설명

세 개의 플레이트가 두 가지 구성, 즉 횡방향 용접과 종방향 용접으로 연결됩니다. 강재 등급, 길이 및 용접 목두께는 연구의 변수 매개변수입니다. 접합부는 수직력을 받습니다.

모델은 IDEA StatiCa Connection 애플리케이션에서 작성되었습니다.

그림 1: 횡방향 용접이 있는 용접 겹침 이음의 형상

해석 모델

화재 시 필릿 용접의 단위 길이당 설계 저항력은 다음과 같이 결정해야 합니다:

\[ F_{w,t,Rd}=F_{w,Rd}k_{w,\theta}\frac{\gamma_{M2}}{\gamma_{M,fi}}\]

여기서 \(k_{w,\theta}\) 는 적절한 용접 온도에 대해 EN 1993-1-2, 표 D.1에서 구하며; \(F_{w,Rd}\) 는 EN 1993-1-8, 4.5.3절에서 결정됩니다.

검증

표 1: 횡방향 필릿 용접

그림 2: 횡방향 용접의 온도에 대한 매개변수 연구

그림 3: 횡방향 용접의 강재 등급에 대한 매개변수 연구

그림 4: 횡방향 용접의 용접 길이 목두께에 대한 매개변수 연구

횡방향 필릿 용접의 저항력은 대부분의 경우 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)에서 해석 모델(AM)보다 약간 높습니다(평균 3%). 예외는 350 °C의 온도입니다. 이 온도에서는 용접의 저항력이 화재에 의해 약간만 영향을 받으며, 부분 안전계수 \(\gamma_{M,fi}=1.0\)과 \(\gamma_{M2}=1.25\) 간의 차이가 화재로 인한 감소를 상회합니다. IDEA StatiCa는 화재 시 볼트 또는 용접 저항력이 상온에서의 저항력보다 높아지는 것을 허용하지 않으며, 다음 중 최솟값을 적용합니다:

• 온도에 대한 저감계수 \(k_{\theta}\)를 곱하고 화재 설계 상황에 대한 안전계수 \(\gamma_{M,fi}\)로 나눈 하중 저항력
• 볼트 및 용접에 대한 안전계수 \(\gamma_{M2}\)로 나눈 하중 저항력

표 2: 종방향 필릿 용접

그림 5: 종방향 용접의 온도에 대한 매개변수 연구

그림 6: 종방향 용접의 강재 등급에 대한 매개변수 연구

그림 7: 종방향 용접의 용접 길이 목두께에 대한 매개변수 연구

종방향 필릿 용접의 저항력은 대부분의 경우 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)에서 AM보다 약간 낮습니다(평균 4%). 예외는 횡방향 용접과 동일한 이유로 350 °C의 온도입니다.

벤치마크 예제

입력값

플레이트 2-3: 사용자 정의 I형 단면

• 두께 t_2-3 = 12 mm
• 폭 b_2-3 = 40 mm
• 강재 S355

플레이트 1

• 두께 t₁ = 12 mm
• 폭 b₁ = 50 mm
• 강재 S355
• 모델 유형 N-Vy-Vz

용접, 횡방향 필릿 용접

• 목두께 a_b = 3 mm
• 용접 길이 L_b = 40 mm

온도: 두 부재 모두

• \(\theta=550\,^\circ C\)

출력값

• 인장 설계 저항력 F_Rd = 48 kN

그림 8: 용접 겹침 이음의 벤치마크 예제 

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