튜토리얼

베이스 플레이트와 콘크리트 기둥 통합 설계 (ACI)

Concrete

Steel

Connection

CBFEM

CSFM

Detail 3D

ACI (USA)

Anchoring

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영어에서 AI로 번역됨

IDEA StatiCa Connection과 Detail을 연결하는 BIM 링크의 강력한 기능을 통해 ACI 318에 따른 철근 콘크리트 블록의 손쉬운 설계 및 규정 검토를 경험해 보세요. 이 튜토리얼에는 다양한 모델링 팁과 요령이 포함되어 있습니다.

1 새 프로젝트

IDEA StatiCa Connection을 실행합니다. 모든 작업은 Steel 카드에서 시작됩니다.

앵커링 토폴로지에 대한 기본 설정을 유지하고 앱으로 진입합니다.

2 설계

조정을 시작하기 전에 파라메트릭 템플릿을 "분해(Explode)"해야 합니다. 새로운 파라메트릭 템플릿은 몇 가지 매개변수 변경만으로 간단한 연결을 빠르게 편집할 수 있는 방법을 제공합니다. 그러나 전체 사용자 지정 옵션을 보려면 파라메트릭 템플릿을 분해하여 제작 작업에 접근하십시오.

방금 열린 템플릿 연결의 기둥 단면 크기를 조정하는 것부터 시작합니다. 새 단면은 W12x45입니다.

아래와 같이 하중을 받는 콘크리트 블록의 최종 토폴로지를 구현하기 위해 베이스 플레이트 작업을 수정합니다.

Detail 3D를 사용하면 앵커, 전단 키 및 마찰을 통해서도 전단력을 전달할 수 있습니다.

아래와 같이 두 하중 케이스에 대한 내력을 입력합니다. 내력은 지반과 콘크리트 블록 사이의 접촉면에 압축 응력을 유발합니다. 기본적으로 콘크리트 블록은 균열이 발생한 것으로 가정합니다.

3 검토

카드로 이동하여 검토하고 계산합니다. 규정 검토를 통해 앵커의 파괴 모드를 확인합니다. 이를 더 자세히 살펴보겠습니다.

ACI 318 Section 17.4에 따른 인장 및 전단력에 대한 잠재적 파괴를 살펴보겠습니다.

앵커의 상세 검토를 검토하십시오. 첫 번째 페이지에서 부적합 사항이 나타납니다. 이를 통해 수행된 규정 검토와 정확히 무엇이 실패하고 있는지 파악할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위한 필요한 조치를 취하는 것을 권장합니다.

실패한 앵커 검토 분석:

문제는 앵커의 콘크리트 파괴 저항력으로 인해 발생합니다.
이 문제는 3D CSFM(적합 응력장 방법) 방법을 기반으로 하는 IDEA StatiCa Detail에서 쉽게 해결할 수 있습니다. 이는 IDEA StatiCa Connection에서 무근 콘크리트 균열 블록 모델을 극복하는 데 도움이 됩니다.

4 내보내기

자체 개발한 애플리케이션인 IDEA StatiCa Connection은 이제 강력한 Detail로의 BIM 링크를 제공하여 다양한 조합으로 철근 콘크리트 블록의 설계 및 검토가 가능합니다.

내보내기 전제 조건:

모델은 사전 계산되어 있어야 하며 결과가 포함되어 있어야 합니다

Check -> RC check -> Save 카드로 이동합니다.

내보내기는 앵커링 토폴로지에 대해서만 허용됩니다. 내보내기를 통해 다음을 전달할 수 있습니다:

콘크리트 블록
앵커
베이스 플레이트
하중

Connection의 해당 설정에 따라 설정되는 추가 정보 및 매개변수:

전단력 전달 (앵커, 전단 키 및 마찰을 통해)
재료
앵커링 유형: 사후 설치 (접착식) / 현장 타설
단부 앵커링 유형: 와셔/직선/굽힘/갈고리/루프
마찰 계수

5 설계

이 섹션에서는 부재, 지지 조건, 하중 및 조합, 철근 조립을 수정할 수 있습니다.

지지 조건

지반은 일정한 강성을 가지고 있으며, 정밀한 설계를 위해 이를 고려해야 합니다. 면 지지(Surface Support)는 세 방향 모두에서 강성을 활성화하며 기본적으로 인장에서 비활성 상태로 설정됩니다(경계 비선형성).

경계 조건에 대한 가정을 할 때 주의하십시오. 비선형성의 경우, 모멘트가 매우 크면 분석 중 콘크리트 블록의 인장 지지가 전도될 수 있으며, 이로 인해 큰 회전이 발생할 수 있습니다. 이는 유연한 물체 운동으로 인해 발산 모델로 이어질 수 있습니다.

우리 모델은 철근이 패드 기초까지 연장된 기둥이므로, Z 방향에 대한 압축 전용 지지 옵션을 선택 해제합니다. 이를 통해 연속 철근이 기초와 연결될 수 있습니다.

전달 장치

앵커는 IDEA StatiCa Connection에서 가져옵니다. 두 가지 유형의 앵커를 선택할 수 있습니다.

현장 타설 앵커:

철근과 동일한 부착 특성을 가진 사전 설치 앵커

사후 설치 (접착식) 앵커:

실제 부착 강도를 기반으로 부착 강도를 사용자 지정할 수 있는 사후 설치 (접착식/화학 앵커)

강재 철근 모델링

콘크리트 피복을 2인치로 설정하며, 이는 철근의 기본값으로 사용됩니다.

철근을 추가하여 기둥 보강을 시작합니다. Rebar-Assembly(1)-->Group of the bars 3D(2)를 선택하고 매개변수를 입력합니다.

이제 나머지 철근을 추가해야 합니다. 작업을 복사하고 아래와 같이 빨간색 원으로 표시된 매개변수를 변경합니다.

초기 띠철근을 추가하려면 새 철근 그룹을 추가합니다. 다음 단계에서 매개변수에 필요한 입력값을 제공합니다.

작업을 복사하고 형상 정의만 변경하여 기둥에 나머지 후프를 추가합니다.

마지막 단계는 기둥에 전단 철근을 추가하는 것입니다. 이 모델에서는 두 방향 모두에 전단 철근을 추가합니다.

하중 및 조합

조합은 IDEA StatiCa Connection에서 가져옵니다. 가져오기 세부 사항에 대해 자세히 알아보려면 링크를 참조하십시오 - Connection에서 Detail로 앵커링 가져오기.

하중 케이스 자중(Self-weight)을 만듭니다.

6 검토

해석을 실행하기 전에 계산 속도를 높이기 위해 메시 배율을 2 또는 3으로 변경하는 것을 강력히 권장합니다. 이 단계는 필수는 아니지만 계산 시간을 줄이고 발산 문제를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 모든 것이 원활하게 작동하고 문제가 발생하지 않으면 배율을 1로 다시 전환할 수 있습니다.

결과

등가 주 응력

콘크리트의 등가 주 응력(EPS)은 콘크리트 블록의 체적 거동을 기반으로 결정됩니다. 가장 높은 하중을 받는 영역이 식별되고 강조 표시됩니다. 등가 주 응력에 대한 자세한 정보는 이론적 배경의 이 문서에 포함되어 있습니다.

철근의 응력

철근 검토 중 각 철근에 대한 응력을 확인할 수 있습니다. 결과 순서를 변경하여 가장 높은 응력을 받는 철근을 볼 수도 있습니다. 재정렬된 결과에서 어떤 앵커와 철근이 가장 많이 활용되고 있는지 더 빠르게 파악할 수 있습니다.

철근의 이용률을 표시할 때, 사용자는 어떤 철근이 하중 전달 및 콘크리트 콘 파괴 방지에 기여하는지 명확하게 확인할 수 있습니다.

정착

정착 설정을 다시 확인하고 앵커의 총 힘을 활성화합니다. 콘크리트 블록에 대한 계산 방법의 차이로 인해 앵커의 힘이 약간 다를 수 있습니다. 그러나 그 차이는 크지 않습니다.

변형

보조(Auxiliary)로 이동하여 변형(Deformation)을 활성화합니다.

변형 검토를 수행하는 것이 필수는 아니지만, 모델이 큰 변형, 큰 회전 또는 손상된 유한요소를 경험하지 않는지 확인하기 위해 해석 후 변형을 검토하는 것을 강력히 권장합니다. 이를 통해 해석 결과의 개요를 파악하고 해석 중 발생할 수 있는 문제를 식별하는 데 도움이 됩니다.