올바른 방향으로 진행되지 않는다면 어떻게 해야 할까요?

모든 철골 구조물 상세 설계자는 이 상황을 잘 알고 있습니다. 전체 구조 해석 모델에서는 모든 부재의 축이 구조 노드로 깔끔하게 직접 연결됩니다. 그리고 구조 시스템은 명확하고 단순합니다. 그러나 실제 구조물은 다른 이야기입니다.

대표적인 사례는 브레이싱 부재가 근처에 있는 보-기둥 연결입니다. 이 연결에서 기둥만이 구조 모델과 동일한 축 위치를 가집니다. 보는 상부 플랜지가 정렬되어 있으므로, 보의 춤이 다를 경우 축이 서로 다른 높이에 위치하게 됩니다.

더욱 흔한 차이점은 브레이싱 부재의 축이 최적의 절점 방향에 대해 편심을 가진다는 것입니다. 그 이유는 다양합니다. 제작, 시공성, 또는 미적 목적 때문입니다. 브레이싱 부재의 이상적인 방향이 지나치게 큰 거셋 플레이트를 초래하거나 다른 부재와 충돌을 일으키는 경우도 상당히 많습니다. 때로는 다른 공법이나 장비로 인해 브레이싱 부재를 절점에서 이동시켜야 하는 경우도 있습니다.

그러면 표준적인 질문 1번이 제기됩니다:

이 이동이 내력 구조에 어떤 영향을 미칠까요?

답은 간단합니다 - 네, 영향을 미칩니다. 구조 부재에 추가적인 2차 내력이 유발됩니다. 이는 전단력, 휨 모멘트, 비틀림 모멘트입니다. 경우에 따라 부재의 응력을 감소시키기도 하고 증가시키기도 합니다.

그러면 질문 2번이 등장합니다:

이러한 편심을 원래의 전체 구조 모델에 도입할 만한 가치가 있을까요?

이것이 어려운 질문입니다!

대부분의 경우, 상세 설계의 이러한 편심은 전체 모델에서 무시된다고 생각합니다. 이는 이해할 수 있습니다. 심각한 문제를 일으키려면 상황이 상당히 비표준적이어야 합니다. 그러나 그런 일이 발생할 수 있습니다. 그리고 종종 명확하지 않습니다. 명확하지 않다면 잠재적으로 위험합니다. 그리고 구조 엔지니어는 안전한 쪽을 선호합니다.

따라서 안전한 시나리오의 한 예는 다음과 같습니다:

1. 구조 엔지니어가 주요 내력 구조를 계산하고 작업용 유한요소법 모델을 상세 설계자에게 전달합니다.
2. 상세 설계자는 BIM 내보내기/가져오기 또는 수동으로 모델을 CAD 애플리케이션으로 가져와 제작 및 설치에 필요한 모든 연결을 설계합니다.
3. 그런 다음 제안된 연결이 특정 설계 기준 요구사항을 준수하는지 엔지니어의 확인이 필요합니다. 따라서 CAD 모델을 엔지니어에게 다시 전달합니다.
4. 엔지니어는 원래 형상과 상세 설계자의 시공 형상 간의 차이를 발견합니다. 이제 갈림길이 나타납니다.

          a)   설계를 빠르게 검토하고 경험을 바탕으로 평가합니다.

          b)   원래의 하중을 상세 설계자의 새로운 형상에 적용하고 연결을 해석합니다.

          c)   CAD 모델에 따라 원래의 유한요소법 모델을 수정하고 모든 것을 다시 계산하여
연결을 해석합니다.

그렇다면 IDEA StatiCa는 이 이야기에서 어디에 위치할까요?

4 b)와 4 c)는 Checkbot과 IDEA StatiCa Connection 앱이 가장 큰 강점을 발휘하는 영역입니다. 이는 Checkbot이 유한요소법 및 CAD 솔루션 두 환경의 다양한 소프트웨어에서 구조 모델을 인식하고 처리할 수 있는 능력 덕분입니다.

(편심이 있는 유한요소법 모델의 예)

모델이 입력되면 특정 구조 노드를 선택하여 Connection 앱에서 평가하는 것이 매우 쉽습니다.

부재들이 하나의 연결로 연결되지만 정확히 같은 노드에 있지 않은 상황은 버전 22가 도입되기 전까지 쉽게 해결할 수 없었습니다. 이러한 경우는 별도의 Connection으로 평가되었으며, 사용자가 수동 편집으로 직접 해결해야 했습니다. IDEA StatiCa Connection v22부터는 사용자에게 훨씬 더 나은 환경이 제공됩니다. Checkbot은 매우 근접한 노드가 동일한 연결에 속한다는 것을 자동으로 인식하거나, 사용자가 어떤 부재를 포함할지 수동으로 선택할 수 있습니다.

이 방법으로 특정 Connection 모델에 포함될 부재의 특정 집합을 설정할 수 있습니다.

이것은 사용자 인터페이스에서는 작은 개선이었을지 모르지만, 이론적인 구조물뿐만 아니라 실제 구조물의 해석이라는 목표를 향한 상당히 중요한 진전이었습니다.

따라서 엔지니어가 경로 4 b) 또는 4 c) 중 어느 것을 선택하든, 두 경우 모두 연결 해석을 신속하게 수행할 수 있으며 안전하지 않은 해결책에 대한 우려를 해소할 수 있습니다. 그것이 바로 우리가 추구하는 것입니다.

IDEA StatiCa 22에서 제공되는 다른 개선 사항에도 관심이 있으시다면 여기에서 릴리스 문서를 확인하실 수 있습니다.