강재 부재의 내화 설계 해석 (EN)

1 새 프로젝트

IDEA StatiCa를 실행하고 (최신 버전 다운로드) Member 애플리케이션을 선택합니다.

다음 그림과 같이 시작 템플릿을 선택하여 새 프로젝트를 생성합니다. 이름을 입력하고, 강재 등급 S355, 설계 기준 Eurocode를 선택하고, Fire Design 체크박스를 선택한 후 Create project를 클릭합니다.

프로젝트를 생성한 후 부재 모델 수정을 시작할 수 있습니다.

기존 프로젝트에서 Fire design을 계산하려면, 상단 리본의 Project 버튼을 클릭하고 정보 창에서 Fire design 체크박스를 선택하여 이 기능을 활성화합니다. 

2 화재 노출

다음으로, Fire Exposure를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 후 Add fire exposure를 클릭합니다. 

이후 Fire exposure에서 온도 계산 방법을 선택할 수 있습니다. EN 1993-1-2 – Cl. 4.2.5에 따라 계산하거나 전체 모델에 대해 온도를 수동으로 입력할 수 있습니다.

이 튜토리얼에서는 Calculated 옵션을 사용하며, 이에 따라 내화 등급 등 계산에 필요한 매개변수를 설정합니다. 

또한 하중 특성을 설정하고 Check type을 Fire Resistance로 변경해야 합니다. 

3 내화 설계 설정

이후 계산을 위한 나머지 설정을 입력합니다. Project Settings로 이동합니다. 

Fire 유형을 클릭하고 Fire curve를 선택합니다. 여기서 내화 등급, 화재 곡선 유형 등을 선택할 수 있습니다. 

이 예제에서는 다음 이미지에 따라 매개변수를 선택합니다.

다음 설정은 Material degradation으로, 강재 플레이트, 볼트 및 용접부의 재료 열화를 규정에 따라 선택할 수 있습니다. 

별도로 설정할 사항은 없으며, 모든 항목은 프로젝트 규정에 따라 기본값으로 사전 설정되어 있습니다.

다음은 Fire protection으로, 내화 피복 사용 여부를 선택할 수 있습니다. 또한 피복 유형, 내화 피복 두께 등의 매개변수를 설정합니다.

이 예제에서는 다음 그림에 따라 매개변수를 선택합니다.

4 계산 결과

이제 필요한 모든 매개변수를 설정하였으므로 계산을 시작할 수 있습니다.

결과가 표시되며 구성 요소의 계산된 Temperature를 확인할 수 있습니다. 온도에 따라 재료의 저감 계수가 적용되며, 이에 대한 자세한 내용은 여기에서 확인할 수 있습니다.

이후 LBA 해석을 선택하고 계산을 실행합니다.

LBA 계산 결과가 표시됩니다. 

다음 이미지에 따라 초기 불완전 항목을 입력하고 GMNIA 계산을 실행합니다.

여기서 GMNIA 계산의 최종 결과를 확인할 수 있습니다. 계산된 온도와 설정된 초기 불완전을 반영하여 저감된 재료 특성으로 계산된 응력 및 변형률이 만족스러운 결과를 보입니다. 이는 해당 조건에서 설계가 안전함을 의미합니다. 

5 보고서 

마지막으로 Report 탭으로 이동합니다. IDEA StatiCa는 인쇄하거나 편집 가능한 형식으로 저장할 수 있는 완전히 사용자 정의 가능한 보고서를 제공합니다.

Eurocode (EN)에 따라 화재 노출을 받는 강재 부재를 설계하고 규정 검토를 완료하였습니다.