IDEA StatiCa는 콘크리트 블록의 앵커링과 같은 3D 작업을 해결하기 위한 Detail (3D 베타)을 도입합니다. 이 솔루션을 통해 과도한 단순화 없이 설계를 수행하고 극한 한계 상태(ULS)에 기반한 검토 결과를 얻을 수 있습니다. IDEA StatiCa Detail (3D 베타)에 구현된 방법은 이미 검증된 적합 응력장 방법을 기반으로 하며, 3D 문제(3축 응력)를 해결할 수 있도록 조정되었습니다. 또한 기본 요소가 3차원으로 수정되었습니다. 솔리드 블록은 콘크리트를 나타내는 기본 요소로, 세 방향 모두에서 변형될 수 있습니다. 기초에 대한 복잡한 모델을 생성할 수 있도록 면 지지, 베이스 플레이트, 앵커 및 기타와 같은 요소를 구현하였습니다. 이러한 모든 요소와 그 기능은 다음 문서에서 설명합니다.
솔리드 블록의 형상
콘크리트 블록은 "솔리드 블록"이라는 부재 유형을 통해 모델링할 수 있으며, 형상은 두 가지 방법으로 정의할 수 있습니다:
- 직사각형 형상 – 이 옵션은 직사각형 기저부와 일정한 높이를 가진 기초를 정의하는 데 적합합니다. 블록의 모든 면에 대한 오프셋을 정의하면 경사진 기초도 모델링할 수 있습니다.
- 높이가 정의된 다각형 기저부 – 기초 형상을 정의하는 두 번째 옵션은 기저부 형상을 일반 다각형으로 정의하는 것입니다. 단, 이전 옵션에서 설명한 것과 같은 경사진 기초는 생성할 수 없습니다.
면 지지
면 지지는 솔리드 모델에 정의할 수 있는 유일한 지지 유형입니다. 형상 정의에는 두 가지 옵션이 있으며, 전체 면에 대해 정의하거나 폴리라인으로 윤곽이 결정되는 일반 영역으로 정의할 수 있습니다.
면 지지의 장점은 지반과의 접촉을 시뮬레이션하는 강성 정의 및 비선형 거동 설정이 가능하다는 것입니다. 일반 형상(폴리라인)으로 정의된 지지는 말뚝을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다.
하중 전달 장치
특히 앵커링을 위해 하중을 전달하는 두 가지 요소가 개발되었습니다:
- 베이스 플레이트 – 베이스 플레이트의 형상은 직사각형 또는 일반 폴리라인으로 정의할 수 있습니다. 베이스 플레이트는 기둥 부분과 함께 모델링하거나("하중 전달 – 기둥" 옵션) 기둥 없이 모델링할 수 있습니다("하중 전달 – 힘" 옵션). "하중 전달 – 힘" 옵션을 선택하면 정의된 하중이 베이스 플레이트에 직접 적용됩니다. 강재 기둥이 정의된 경우(단면 및 길이로), 하중은 기둥 상단에 적용되며 기둥의 강성이 응력을 베이스 플레이트에 올바르게 분배하는 데 도움을 줍니다.
- 단일 앵커 – 단일 앵커는 축력 전달을 허용하는 1D 요소입니다. 앵커는 베이스 플레이트와 자동으로 연결되거나 점하중으로 직접 하중을 받을 수 있습니다*.
*베타 버전의 앵커에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
앵커는 압축과 인장만 전달합니다. Connection에서 가져온 전단력은 콘크리트 블록과 베이스 플레이트 사이의 마찰에 의해 전달됩니다. 앵커에는 축력만 적용할 수 있습니다.
Detail 앱에서 사용 가능한 앵커 유형은 두 가지입니다:
- 현장 타설 – 철근
- 접착식 앵커
접착식 앵커의 경우 분석에 추가 매개변수인 부착 강도가 적용됩니다. 이 값은 기본값으로 2 MPa로 설정되어 있으며, 앵커 제조업체의 데이터시트 정보에 따라 사용자가 조정해야 합니다.
하중
사용 편의성을 위해 힘 그룹과 면 하중 추가가 필수적입니다. 총 세 가지 하중 유형을 지원합니다:
- 면 하중 – 면 하중은 모든 콘크리트 면에 적용할 수 있습니다. 전체 면 또는 윤곽(폴리라인)으로 결정되는 특정 영역의 일부에만 적용할 수 있습니다.
- 점하중
- 힘 그룹 – 힘 그룹은 그룹으로 작용하는 여러 점하중을 정의하는 요소입니다. 베이스 플레이트 또는 콘크리트 면에 적용할 수 있습니다. 이 하중 유형은 기둥에서 베이스 플레이트로 응력을 전달하는 용접부의 힘을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다.
철근
기초의 철근을 충분히 배근할 수 있도록 새로운 유형의 철근이 개발되었습니다. 철근 그룹은 철근 정의를 위한 여러 옵션을 제공합니다:
- 두 점으로 정의
- 면 모서리에 배치 – 면 모서리에 배치 – 선택한 면에 평행한 철근 층이 생성됩니다. 사용자는 한 층의 철근 수와 선택한 면에 평행한 층의 수를 정의합니다.
- 면 모서리 또는 여러 모서리에 배치 – 면 모서리 또는 여러 모서리에 배치는 복잡한 형상(임의의 콘크리트 면에 관련된 평면 곡선)을 가진 철근 층의 모델링을 허용합니다. 따라서 층은 하나의 철근으로만 결정됩니다. 단, 여러 개의 평행 층을 정의할 수 있습니다. 콘크리트 피복은 각 모서리에 대해 독립적으로 정의할 수 있습니다. 이것은 스터럽을 모델링하는 데 가장 적합한 옵션입니다.
- 폴리라인에 배치
결과
결과 탭에서 ULS(극한 한계 상태)에 따른 세 가지 기본 평가를 확인할 수 있습니다.
콘크리트 및 철근의 응력과 변형률 결과는 "강도" 섹션에 표시됩니다. 부착 응력 및 관련 값은 "정착" 검토에서 확인할 수 있습니다. 비선형 변형의 매우 중요한 값은 "보조" 검토에 표시됩니다.
3D 베타 버전 제한 사항
출시된 베타 버전의 목표는 사용자들이 이를 익히고, 솔루션을 테스트하며, 피드백을 제공할 수 있는 기회를 제공하는 것입니다. 3D Detail 베타 버전에 대한 기대치를 명확히 하기 위해 현재 버전에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다:
- 앵커에서 전단력 전달이 없음 – 전단력은 베이스 플레이트와 콘크리트 블록 면 사이의 마찰에 의해서만 전달됩니다.
- 해석 및 규정 검토 결과는 ULS(극한 한계 상태)로 제한됩니다.
- 앵커 그리드가 있는 콘크리트 블록 및 베이스 플레이트 단일 모델의 계산 시간은 최대 10분이 소요될 수 있습니다.
- 결과 시각화를 위한 단면은 베타 2에서 제공될 예정입니다.
- 모델 요소의 자중은 고려되지 않습니다.
- 모델에서 하나의 솔리드 콘크리트 블록만 사용할 수 있습니다.
Detail의 3D 솔루션은 집중적인 개발 및 검증 과정을 거치고 있습니다. 버전 24.0에서 3D Detail의 첫 번째 베타가 출시되었으며, 베타 2는 2024년 7월에 결과 해석 개선, 현재 제한 사항 목록 축소 및 추가 기능 제공과 함께 출시될 예정입니다. 3D Detail의 베타 버전은 철저한 검증 과정을 완료한 후 알파 버전으로 전환되어 버전 24.1과 함께 출시될 예정입니다.
모델 설명 및 검증
3D Detail 해석 모델에 대해 자세히 알아보려면 이론적 배경 문서를 참조하십시오:
또한 3D Detail 모델 및 결과에 대한 첫 번째 검증이 다음 문서에 게재되었습니다:
또한 유한 요소 및 ULS 결과 해석과 관련하여 2D 및 3D 모델 모두에 적용되는 Detail 이론적 배경 문서를 참조할 수 있습니다:
당사는 엄격한 검증 과정을 계속 진행하는 동안 사용자가 직접 사용해 볼 수 있도록 이 베타 버전에 대한 조기 접근 권한을 제공합니다. 이 기능은 최신 버전과 유효한 유지보수 계약을 보유한 현재 사용자에게 제공됩니다. 전제 조건을 충족하는 경우, Connection 앱 리본의 베타 Detail 아이콘을 클릭하여 무료 접근을 요청할 수 있으며, 이를 통해 해당 랜딩 페이지로 이동하여 양식을 작성하고 베타 프로그램 참여를 요청하면 3D Detail에 무료로 접근할 수 있습니다.
참고: 3D Detail의 규정 검토는 현재 유로코드(EN)만 지원합니다.