한다.
와이어로프의 보관과 유지관리는 부식과 손상을 방지하는 것이 핵심이며 로프는 건조하고 지붕이 있는 장소에 보관하되 지면과 직접 접촉하지 않도록 받침대를 사용하여 보관해야 한다. 클립으로 로프를 조일 때는 클립 간격을 로프 직경의 6배로 하여 체결해야 한다.
와이어로프의 교체 기준은 공칭경 대비 직경 감소가 7%를 초과하거나 소선의 다수 단선, 킹크 발생, 심한 변형 또는 부식이 있을 때로 정한다.
예제
문제: 안전계수가 6이고 안전하중이 30톤인 경우 절단하중을 구하는 방법을 설명한다. 풀이: 절단하중 = 안전하중 × 안전계수 공식을 적용하므로 30톤 × 6 = 180톤으로 절단하중을 구한다.
문제: 절단하중이 23톤인 로프를 8줄 걸이로 사용하고 기중기 안전계수 6을 적용해 최대 권양 하중을 구하는 방법을 설명한다. 풀이: 단일 로프의 허용하중은 절단하중 ÷ 안전계수 이므로 23 ÷ 6 ≈ 3.833톤이며 여기에 줄 수 8을 곱하면 총 허용하중은 약 30.67톤이 된다. 따라서 제시된 근사치 중 가장 가까운 값을 선택한다.
대표 기출 3문항
와이어로프의 보관 방법 중 틀린 것은?
건조하고 지붕이 있는 곳에 보관해야 한다.
한번 사용한 로프를 보관할 때는 오물 등을 제거하고 그리스를 바르고 잘 감아서 보관해야 한다.
로프가 직접 지면에 닿도록 보관해야 한다.
직사광선이나 열기 등에 의한 그리스의 변질이 없도록 보관해야 한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 와이어로프 보관 방법 중 잘못된 것을 찾는 문제이다. 와이어로프는 습기와 직사광선, 지면 접촉으로 인한 부식과 그리스 변질을 피해야 하므로 건조하고 지붕이 있는 곳에 보관하고 사용 후에는 오물을 제거하고 그리스를 바른 뒤 잘 감아 보관하는 것이 바람직하다.
와이어로프는 습기와 직접적인 지면 접촉을 피해야 부식되므로, 지면에 직접 닿게 보관하는 것은 잘못된 방법이다.
기계 설치용 기중기에서 권상용 와이어로프를 8 줄 걸이로 6 호(6×37), 20 ㎜ 직경, B종을 사용할 때 최대 권양 가능한 하중은 약 얼마인가? (단, 로프의 전단하중은 23 톤)
14 톤
37 톤
42 톤
48 톤
정답과 해설 보기
정답 ② · 8줄 걸이로 사용되는 와이어로프가 감당할 수 있는 하중을 구하는 공식은 '(로프의 절단하중 / 안전계수) × 줄 수' 입니다. 일반적으로 기계설치용 기중기와 같은 장비의 안전계수는 6으로 규정됩니다.
기중기 로프 최대 하중은 '(절단하중÷안전계수6)×줄수' 공식으로 계산하며, 8줄 걸이 시 약 30.7톤으로 가장 근접한 37톤을 선택한다.
와이어로프 교체기준에 맞지 않은 사항은?
1회 꼬임의 소선수의 10% 이상이 단선된 경우
로프 직경의 감소가 공칭경의 7% 이하인 것
킹크 현상이 발생했던 로프
현저한 형의 변형, 부식이 발생한 경우
정답과 해설 보기
정답 ② · 와이어로프 교체 기준 중 직경 감소 관련 보기를 판별하는 문제이다. 교체 기준은 공칭경 대비 직경 감소가 7%를 초과할 때이므로 7% 이하이면 교체 대상이 아니다.
와이어로프 교체 기준은 직경 감소가 공칭경의 7%를 초과할 때이므로, 7% 이하인 것은 교체 기준에 해당하지 않아 정답이다.