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하중 극값 계산

21. 02. 2023

Steel

Connection

Load effects

Overall check

v23.0

Checkbot

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영어에서 AI로 번역됨

현대의 전체 해석 솔루션은 버튼 하나로 자동 조합을 생성할 수 있습니다. 이로 인해 수백 개의 조합이 도입될 수 있습니다. 이러한 상황의 결과로 많은 엔지니어들이 포락 하중 효과에 의존하고 있는데, 이는 올바른 방법이 아닙니다. 계산 시간을 절약하기 위해, 해석에 사용되는 전체 조합 수를 가장 불리한 모델 응답에 해당하는 조합을 포함할 가능성이 있는 핵심 부분 집합으로 줄이는 것이 합리적입니다.

소개

연결부 설계자들이 모든 조합에서 극단적인 힘과 모멘트 성분을 선택하여 동시에 적용함으로써 연결부 설계를 수행하는 것이 일반적인 관행이었습니다. 이 접근 방식은 단순한 경우에는 효과적일 수 있지만, 연결부가 약간 더 복잡해지면 설계자는 연결부를 과다 설계하거나 과소 설계할 위험에 처하게 됩니다.

이러한 문제를 방지하는 유일한 방법은 사용 가능한 모든 조합에 대해 연결부를 설계하는 것입니다. 이는 현재 Checkbot에서 쉽게 사용할 수 있는 도구를 사용하거나, XLS 가져오기 옵션을 사용하여 XLS 워크시트에서 하중 효과를 가져오는 방식으로 간단하게 수행할 수 있습니다.

그러나 이러한 방법들은 새로운 문제를 야기합니다. 전체 해석에서 국부 연결 모델로의 하중 전달 문제는 해결되었지만, 수백 개의 조합에 대한 계산은 해석 시간을 크게 증가시킵니다.

설계 프로세스를 가속화하기 위해, 조합의 수를 잠재적으로 중요한 조합을 포함하는 부분 집합으로 줄이는 것이 합리적입니다. 그러나 선택 과정에 적용할 수 있는 엄격한 수학적 규칙이 없기 때문에 중요한 조합을 미리 선택하는 것은 간단한 작업이 아닙니다. 따라서 제안된 워크플로우는 설계 프로세스를 시작하기 위해 초기 조합 수를 줄이고, 해당 조합에 대해 연결부를 검토 및 수정한 후, 모든 검토가 만족되면 전체 조합 세트에 대해 계산을 실행하는 것입니다.

선택 기준

IDEA StatiCa에서는 조사 중인 노드에 연결되는 각 부재에 적용되는 다음 기준에 따라 연결부 설계에 적용할 조합 부분 집합을 선택할 수 있습니다:

부재당 6개의 내력/모멘트 성분 중 어느 하나에 대해 극단적인 힘/모멘트 성분을 포함하는 조합 (n개의 부재에 대해 최대 12∙n개의 조합을 얻을 수 있음).
최대 전단 합력을 포함하는 조합 (최대 n개의 조합)
최대 모멘트 합력을 포함하는 조합 (최대 n개의 조합)
극단적인 내부 축력을 포함하는 조합 (아래 참조 – 최대 2∙n개의 조합)
극단적인 내부 전단력을 포함하는 조합 (아래 참조 – 최대 n개의 조합)
극단적인 내부 합력을 포함하는 조합 (아래 참조 – 최대 n개의 조합)
에서 도출된 단면 경계 박스의 모서리에서 극단적인 수직 응력을 포함하는 조합 (최대 2∙n개의 조합)

결과적으로, 조합 부분 집합은 최대 20∙n개의 조합을 포함할 수 있으며, 여기서 n은 수렴하는 부재의 수입니다.

고려해야 할 몇 가지 사항은 다음과 같습니다:

단일 조합이 위의 기준 중 하나 이상을 충족할 수 있으며, 이로 인해 예상보다 적은 수의 조합이 선택될 수 있습니다.
위의 (4), (5), (6) 항목과 관련하여: 내부 위치에서 극단적인 축력을 나타내는 조합(예: 내부에 위치한 앵커 볼트의 인장)이 보고된 사례가 있습니다. 이러한 경우를 포착하기 위해, 아래 이미지에서 TL, TR, BL, BR로 표시된 내부 위치에서의 축력, 전단력 및 합력이 계산됩니다:

극값 선택 및 해석 수행

해석할 극값을 선택하려면 하중 효과에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 하중 극값 계산 옵션을 선택하십시오.

이렇게 하면 목록에서 관련 없는(극값이 아닌) 하중 효과가 선택 해제됩니다. 선택된 각 극단 하중 효과의 이유는 표 아래의 설명에 표시됩니다.

극값의 XLS 가져오기

Excel 시트에서 하중값을 가져올 때도 극값 선택을 사용할 수 있습니다. 극값만 가져오기 체크박스를 선택하십시오. 몇 개의 하중 효과가 극값으로 간주되는지 즉시 표시됩니다.

극단 하중 효과가 가져와지고 나머지는 무시됩니다.

허용 오차 설정

관련 없는(작은) 극값을 무시하기 위해 내력의 각 성분에 대한 한계/허용 오차를 설정할 수 있습니다. 설정된 한계보다 낮은 힘 값(절댓값)은 극값 평가에 고려되지 않습니다.

이 값을 더 높은 값으로 변경하면 경고와 함께 주어진 하중 효과를 선택한 이유가 표시됩니다.

사용자 정의 값을 템플릿으로 저장하고, 다른 프로젝트에서 불러오거나 기본 템플릿으로 설정하여 사용할 수 있습니다.

이 기능은 22.1.3 패치에서 출시되었으며 23.0.1에서 업데이트되었습니다.

Checkbot(BIM 링크)을 통한 극단 하중 선택

BIM 링크(IDEA StatiCa Checkbot)를 사용하는 경우 하중 극값을 필터링하는 또 다른 방법이 있습니다. Checkbot에서 하중 구성기를 열고 가운데 열의 검토를 위한 결과 클래스로 이동하십시오. 원하는 결과 클래스를 선택하고 오른쪽 필드에서 하중 필터링 여부를 지정하십시오. 중요 효과 평가* 체크박스가 선택되면 힘 극값이 필터링됩니다. (하중 구성기 창을 닫은 후 하중 업데이트를 호출해야 합니다.)

필터링 알고리즘은 위에서 언급한 절차와 다릅니다. 자세한 내용은 BIM 링크를 통해 가져온 하중에 대한 중요 효과 평가 문서를 참조하십시오.