강구조 접합부 해석 모델

CBFEM(구성요소 기반 유한요소법) 방법은 다양한 형상과 구성을 가진 접합부를 신속하게 해석할 수 있게 해줍니다. 모델은 하중이 적용되는 부재와 부재를 서로 연결하는 역할을 하는 제작 작업(스티프너 부재 포함)으로 구성됩니다. 부재의 절단 단부는 강체 링크를 통해 연결 노드에 연결되므로, 제작 작업(스티프너 부재) 대신 사용할 경우 적절하게 변형되지 않기 때문에 부재와 제작 작업을 혼동해서는 안 됩니다.

해석되는 유한요소법 모델은 자동으로 생성됩니다. 설계자는 유한요소법 모델을 직접 작성하는 것이 아니라, 제작 작업을 통해 접합부를 구성합니다 – 그림 참조.

접합부 구성에 사용할 수 있는 제작 작업/항목

각 제작 작업은 연결에 새로운 항목(절단, 플레이트, 볼트, 용접)을 추가합니다.

지지 부재 및 지점

접합부의 부재 중 하나는 항상 "지지" 부재로 설정됩니다. 나머지 모든 부재는 "연결된" 부재입니다. 지지 부재는 설계자가 선택할 수 있습니다. 지지 부재는 접합부에서 "연속" 또는 "단부" 형태일 수 있습니다. "단부" 부재는 한쪽 끝에서 지지되고, "연속" 부재는 양쪽 끝에서 지지됩니다.

연결된 부재는 부재가 받을 수 있는 하중에 따라 여러 유형으로 구분됩니다:

• N-Vy-Vz-Mx-My-Mz 유형 – 부재가 6개의 내력 성분을 모두 전달할 수 있음
• N-Vy-Mz 유형 – 부재가 XY 평면의 하중만 전달할 수 있음 – 내력 N, V_y, M_z
• N-Vz-My 유형 – 부재가 XZ 평면의 하중만 전달할 수 있음 – 내력 N, V_z, M_y
• N-Vy-Vz 유형 – 부재가 축력 N과 전단력 V_y 및 V_z만 전달할 수 있음

플레이트 간 연결은 내력의 모든 성분을 전달함

핀 플레이트 연결은 XZ 평면의 하중만 전달할 수 있음 – 내력 N, V_z, M_y

거셋 연결 – 트러스 부재의 연결은 축력 N과 전단력 Vy 및 Vz만 전달할 수 있음

골조 구조물 해석 시 각 접합부는 평형 상태에 있습니다. 개별 부재의 단부 힘을 상세 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법) 모델에 적용하면 평형 상태도 만족됩니다. 따라서 해석 모델에서 지점을 별도로 정의할 필요는 없습니다. 그러나 실용적인 이유로, 모든 이동을 구속하는 지점이 지지 부재의 첫 번째 단부에 정의됩니다. 이는 접합부의 응력 상태나 내력에는 영향을 미치지 않으며, 변형의 표현에만 영향을 줍니다.

불안정 메커니즘의 발생을 방지하기 위해 개별 부재의 유형을 고려한 적절한 지점 유형이 연결된 부재의 단부에 정의됩니다.

각 부재의 기본 길이는 부재 높이의 2배입니다. 부재의 길이는 마지막 제작 작업(용접, 개구부, 스티프너 등) 이후 부재 높이의 최소 1배 이상이어야 합니다. 이는 부재의 절단 단부를 연결 노드에 연결하는 강체 링크 이후의 올바른 변형을 위해 필요합니다.