Beam 및 RCS의 제한된 상호작용 검토

먼저, 이 기능이 검토에 어떤 영향을 미치는지 정확히 살펴보겠습니다. 이름에서 알 수 있듯이, 이것은 상호작용 검토의 수정 기능입니다. 검토 자체에 대한 자세한 내용은 다음 링크에서 확인할 수 있습니다.

• 상호작용

링크된 문서에서 이 검토가 전단력, 비틀림 및 휨 사이의 상호작용을 다룬다는 것을 알 수 있습니다. 제한된 상호작용 검토 기능은 전단력으로 인한 종방향 힘 ΔF_td,s 의 사용 방식에 영향을 미치며, 이 힘은 비틀림으로 인한 종방향 힘 ΔF_td,t 에 더해져 상호작용 검토에서 휨과 조합됩니다.

다음 문서에서는 상호작용 평가를 위해 전단력으로 인한 종방향 힘 ΔF_td,s가 단면에 어떻게 적용되는지 확인할 수 있습니다.

• RCS의 상호작용 규정 검토 개선 사항

요약하면: 종방향 전단력 ΔF_td,s 가 계산됩니다.

\[\Delta F_{td,s} = V_{ed}(cot \theta -cot \alpha ) \] 

그런 다음 전단 저항 단면의 무게 중심에 적용되거나, 전단 저항 단면을 결정할 수 없는 경우 전체 단면의 무게 중심에 적용됩니다. 다음으로 종방향 비틀림 힘이 결정되고, 상호작용 검토에서 N+M_y+M_z+ΔF_td,s+ΔF_td,t의 조합에 대해 단면이 평가됩니다.

이제 이 기능이 무엇을 할 수 있는지 살펴보겠습니다. 제한된 상호작용 검토 체크박스가 선택되면, 특정 조건 하에서 전단력으로 인한 종방향 힘이 상호작용 검토에서 고려되지 않습니다. 따라서 먼저 RCS 애플리케이션에서, 그 다음 Beam 애플리케이션에서 이 제외가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

RCS 애플리케이션의 제한된 상호작용 검토

다음 내용은 RCS 애플리케이션을 독립 실행형으로 사용하는 예시를 참조합니다. 이 기능은 설계 부재 섹션에서 찾을 수 있습니다.

이 기능이 활성화되면, 전단력으로 인한 종방향 힘 ΔF_td,s 는 프로젝트의 어떤 단면이나 극값에도 적용되지 않습니다. 또한 어떤 ULS 조합에 유효할지 정의하는 것도 필요합니다.

Beam 애플리케이션의 제한된 상호작용 검토

Beam 애플리케이션에서는 콘크리트 설계 1D – 데이터에서 이 기능을 찾을 수 있습니다. 

활성화되면, 지점으로부터 거리 d(단면의 유효 깊이)에 해당하는 영역이 보에 정의되며, 이 영역에서 전단력으로 인한 종방향 힘 ΔF_td,s 가 제외됩니다. 

즉, 이 영역에 검토 위치를 정의하고 상단 리본의 상세 버튼을 사용하여 RCS 애플리케이션에서 규정 검토를 확인하면, 해당 단면에 대해 ΔF_td,s 값이 0으로 표시됩니다. 외부 단면은 ΔF_td,s 힘을 포함하여 검토됩니다.

다음 그림에서 단면 1, 2, 5는 ΔF_td,s가 제외된 상태로 검토됩니다.

이 그림은 검토 위치가 직접 정의된 단계별 보(시공 단계 포함)의 예시를 보여줍니다. 단일 철근 단면을 나타내는 소위 철근 구역이 정의되고 설계를 위한 극값이 자동으로 탐색되는 철근 콘크리트 보의 경우, 지점 근처의 이러한 철근 구역은 하위 구역(지점으로부터 길이 d)으로 분할됩니다. 그런 다음 하위 구역에 대해 극값이 별도로 탐색되어 더 많은 수의 극값이 생성됩니다.

하나의 철근 구역만 정의한 단순 보의 예시로 이를 설명하겠습니다. 

제한된 상호작용 검토가 꺼져 있는 경우(기본 설정), 모든 내력에 대한 극값이 이 하나의 구역에서 탐색되며, 단면은 모든 극값에 대해 ΔF_td,s 힘을 포함하여 평가됩니다.

제한된 상호작용 검토가 활성화되면, 구역은 극값이 독립적으로 탐색되는 세 개의 하위 구역으로 분할됩니다. RCS의 상세 결과에서 가장 바깥쪽 하위 구역에 해당하는 극값에 대해서는 ΔF_td,s가 제외되고, 중간 하위 구역의 극값에 대해서는 ΔF_td,s가 상호작용 검토에 포함되는 것을 확인할 수 있습니다. 

유로코드와의 연관성

EN 1992-1-1의 조항 6.2.3 (7)은 인장 웨브의 종방향 철근에 종방향 인장력을 포함해야 할 필요성을 명시하며, M_Ed,max/z 값을 초과하지 않아야 한다는 단서를 달고 있습니다. 반면 Beam 애플리케이션은 첫 번째 스트럿 이후 보의 스트럿-타이 모델에 이 힘이 존재한다고 가정합니다. 첫 번째 스트럿의 각도가 45°라고 가정하면, 첫 번째 스트럿은 앞서 언급한 거리 d에서 끝납니다. 조건 (M_Ed/z) + ΔF_td ≤ M_Ed,max/z는 직접적으로 제어되지 않으며, 지점으로부터 d보다 약간 큰 거리에서 규정에서 요구하는 것보다 더 큰 전단력으로 인한 종방향 힘이 적용될 수 있습니다.