세장 기둥의 설계 및 검토
세장 기둥이 양방향 압축 및 휨을 받을 때 설계 기준은 무엇을 규정하고 있습니까? 엔지니어는 이러한 기둥을 어떻게 안전하게 설계하고 검토해야 합니까? 2차 효과를 크게 반영하여 보수적인 설계로 이어질 수 있는 간략화된 방법을 사용할 수 있습니다. 또는 비선형 해석에 기반한 일반적인 방법이라는 보다 정확한 접근 방식을 선택할 수도 있습니다. 그러나 일반적인 방법에 대한 작업 흐름은 설계 기준에 기술되어 있지 않습니다. 설계 기준은 엔지니어가 스스로 해결할 것을 기대합니다.
이제 IDEA StatiCa에서 기하학적 및 재료 비선형 해석을 모두 사용하는 보다 고급 방법을 통해 세장 기둥을 해석할 수 있습니다. 새로운 해석 유형을 통해 극한 및 사용성 한계 상태에 대해 축력과 휨 모멘트를 받는 부재의 설계 및 규정 검토가 가능합니다. 검토는 EN 1992-1-1 기준에서 정한 한계값과 응력 및 변형률을 비교하여 수행됩니다.
세장 기둥의 설계 및 검토를 보다 이해하기 쉽고 효율적으로 수행하기 위해 간단한 4단계 작업 흐름을 따르십시오:
- 경계 조건 및 철근을 포함한 구조의 기하학적 형상 생성
- 해석 대상 부재 및 관련 부재에 하중 효과 적용
- 비선형 해석 및 평가
- 모든 중요한 그림, 결과 및 검토를 포함한 보고서
four-step workflow-GMNA
해석 유형
구조의 기하학적 형상은 부재, 경계 조건 및 결과로 구성됩니다. 이는 Member 애플리케이션에서 생성하거나 3rd 파티 소프트웨어(Robot Structural Analysis, SAP200, RFEM 등)에서 가져올 수 있습니다. 그 후, 부재에 철근을 추가하고 구조 해석에서 얻은 결과를 사용하여 해석을 시작합니다. 선형 해석이 충분하지 않은 세장 기둥의 경우, GMNA 버튼에서 사용할 수 있는 비선형 해석을 사용하십시오.
GMNA 자체는 세 가지 해석 유형으로 구성됩니다:
- 재료 비선형 해석 (MNA)
- 선형 좌굴 해석 (LBA)
- 불완전성을 고려한 기하학적 및 재료 비선형 해석 (GMNIA)
이러한 해석들은 무엇을 위한 것입니까? 엔지니어는 이를 어떻게 활용해야 합니까?
재료 비선형 해석 (MNA)
리본의 버튼이 제안하는 순서대로 진행할 수 있습니다. 먼저 재료 비선형 해석(MNA)이 수행됩니다. 해석 대상 부재는 자동으로 여러 단면으로 분할되며, 각 콘크리트 섬유 및 철근에 대해 응력과 변형률이 평가됩니다. 그런 다음, 산출된 값을 설계 기준에서 정의한 한계값과 비교하여 검토합니다.
선형 좌굴 해석 (LBA)
재료 비선형성만을 고려하는 것으로 충분하지 않고 기하학적 비선형성도 고려해야 하는 경우, 선형 좌굴 해석(LBA)을 사용할 때입니다. 이 해석의 출력값은 해석 대상 부재의 고유 모드와 임계 하중입니다. 이 해석은 엔지니어가 작용 하중을 받는 구조의 이론적 안정성 상실을 판단하는 데 도움을 줍니다. 초기 불완전성이 존재하기 때문에 구조의 이론적 좌굴 형상만을 고려하는 것은 안전하지 않습니다. 따라서 결과 테이블에서 각 고유 모드에 대한 불완전성 진폭을 정의할 수 있습니다. 불완전성은 엔지니어가 경험 또는 설계 기준의 권고에 따라 정의해야 합니다.
불완전성을 고려한 기하학적 및 재료 비선형 해석 (GMNIA)
불완전성이 정의되면 부재에 자동으로 비례적으로 적용되며, 마지막 해석 유형인 불완전성을 고려한 기하학적 및 재료 비선형 해석(GMNIA)을 수행할 수 있습니다. 첫 번째 해석(MNA)과 유사하게, 부재는 단면으로 분할되며 각 콘크리트 섬유 및 철근에 대한 응력과 변형률이 불완전성을 포함한 좌굴 형상에서 비롯된 재료 및 기하학적 비선형성을 고려하여 평가됩니다.
Member 애플리케이션의 사용자 인터페이스 팁
모든 해석 출력값은 검토 탭에서 확인할 수 있으며, 리본은 여러 새로운 버튼으로 재구성 및 확장되었습니다. 그래픽 결과 해석은 메인 3D 장면에 표시됩니다. 동시에, 계산된 값과 검토 결과는 결과 테이블에 나열되며, 2D 장면에서 해당 상세 또는 단면 결과와 함께 표시됩니다.
사용자는 전체 또는 상세(단면) 결과를 표시할 수 있습니다. 전체 규정 검토는 프로젝트에서 사용 가능한 모든 결과의 요약을 보여줍니다. 사용자는 구조가 특정 규정 검토를 만족하는지 여부를 즉시 확인할 수 있습니다.
사용자가 3D 장면에서 특정 단면을 선택하면 해당 결과가 결과 테이블에서 강조 표시되고, 선택된 단면의 상세 보기가 2D 장면에 표시됩니다. 계산된 응력, 변형률 및 검토 결과는 각 탭의 콘크리트 및 철근 부분에 대해 각 단면별로 확인할 수 있습니다.
콘크리트용 Member에서의 세장 기둥 설계 및 검토는 IDEA StatiCa의 Concrete Expert, Concrete Enhanced, Prestressing Expert 및 Prestressing Enhanced 에디션에서 사용 가능합니다.