프리스트레스트 콘크리트 새들 빔의 구조 설계 (EN)

1 새 프로젝트

IDEA StatiCa를 실행하고 Beam 애플리케이션을 선택합니다.

New를 클릭하여 새 프로젝트를 생성합니다. 입력 속도를 높이기 위해 Wizard 창이 열립니다. Pre-fabricated 콘크리트 빔, Pre-stressed 유형, Single span beam을 순서대로 선택합니다. 새들 빔은 올바른 헌치를 만들기 위해 Bottom surface에 정렬됩니다. Next를 클릭하여 계속합니다.

다음 페이지에서 빔의 길이를 16m로 설정합니다.

이제 설계 기준, 국가 부속서, 단면 및 하중을 설정해야 합니다. 이 기본 예제에서는 고급 단면에서 헌치가 있는 I형 단면을 선택하고 다음과 같이 치수를 변경합니다.

변동 하중을 입력한 후 다음 페이지로 계속 진행합니다.

다음 페이지에서 빔의 시공 단계 타임라인을 정의해야 합니다. 다음 그림과 같이 날짜와 캔틸레버를 설정합니다. 캔틸레버 길이는 최종 지지 단계까지 각 시공 단계마다 달라진다는 점에 유의하십시오. POST에 체크박스가 있는 경우 해제합니다. 이 예제에서는 후장 긴장 케이블과의 조합을 사용하지 않습니다. 모든 설정이 완료되면 Finish를 클릭합니다.

다음 모델이 화면에 나타납니다.

2 설계

새들 빔을 구현하기 위해 형상을 약간 수정합니다. Members 탭으로 이동하여 헌치 유형을 Symmetrical로 변경하고 길이를 조정합니다. 완료되면 이전에 정의한 높이만 수정하는 새 단면을 추가합니다. 이 모든 단계를 완료하면 그림과 동일한 형상을 확인할 수 있습니다.

다음 단계에서 텐던을 입력합니다. 텐던을 추가하려면 리본에서 Tendon design을 클릭합니다.

새 창이 열리면 Tendon layout 탭으로 전환합니다. 텐던 형상을 입력할 빔의 X-Y 및 X-Z 평면을 확인할 수 있습니다. 첫 번째 행의 Pretensioned 인라인 텐던부터 시작합니다.

초기 응력은 애플리케이션에서 권장하는 최대값으로 유지하고 형상 수정으로 바로 넘어갑니다. Pretensioned group 탭으로 전환하고 다음과 같이 속성을 조정합니다:

두 번째 행의 입력 속도를 높이기 위해 복사 기능을 사용합니다(이 기능은 "on edge" 정의가 아닌 "in line" 정의에서만 작동합니다). Copy 버튼을 클릭하고 Offset Z 값을 설정합니다.

블랭킷 길이는 형상과 함께 복사되지 않으므로 제거할 필요가 없습니다. 단면에서 모든 텐던을 확인하려면 리본에서 뷰를 전환할 수 있습니다. 배치에 만족하면 Beam 애플리케이션으로 돌아가기 위해 Exit 버튼을 클릭합니다.

다음은 시공 단계의 설정입니다. 일반적으로 선형 크리프 해석으로 충분하지만, 이 경우에는 그렇지 않습니다. 신뢰를 드리기 위해 선형 크리프 해석으로 이 예제를 미리 계산해 보았으며, 프리스트레싱 단계에서 r-sup 계수가 적용된 준영구 조합에 대해 한계값이 초과되는 것을 확인할 수 있습니다.

비선형 크리프 계산을 수행하면 이 상황을 피할 수 있으며, 한계값은 특성 조합에만 적용됩니다. 이에 대한 요구사항은 EC 1992-1-1 3.1.4조 (4)항에서 확인할 수 있습니다.

프리캐스트 빔에 대해 소개할 또 다른 유용한 기능은 프리스트레싱 단계에서의 사용자 지정 콘크리트 강도입니다. 이 설정은 시험을 통해 값을 검증하므로 재령 3일 미만의 부재에 대한 해석을 수행할 수 있습니다. 또한 모든 단계를 검토 대상으로 선택할 수 있습니다.

이제 Calculate 버튼을 클릭하여 TDA 계산을 실행하고 모델에서 결과를 얻어야 합니다.

계산이 완료되면 반력, 선형 변형 및 내력의 결과를 검토할 수 있습니다.

다음 단계에서는 모델의 실제 설계 및 검토를 다룹니다. 먼저 수행할 모든 검토 항목과 노출 등급 등 검토에 필요한 적절한 설정을 지정해야 합니다. 이 경우, 이 예제에서는 검토가 필요하지 않으므로 Detailing의 체크를 해제합니다.

이제 빔의 철근 배치를 계속합니다. 빔에는 수정 가능한 철근 구역이 있습니다(템플릿을 사용할 수도 있습니다). 장면에서 해당 형상 그림을 클릭하여 첫 번째 구역 A-A의 철근을 입력합니다.

철근 편집기가 열리면 웨브의 스터럽 정의부터 시작합니다. Stirrups 탭으로 전환한 후 New from points를 클릭합니다.

스터럽 속성 수정 및 점 선택을 위한 대화 상자가 실행됩니다. OK를 클릭하여 계속합니다.

하부 플랜지를 보강하는 두 번째 스터럽에 대해 동일한 단계를 반복하되, 이번에는 비틀림 검토 체크박스를 해제합니다. 이는 등가 박벽 단면 고려를 위한 적절한 설정이므로, 자세한 내용은 FAQ 섹션을 참조하십시오.

상부 플랜지를 보강하기 위해 이 단계를 마지막으로 한 번 더 수행합니다.

이제 Longitudinal reinforcement 탭으로 이동하여 New on edge로 시작합니다. 헌치가 있는 단면이므로 "new on all edges"로 입력 과정을 단축할 수 없습니다(시도해 보면 철근이 연장되지 않는 것을 확인할 수 있습니다). 다음 단계를 확인하려면 Edges 번호를 표시하는 것이 도움이 됩니다. 그런 다음 다음과 같이 직경과 철근 수를 조정합니다:

다른 엣지에 대해 반복합니다.

엣지 번호 6에 더 큰 피복을 적용하여 마지막 종방향 철근 층을 입력합니다. 이 층은 힘을 종방향 철근으로 더 많이 재분배하여 상호작용 검토에 도움이 됩니다. 이 튜토리얼에서 시간을 절약하기 위해 전체 단면을 보강하지는 않습니다(이를 위해 상세 규정을 해제했습니다).

OK를 클릭하면 빔의 양쪽 끝에 A-A 구역이 철근 배치된 것을 확인할 수 있습니다. 이제 0.8m 및 7.2m 위치에서 검토할 단면을 정의합니다(내력을 그려보면 최대 모멘트가 중앙 경간의 약간 좌우에 위치하며 이 위치의 단면이 더 작다는 것을 확인할 수 있습니다).

철근 배치가 완료되면 마지막으로 필요한 입력은 횡방향 안정성 매개변수입니다. 압축 플랜지 폭, 중앙 경간 높이, 비틀림에 대한 좌굴 길이 및 상황 유형을 입력합니다. 검토 결과는 즉시 확인할 수 있습니다.

3 검토

검토를 실행하려면 탐색기에서 Results를 클릭합니다. 계산 후 처음 표시되는 것은 모든 검토 항목의 요약입니다. 모든 항목이 적합한지 확인하는 가장 빠른 방법은 화면 오른쪽을 확인하는 것입니다.

상단 리본을 통해 결과를 검토할 수 있으며, 모델 그림에서 이용률을 항상 확인할 수 있습니다. 콘크리트에 대한 응력 제한 검토의 이용률을 살펴보겠습니다.

시각화된 방식으로 상세 결과를 확인하려면 Detailed를 통해 모든 구역을 RCS 모듈로 내보낼 수 있습니다.

RCS Section 탭으로 이동하면 All 버튼을 클릭하여 계산을 실행할 수 있습니다.

results로 이동하여 탭을 전환하면 선택한 단면 및 극값에 대해 수행된 모든 검토 항목을 확인할 수 있습니다.

IDEA StatiCa 빔 모듈로 돌아가려면 RCS 창을 닫으면 됩니다.

4 보고서

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

유로코드에 따라 프리스트레스트 이중 경사 빔을 설계하고, 철근을 배치하며, 규정 검토를 완료하였습니다.