강구조 연결 내력 설계 (EN)
1 새 프로젝트
IDEA StatiCa를 실행하고(최신 버전 다운로드) 소스 프로젝트 파일을 다운로드하여 엽니다. 접합부 설계가 완료되었으며, 표준 응력/변형률 해석을 위해 준비되어 있습니다.
참고: 다른 내진 연결 설계는 버전 25.0부터 연결 마법사의 Define Geometry 열에 있는 Seismic 템플릿 세트에서 찾을 수 있습니다.
2 계산 및 검토
리본의 Calculate 버튼을 클릭하여 응력/변형률 해석을 시작합니다. 해석 모델이 자동으로 생성되고 계산이 수행되며, 장면 좌측 상단에서 전체 검토 결과를 확인할 수 있습니다.
응력/변형률 해석 결과, 접합부가 적절하게 설계되어 모든 검토를 통과한 것을 확인할 수 있습니다.
이 결과를 유지하려면 이 프로젝트 항목을 복사합니다.
3 내력 검토
새 프로젝트 항목(CON2)에서 해석 유형을 CD – Capacity design으로 변경합니다.
소산 항목을 선택해야 합니다. 상단 리본의 명령을 사용하거나 장면의 트리에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 추가할 수 있습니다.
소성 힌지가 발생할 것으로 예상되는 부재 또는 플레이트를 소산 항목으로 선택해야 합니다. 재료 초과강도 계수와 변형률 경화 계수가 선택된 항목에 적용됩니다. 이 예제에서는 부재 IPE360을 소산 항목으로 선택하고 스페이스바/엔터 키/마우스 오른쪽 버튼 클릭 또는 체크 아이콘을 사용하여 선택을 확인합니다.
IPE360 부재의 속성에서 다음 매개변수를 조정합니다:
- 모델 유형을 N-Vz-My로 설정합니다. 연결부가 수직면의 휨 모멘트만 저항할 수 있고 보의 약축 방향 휨은 구속되어야 하기 때문입니다. 자세한 내용은 단일 볼트 연결 모델링 방법(모델 유형)을 참조하십시오.
- Forces in 매개변수를 Position으로 전환합니다. 이를 통해 정확한 작용력 위치를 정의할 수 있습니다. 소성 힌지의 위치는 작용력의 위치와 유사합니다: X = 365 mm. 자세한 내용은 올바른 하중 위치 정의 방법(Forces in)을 참조하십시오.
소성 힌지의 올바른 위치를 어떻게 알 수 있을까요? 구조 엔지니어가 발생 위치를 결정해야 합니다. 일반적으로 소성 힌지는 보에서 결정됩니다. 이 예제에서는 마지막 스티프너 면 바로 뒤에서 발생합니다. 애플리케이션(와이어프레임 뷰)에서 위치를 읽는 것이 편리합니다.
다음 단계에서는 하중 효과를 정의해야 합니다. 내진 해석을 위한 하중은 설계 기준에 따라 다르며(재료 초과강도 계수, 변형률 경화 계수), 항복 강도, 단면의 기하학적 특성 등에도 영향을 받습니다.
이 예제의 하중은 다음 절차에 따라 계산되었습니다:
\[M_{\textrm{Ed}} = \gamma_{\textrm{sh}} \cdot f_{\textrm{y,ov}} \cdot W_{\textrm{p}l} = 1.2 \cdot 443.75 \cdot 10^6 \cdot 1.0218 \cdot 10^{-3} = 544.12 \, \textrm{kNm} \]
\( \gamma_{\textrm{sh}} = 1.2 \)
\( f_\textrm{y} = 355 \, \textrm{MPa} \)
\( f_{\textrm{y,ov}} = f_\textrm{y} \cdot \gamma_{\textrm{ov}} = 355 \cdot 1.25 = 443.75\, \textrm{MPa} \)
\( \gamma_{\textrm{ov}} = 1.25 \)
\( W_{\textrm{pl,IPE360}} = 1.0218 \cdot 10^6 \, \textrm{mm}^3 \)
\[ V_{\textrm{Ed}} = \frac{2 \cdot M_{\textrm{Ed}}}{L_{h}} = 2 \cdot \frac{544.12}{7.32} = 148.67 \, \textrm{kN} \]
\(L_{h} = 7.32 \, \textrm{m} \, -\) 보의 소성 힌지 간 거리
계산된 전단력과 휨 모멘트를 새 하중 효과(LE)로 추가합니다.
전단력과 휨 모멘트는 노드에서 멀어지는 방향으로 보의 휨 모멘트가 감소하도록 적절한 부호를 가져야 합니다.
이 LE를 복사하고 작용력의 방향을 변경하여 두 번째 LE가 반대 방향으로 작용하도록 합니다.
이제 Calculate 명령으로 내력 해석을 시작할 수 있습니다.
결과에서 접합부가 규정 검토를 통과하지 못한 것을 확인할 수 있습니다. 설계 변경이 필요합니다.
붕괴를 방지하기 위해 엔드 플레이트 두께를 25 mm로 늘립니다.
기둥의 하중 내력을 높이기 위해 웨브에 더블러 플레이트를 추가합니다(Stiffening plate 제작 작업 추가).
더블러 플레이트는 맞대기 용접으로 기둥 웨브에 용접되며, 플랜지에 대한 용접도 정의해야 합니다.
나머지 네 개의 용접은 기둥 양쪽의 더블러 플레이트를 양쪽 플랜지에 용접하기 위해 추가해야 합니다.
기둥 웨브의 스티프너는 Cut of the plate 제작 작업을 통해 절단하고 더블러 플레이트에 용접해야 합니다.
네 개의 스티프너 모두를 더블러 플레이트에 연결하기 위해 플레이트 절단을 반복합니다.
모든 설계 작업이 완료되었습니다. Check 탭에서 Calculate를 실행합니다. 용접 및 볼트와 같은 모든 구성 요소가 규정 검토를 통과한 것을 확인할 수 있습니다. 소산 항목 플레이트의 소성 변형률은 전체 결과에 영향을 미치지 않습니다.
소성 힌지의 발생은 소성 변형률을 통해 확인할 수 있습니다.
소성 힌지가 예상 위치에 나타났으며, 이 접합부는 내력 설계에서 요구하는 검토를 통과하였습니다.
결과에 대한 더 나은 이해를 위해 이론적 배경을 참조하십시오.
4 보고서
마지막으로 Report를 검토할 수 있습니다. IDEA StatiCa는 인쇄하거나 편집 가능한 형식으로 저장할 수 있는 완전히 사용자 정의 가능한 보고서를 제공합니다.
유로코드(EN)에 따라 구조용 강재 접합부의 내력 설계 검토를 수행하였습니다.