Lifting Lug(리프팅 러그) 설계방법

1️⃣ 기본 설계 개념

Lifting Lug = 인양 시 하중을 안전하게 전달하는 구조부재

설계 핵심은 다음 4가지입니다.

1. 하중 산정 (Design Load)
2. 핀홀(구멍) 및 러그 본체 강도
3. 용접부 강도
4. 국부좌굴·찢김·베어링 파손 방지

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2️⃣ 설계 하중 산정

(1) 기본 하중

W=인양 중량 (자중 + 부착물)W = \text{인양 중량 (자중 + 부착물)}W=인양 중량 (자중 + 부착물)

(2) 동적 계수 (Impact Factor)

• 일반 현장 인양: 1.2 ~ 1.3
• 크레인 정밀 인양: 1.1
• 거친 작업 / 바람 영향: 1.3 ~ 1.5

Wd=W×동적계수W_d = W \times \text{동적계수}Wd​=W×동적계수

(3) 러그 1개당 하중

• 러그 2개 사용 시:

P=Wd2⋅cos⁡θP = \frac{W_d}{2 \cdot \cos\theta}P=2⋅cosθWd​​

• θ = 슬링 각도 (수직 기준)

⚠️ 슬링 각도 60° 초과 시 급격히 위험

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3️⃣ 재질 선정 (일반적)

항목재질

러그 본체	SS275 / SM355
고하중	SM490
핀	SCM415 / SCM420
안전율 기준	3.0 이상

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4️⃣ 핀홀(구멍) 설계

(1) 핀 직경 (D)

전단 기준

τ=PπD24≤τallow\tau = \frac{P}{\frac{\pi D^2}{4}} \le \tau_{allow}τ=4πD2​P​≤τallow​

• 허용전단응력
  • SS계열: 0.4Fy
  • SCM핀: 0.5Fy

(2) 베어링 응력 (중요!)

σb=PD⋅t≤σallow\sigma_b = \frac{P}{D \cdot t} \le \sigma_{allow}σb​=D⋅tP​≤σallow​

• t = 러그 두께
• 허용 베어링 응력: 0.75Fy

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5️⃣ 러그 두께(t) 산정

(1) 인장 파단

σ=P(W−D)⋅t≤σallow\sigma = \frac{P}{(W - D) \cdot t} \le \sigma_{allow}σ=(W−D)⋅tP​≤σallow​

(2) 찢김(Tear-out) 파괴

e≥1.5D(권장2.0D)e \ge 1.5D \quad (권장 2.0D)e≥1.5D(권장2.0D)

• e = 핀홀 중심 → 끝단 거리

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6️⃣ 러그 형상 권장 비율

항목권장

핀 직경 D	기준
러그 두께 t	0.6D ~ 1.0D
폭 W	≥ 2.5D
끝단 거리 e	≥ 2.0D
필렛 R	≥ 0.25D

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7️⃣ 용접부 설계 (매우 중요)

(1) 용접 형식

• 완전용입(FULL PEN) + 보강필렛
• 대형 구조물: 반드시 UT 검사

(2) 용접 전단응력

τw=P0.707⋅a⋅L\tau_w = \frac{P}{0.707 \cdot a \cdot L}τw​=0.707⋅a⋅LP​

• a = 필렛 각장
• L = 용접 길이

허용치:

• 0.4Fy 이하

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8️⃣ 좌굴 & 국부 응력 검토

✔ 러그 단판 사용 시
→ 보강 리브(스티프너) 필수 검토

✔ 대형 중량물
→ Double Lug + Spacer Plate 구조 권장

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9️⃣ 안전 설계 체크리스트 ✅

• 슬링 각도 60° 이하
• 핀 여유 간극 확보 (0.5~1mm)
• 응력 집중부 R 처리
• 용접부 비파괴검사(NDT)
• 인양 전 시험 인양(10~20cm)

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🔧 실무 예시 (간단)

총중량 20톤 / 러그 2개 / 슬링각 30°

• 설계하중:

20×1.3=26t20 \times 1.3 = 26t20×1.3=26t P=262×cos⁡30°=15tP = \frac{26}{2 \times \cos30°} = 15tP=2×cos30°26​=15t

→ 핀 Ø60~65mm
→ 러그 두께 t ≈ 40~50mm
→ SM355 이상 권장

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📌 참고 기준

• ASME BTH-1
• AISC Steel Manual
• ISO 19901
• 국내: 산업안전보건기준