일반 앵커링 형상 및 옵션
강재-콘크리트 연결 모델링 방법
첫 번째 옵션은 모멘트 및 전단 연결, 가새 유무에 따른 기초 옵션을 제공하는 연결 마법사를 사용하여 앵커링을 모델링하는 것입니다.
기초를 모델링하는 두 번째 방법은 Base Plate 작업을 통한 것입니다. 이 방법은 베이스 플레이트가 앵커링된 부재에 수직인 경우를 위해 특별히 설계되었습니다. 이 작업을 사용하면 앵커가 자동으로 생성됩니다. 또한 Editor에서 베이스 플레이트의 형상을 사용자 정의할 수 있으며, 특정 설계 요구 사항에 맞게 둥근 모서리가 있는 베이스 플레이트를 만들거나 앵커용 슬롯 홀을 지정하는 등의 수정이 가능합니다.
베이스 플레이트가 앵커링된 부재에 수직이 아닌 경우, 모델링 과정에서 다른 접근 방식이 필요합니다. 이러한 경우 베이스 플레이트를 모델링하려면 Stiffening plate 작업을, 앵커를 정의하려면 Fastener grid 또는 Contact 작업을 사용해야 합니다. 스티프닝 플레이트는 필요한 각도와 위치에 배치되며, 패스너 그리드는 Anchor 유형으로 조정해야 합니다. 그런 다음 연결된 항목 수를 하나로 변경하고 스티프닝 플레이트를 선택된 항목으로 정의합니다.
연결이 이미 CAD 소프트웨어에서 모델링된 경우, BIM 링크를 사용하여 앵커링 설계를 가져올 수 있습니다.
스티프닝 플레이트를 사용한 일반 앵커링 예시
콘크리트 슬래브에 발코니 난간의 사용자 정의 수직 베이스 플레이트를 설계하는 방법을 배우려면 녹화 영상을 시청하세요.
콘크리트 블록
콘크리트 기초는 직사각형 형상으로 제한되지만, 각 가장자리의 오프셋 값을 사용하여 치수를 조정할 수 있습니다. 단일 값을 입력하면 앵커링된 단면 윤곽 주위에 균일한 오프셋이 생성됩니다. 두 개의 값을 입력하면 두 방향으로 대칭 오프셋이 적용됩니다. 네 개의 값을 제공하면 각 가장자리에 개별적으로 오프셋이 적용되어 비대칭 앵커링을 쉽게 구현할 수 있습니다.
오프셋 매개변수를 사용하면 직사각형 콘크리트 블록, 기초 벨트, 콘크리트 벽, 보, 기둥, 천장 또는 경사 부재를 만들 수 있습니다.
음수(-) 오프셋 값을 입력하여 부분 지지 베이스 플레이트를 만들 수도 있습니다. 예를 들어, 한쪽 가장자리 오프셋에 음수 값을 입력하면 콘크리트 블록 위로 연장된 베이스 플레이트를 만들거나 플랜지의 일부만 접촉하는 콘크리트 블록 위에 놓인 강재 보를 모델링할 수 있습니다.
콘크리트 블록 및 앵커링 구성의 여러 변형 모델링을 시청하세요.
앵커 유형
IDEA StatiCa에서는 다양한 유형의 앵커 볼트를 설계할 수 있습니다. 직선 앵커, 헤디드 앵커(원형 또는 직사각형 와셔 플레이트), 갈고리형 앵커 볼트 중에서 선택할 수 있습니다. 패스너의 길이, 직경 및 재료를 수정할 수 있습니다.
직선 앵커는 자동으로 사후 설치 앵커로 간주되며, 와셔 플레이트 및 갈고리가 있는 앵커는 현장 타설로 간주되어 요구되는 규정 검토가 달라집니다.
Hilti 하드웨어로 앵커를 설계하려면 Checkbot의 Hilti PROFIS 플러그인을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 지원되는 타사 FEA 및 CAD 소프트웨어에서 무료 Checkbot을 통해 Hilti PROFIS Engineering Suite로 데이터를 전송할 수 있습니다. Hilti PROFIS Engineering Suite 플러그인 사용 방법을 알아보세요.
전단력 전달
앵커링된 부재에서 기초 블록으로 전단력을 전달하는 방법에는 마찰, 전단 키, 앵커의 세 가지 옵션이 있습니다. 전단력 전달은 항상 하나의 옵션을 통해서만 이루어지며 조합할 수 없습니다.
기본 옵션은 프로젝트 설정에서 그라우트 유형에 따라 수정할 수 있는 마찰 계수로 표현되는 베이스 플레이트와 그라우트 층 사이의 마찰을 통한 전단력 전달입니다. 계수는 설계 마찰 저항에 영향을 미칩니다.
전단력 전달의 또 다른 옵션은 전단 키를 통한 방법입니다. 이 요소는 베이스 플레이트 하부에 용접된 일반 강재 부재로 구성됩니다. 전단 키는 길이로 정의되며, 강재 매립부는 편심 배치 및 회전이 가능합니다. 전단 키의 규정 검토는 전단 키 강재 저항 및 콘크리트 지압 저항에 의해 수행됩니다.
IDEA StatiCa Connection에서 전단력을 전달하는 또 다른 옵션은 앵커를 통한 방법입니다.
마지막 옵션은 IDEA StatiCa 부재 모듈의 해석에서만 구현된 슬라이딩 힌지(롤러)를 나타내는 슬라이딩입니다. Connection에서만 모델링하는 경우에는 이 옵션을 사용하지 않아야 합니다.
스탠드오프
베이스 플레이트와 기초 블록의 연결을 모델링하는 방법은 3가지가 있습니다. 첫 번째이자 기본 옵션은 두 요소 사이에 공간이 없는 직접 방식입니다. 또 다른 옵션은 두께를 조정할 수 있는 모르타르 줄눈(그라우트) 방식입니다. 이러한 경우 프로젝트 설정에서 베이스 플레이트, 그라우트 및 콘크리트 기초 사이의 실제 마찰 계수를 설정해야 합니다. 기본값은 0.25입니다. 마지막 옵션은 부식을 방지하기 위해 베이스 플레이트와 콘크리트 블록 사이의 직접 접촉을 방지하는 간격입니다.
힘은 유한요소해석을 사용하여 결정됩니다. 스탠드오프가 있는 앵커의 휨 모멘트는 앵커와 베이스 플레이트의 강성비에 따라 달라집니다.
다중 콘크리트 블록 면에 앵커링
IDEA StatiCa Connection은 다중 콘크리트 블록 면에 앵커링을 지원하여 복잡한 베이스 플레이트 구성에 대한 모델링 기능을 크게 확장합니다. 설계자는 이제 단일 콘크리트 블록의 두 평면에 앵커를 정의할 수 있어, 수평면과 수직면 모두에 앵커링된 부재와 같은 실제 연결 상세를 정확하게 표현할 수 있습니다.
이를 통해 스티프닝 플레이트, 수동 절단 또는 다중 블록 시뮬레이션을 포함하는 시간 소모적인 우회 방법의 필요성이 제거되며, 설계 코드 전반에 걸쳐 일관되고 추적 가능한 앵커링 거동이 보장됩니다.
지정된 면에 베이스 플레이트 정의
Base Plate 작업에서 새 블록 생성 또는 기존 블록 선택 중에서 선택할 수 있습니다. 기존 블록의 경우 면을 지정하는 새로운 옵션이 있습니다. 면은 Detail 앱과 동일한 방식으로 번호가 매겨집니다.
Fastener grid 또는 Contact 작업에 대해 새로운 로직이 구현되었습니다. 참조된 플레이트가 콘크리트 블록의 면에 위치하고 작업이 앵커로 설정된 경우, 면이 자동으로 인식되어 지반 모델 생성에 사용됩니다.
기존 블록이 선택되면 앵커 속성(오프셋, 깊이, 전단력 전달, 스탠드오프)이 자동으로 재사용됩니다.
면에 스티프닝 플레이트 배치
스티프닝 플레이트에 대한 새로운 옵션도 있습니다. 이제 원점을 콘크리트의 기존 블록에 정의할 수 있습니다. 선택하면 스티프닝 플레이트가 선택된 콘크리트 블록과 해당 면에 자동으로 배치됩니다. 위치는 면의 중앙입니다.
기본적으로 앵커 검토는 Connection 앱에서 검토되지 않는 베이스 플레이트의 상호작용으로 인해 불합격으로 표시됩니다.
프로젝트 설정에서 이 상태를 변경하고 콘크리트 파괴 저항을 없음으로 수정할 수 있습니다. 이 경우 콘크리트 블록의 인장 및 전단 철근이 모두 가정되며 콘크리트 검토는 수행되지 않습니다.
강재 규정 검토는 유효하게 유지되며, 사용자는 고급 콘크리트 검증을 위해 모델을 Detail로 내보낼 수 있습니다. 소프트웨어는 앵커 강성, 압축 지반 강성 및 하중 경로에 따라 힘을 자동으로 재분배하여 엔지니어가 중요한 하중 전달 조건을 수동으로 조사하고 검증할 수 있도록 합니다.
스티프너
추가 강도를 제공하기 위해 연결된 부재에 스티프너를 추가할 수 있습니다. 이는 스티프너가 단일 플레이트(웨브/플랜지)에 적용되는 경우에 적합한 Rib 작업을 사용하여 달성할 수 있습니다. 또는 Widener 작업을 사용하면 단면의 여러 부분에 스티프너를 할당할 수 있습니다.
앵커 규정 검토
앵커 규정 검토에 대한 자세한 내용은 아래에서 확인할 수 있습니다:
앵커 구성으로 인한 제한 사항으로 인해 IDEA StatiCa Connection 애플리케이션에서 모든 앵커 규정 검토가 수행되지는 않습니다.
콘크리트 블록 규정 검토
콘크리트 블록 규정 검토에 대한 자세한 내용은 아래에서 확인할 수 있습니다:
규정 검토 - 균열 콘크리트 또는 비균열 콘크리트
코드 설정에서 콘크리트 설정을 비균열로 전환할 수 있으며, 이는 앵커 규정 검토의 내력을 증가시킵니다. EN 기준의 경우 이는 매개변수 k5로서의 콘크리트 측면 파열 저항과 매개변수 k1로서의 콘크리트 콘 저항에 영향을 미칩니다. AISC 기준의 경우 콘크리트 파괴 강도와 매개변수 Ψc,N에 영향을 미칩니다. 기본적으로 콘크리트는 균열로 설정되어 있지만 프로젝트 설정에서 비균열로 변경할 수 있습니다.
콘크리트 콘 파괴(인발) 검토 비활성화
콘크리트 벽 가장자리 근처와 같이 세장한 콘크리트 블록에 강재 보 또는 기둥을 앵커링하는 특수한 경우는 주로 콘크리트 콘 인발 평가에서 어려움을 제시합니다. 이러한 시나리오에서는 콘크리트 콘이 불충분하여 대안적인 접근 방식을 사용해야 합니다.
IDEA StatiCa Connection에서 코드 설정의 콘크리트 파괴 저항 검토를 비활성화하고 다음 옵션 중에서 선택할 수 있습니다:
- 모두 - 인장력과 전단력 모두 규정 검토에 고려됩니다.
- 인장 - 인장력만 고려되며, 전단력은 철근이 부담하는 것으로 가정합니다.
- 전단 - 전단력만 고려되며, 인장력은 철근이 부담하는 것으로 가정합니다.
- 없음 - 모든 힘은 철근이 부담하는 것으로 가정합니다.
모두를 제외한 모든 옵션의 경우, 보고서에는 만족스러운 설계를 달성하기 위해 콘크리트 블록의 철근이 부담해야 하는 힘이 명시적으로 지정됩니다.
콘크리트 검토 - 고급 방법
이전 설정에 따라 콘크리트 블록에 대한 검토가 철근 없이는 불만족스러울 수 있습니다. 이러한 경우 추가 분석 및 설계 조정을 위해 전체 앵커링을 상세 애플리케이션으로 내보낼 수 있습니다. 3D 모듈은 보강 철근과 콘크리트 블록 모두의 정밀한 분석을 가능하게 합니다.
앵커링 솔루션으로서의 Detail에 대한 일반적인 정보는 3D Detail out of Beta 문서에서 확인할 수 있습니다.