에어 아라비아 격납고의 앵커링 및 연결 주요 장애물 제거
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도전 과제
이 프로젝트는 완전한 힌지를 형성하기 위한 베이스 상세의 힌지 연결이 필요했습니다. 이 연결은 적용 하중에 수직인 축을 가진 중앙 강재 봉(핀)과 핀이 삽입되는 원형 구멍이 있는 여러 플레이트로 구성됩니다.
이러한 복잡한 상세를 설계하려면 표준 규정 방정식을 지원하는 유한 해석이 필요했습니다. 컨설턴트는 제작 후 핀 구멍의 모든 매개변수와 공차를 정의할 수 있는 연결 소프트웨어의 사용을 요구함으로써 연결 설계를 제한했습니다. "IDEA StatiCa 소프트웨어 덕분에 이를 수행할 수 있었습니다"라고 Dr. Seham은 말합니다.
또한, 이 프로젝트는 13개의 부재가 불규칙한 각도로 단일 접합부에 수렴하는 노드를 검증해야 했습니다. 많은 복잡한 연결 외에도, 표준 도구만 사용했다면 150개 이상의 유사한 연결을 처리하고 팀 간에 데이터를 전달하는 데 많은 시간이 소요되었을 것입니다.
다행히도, Kirby 팀은 풍부한 경험과 전문성을 바탕으로 프로젝트의 모든 도전 과제에 대한 해결책을 찾았습니다.
프로젝트 소개
에어 아라비아 격납고는 샤르자 국제공항에서 항공기 유지보수 작업을 위해 설계된 대경간 강재 트러스 구조물입니다. 격납고의 외부 치수는 폭 136m × 깊이 57m이며, 최소 순경간 129.5m, 크레인 훅 높이 15m입니다. 3대의 천장 크레인(6T 용량), 중층 바닥, 채광창, 추락 방지 시스템 및 특수 격납고 도어를 수용합니다.
강재 보호는 팽창성 내화 피복재와 호환되는 공장 프라이머를 사용하여 이루어졌습니다. Kirby의 업무 범위에는 강구조물 설계 및 공급, 설계 도면 및 계산서 작성, 컨설턴트 승인, 공장 및 제작 도면, 프리엔지니어드 섹션의 제작 및 공급, 그리고 건립 방법론 제공이 포함되었습니다.
힌지 베이스 연결 해결 – 공사 진행의 도전 과제
컨설턴트는 실무에서 거의 사용되지 않는 힌지 베이스 연결 상세를 요구했습니다. 이러한 유형의 상세를 수행할 수 있는 연결 소프트웨어를 요구하면서 도전 과제는 더욱 심화되었습니다.
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다행히도, Kirby 팀은 이 상황에 대비했습니다. IDEA StatiCa의 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)을 사용하여 실제 제작 조건에 맞는 힌지 베이스 연결을 설계했습니다. 소프트웨어는 실제 하중 조건 하에서 응력 분포와 상호작용을 평가하여 연결이 안전하고 허용 가능한 성능 한계 내에 있음을 입증했습니다.
제3자 검증으로 뒷받침된 검증된 결과물은 컨설턴트에게 연결을 승인할 신뢰를 주었습니다.
13개 부재 접합부가 더 이상 도전 과제가 되지 않는 방법
격납고 프로젝트에서 가장 까다로운 작업 중 하나는 13개의 부재가 불규칙한 각도로 단일 접합부에 수렴하는 노드를 검증하는 것이었습니다. 이는 고도로 비대칭적인 3D 형상에서 축력, 전단력 및 휨 상호작용을 동시에 고려해야 했기 때문에 매우 어려운 작업이었습니다. 형상을 수동으로 재구성하고 각 가지별로 응력 상호작용을 계산하는 것은 지나치게 시간이 많이 소요되고 오류가 발생하기 쉬웠을 것입니다.
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Kirby 팀은 이 도전 과제에 맞서 훌륭하게 극복해냈습니다. IDEA StatiCa의 앱 Checkbot을 통한 BIM 링크를 사용하여 Kirby는 IDEA StatiCa를 STAAD.Pro와 직접 통합했습니다. 접합부 토폴로지, 단면, 경사각, 다중 평면 회전 및 모든 하중 케이스가 자동으로 추출되어 IDEA StatiCa로 전달되었습니다. 이를 통해 수동 재구성의 필요성이 없어지고 즉각적으로 검증된 시작점이 제공되었습니다.
"STAAD.Pro에서 IDEA StatiCa Checkbot으로 데이터를 직접 내보낼 수 있었던 것이 오류 위험을 크게 줄이는 데 매우 중요했습니다"라고 Dr. Seham은 말합니다.
팀은 포락 하중 케이스 대신 직접 대응하는 하중 효과를 분석하여 보다 경제적인 설계를 도출했습니다. IDEA StatiCa는 노드 전체의 완전한 응력 상호작용을 파악하고 포괄적인 규정 검토를 통해 연결을 검증했으며, 방대한 엔지니어링 작업이 필요했을 것을 몇 시간 만에 완료했습니다.
150개 이상의 유사한 연결 각각에서 반복 작업 20% 절감
격납고 전체에 걸친 미세한 형상 변화로 인해 많은 노드가 유사하지만 동일하지 않았습니다. 엔지니어들은 각 연결을 별도로 재모델링하고 재검토해야 했는데, 이는 반복적이고 시간이 많이 소요되며 일관성 부족의 위험이 있었습니다.
Kirby는 프로세스를 상당히 간소화하여 자신들의 역량이 가장 중요한 도전적인 작업에 집중할 수 있는 방법을 찾았습니다. 그들은 제안 & 게시 기능을 사용하여 IDEA StatiCa에서 연결을 한 번 모델링하고 내부 템플릿 라이브러리에 게시하여 유사한 노드가 발생할 때마다 재사용했습니다.
저장된 템플릿을 새 위치에 제안하기만 하면 처음부터 시작할 필요가 없었습니다. 이를 통해 엔지니어링 시간이 크게 단축되고 모든 그리드 라인에 걸쳐 균일한 품질이 보장되었습니다.
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상세 팀과 연결 설계를 공유하는 시간 단축
기존에는 엔지니어들이 각 연결에 대한 상세 스케치를 작성하여 상세 팀에 전달했으며, 이로 인해 긴 검토 사이클과 설계를 Tekla로 옮길 때 오해의 위험이 높았습니다.
Kirby의 엔지니어들은 이 문제를 해결하는 방법을 찾았습니다. 그들은 상세 팀과 직접 IDEA StatiCa Viewer 링크를 공유했습니다. 이를 통해 상세 작업자들은 연결 모델을 온라인으로 열어 모든 플레이트, 용접 및 볼트를 검사한 후 Tekla에서 직접 상세를 모델링할 수 있었습니다. 이를 통해 스케치 작성의 필요성이 없어지고, 검토 사이클이 줄어들었으며, 엔지니어링 팀과 상세 팀 간의 소통이 원활해졌습니다.
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Kirby 엔지니어 소개
Dr. Seham Ahmed El Saeed는 설계자, 과학자, 연구자 및 활발한 출판인으로서 강구조물 분야에서 20년의 경험을 보유하고 있습니다. 현재 MEA 엔지니어링 사무소 전반에 걸쳐 Kirby의 교육 및 개발을 담당하는 엔지니어링 기술 매니저로 재직 중입니다.
Shahul Hameed는 Kirby Building Systems & Structures, India Pvt Ltd의 토목 엔지니어 겸 제도 매니저입니다. 25년 이상의 경험을 보유하고 있으며, 구조용 강재 및 프리엔지니어드 건축 시스템을 전문으로 합니다.
