1 새 프로젝트
IDEA StatiCa를 실행하고 애플리케이션 Member (최신 버전 다운로드)를 선택합니다.
새 프로젝트를 생성하고 이름을 입력한 후 저장할 폴더를 선택합니다. 그런 다음 설계 기준, 초기 재료 특성 및 위상 유형을 선택합니다. 구조 상세의 노드 좌표를 추가하고 해당 노드 내에 부재를 추가합니다. 마지막으로 프로젝트 생성을 클릭하여 구조 상세 모델링을 시작합니다.
2 해석 부재
여기서 해석에 추가된 부재의 매개변수를 확인하고 변경할 수 있습니다. 기둥 AM1의 단면을 HEB260으로 변경합니다.
3 관련 부재
구조 상세의 지지 및 하중 전달 역할을 하는 관련 부재를 추가하려면 3D 장면의 노드 큐브를 클릭하거나 트리 목록에서 CON#을 선택합니다. 여기서 전체 좌표계에 따라 X, Y, Z 축 방향을 클릭하여 단부 또는 연속 관련 부재를 추가할 수 있습니다. Y 방향으로 단부 부재 2개를 추가합니다.
그런 다음 3D 장면 또는 트리 목록에서 관련 부재 RM4를 선택하고 단면, 길이, 방향 및 자유단 지지 조건 등의 속성을 수정합니다.
그리고 관련 부재 RM5도 동일하게 수정합니다.
4 하중
하중 메뉴에서 하중 효과를 추가하고 수정할 수 있습니다. 하중 효과는 해석 부재 또는 관련 부재에 하나 이상의 분포 하중을 추가할 수 있는 그룹을 의미합니다. 또는 하중 효과 내에서 부재 단부의 절점 내력을 입력할 수 있습니다.
모든 부재에 대해 선 하중 세트를 포함하는 하중 효과 하나가 자동으로 생성됩니다. 탭의 각 행에서 마우스 왼쪽 버튼을 클릭하고 삭제를 선택하거나 리본의 아이콘을 클릭하여 그 중 2개를 삭제합니다.
그런 다음 부재 AM2에 분포 하중 하나를 지정하고 크기를 -300 kN/m, 폭을 300mm로 수정하여 보에 맞춥니다.
5 연결
다음으로 접합부를 설계할 수 있습니다. 3D 장면에서 노드 큐브를 선택하거나 트리 목록에서 CON#을 선택한 후 연결 편집을 클릭합니다.
왼쪽 기둥 베이스의 접합부 CON1부터 시작합니다. IDEA StatiCa Connection 애플리케이션 모듈이 열리면 미리 정의된 템플릿 중 하나를 선택하여 접합부를 설계할 수 있습니다.
이 경우 리본의 제안 버튼을 클릭하고 첫 번째 파라메트릭 템플릿을 선택합니다.
그런 다음 아래 그림에 따라 매개변수를 설정하고 연결 애플리케이션을 닫습니다.
다음으로 접합부 CON2를 선택하고 IDEA StatiCa Connection 모듈 내에서 '연결 편집'을 클릭합니다.
아래 스크린샷을 참고하여 연결을 정의합니다. 먼저 절단 작업을 추가합니다.
그런 다음 엔드 플레이트를 선택합니다.
클리트를 정의합니다.
확장재를 추가합니다.
스티프너를 정의합니다.
결과적으로 연결은 다음 그림과 같은 형태가 되어야 합니다.
접합부 CON3 편집을 계속합니다.
여기서는 절단 작업 하나만 추가하고 절단 방법을 마이터 절단으로 설정하여 강체 연결을 생성합니다.
마지막으로 접합부 CON4를 편집합니다. 소프트웨어가 CON1과 동일한 설계를 단순히 복제하도록 제안하더라도, 다른 연결을 생성하기 위해 연결을 편집합니다.
작업 베이스 플레이트를 추가하고 다음 이미지에 따라 매개변수를 수정합니다.
모든 부분에 확장재를 추가합니다.
6 규정 검토
규정 검토 탭으로 이동하여 해석을 수행합니다. IDEA StatiCa Member의 해석은 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법) 기술을 사용하여 세 단계로 계산됩니다. 먼저 구조 내력을 확인하기 위해 MNA(재료 비선형 해석)를 수행하고, 다음으로 구조 안정성을 조사하기 위해 LBA(선형 분기 해석)를 계산하며, 마지막으로 적절한 좌굴 형상에 초기 불완전성을 입력하여 GMNIA(기하학적 및 재료 비선형 해석)를 계산합니다.
먼저 이 복잡한 프로젝트의 경우, 계산에 충분한 연산 용량을 제공하기 위해 코드 설정에서 해석 반복 횟수를 40으로, 발산 반복 횟수를 10으로 높여야 합니다.
그런 다음 MNA 해석을 선택하고 계산을 누릅니다.
MNA 해석 결과가 표시되며, 각 구조 부분의 상태와 3D 창의 결과(예: 해석된 구조 부분의 변형률 분포)를 확인할 수 있습니다.
다음으로 LBA 해석으로 전환하고 계산을 반복합니다.
탭에서 좌굴 형상 계수를 확인하고 첫 번째 좌굴 형상 1을 볼 수 있습니다.
탭에서 다른 좌굴 형상을 선택하여 시각화를 탐색할 수 있습니다. 예를 들어 좌굴 형상 6을 확인할 수 있습니다.
좌굴 형상 계수 중 하나 이상이 15 미만인 경우, GMNIA로 전환하여 구조 안정성의 비선형 해석을 수행합니다. EN 1993-1-1에 따라 가장 위험한 좌굴 형상 또는 좌굴 형상의 조합을 선택하고 위험 부재의 초기 불완전성을 입력합니다. 이 경우 첫 번째 좌굴 형상 1을 가장 위험한 것으로 선택합니다. 오른쪽 패널의 GMNIA 탭으로 전환하고 9 mm의 불완전성을 결정합니다(0.5×L/300 = 0.5×5400/300 = 9 mm). 이 값을 열 1의 진폭으로 입력합니다.
그런 다음 계산 버튼을 클릭합니다. 이 경우 해석에 몇 분이 소요될 수 있습니다.
결과를 탐색하면 GMNIA 적용 하중이 100%에 도달하지 못했음을 알 수 있습니다. 이는 주어진 하중 하에서 구조물이 안정성을 잃는다는 것을 의미합니다. 안정성 검토를 통과하려면 프레임을 보강해야 합니다.
7 작업
설계 탭으로 돌아가 트리 메뉴에서 작업으로 이동하고, AM2를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 후 횡방향 스티프너를 추가하여 가장 응력이 큰 프레임 모서리를 보강하고 좌굴 효과를 감소시킵니다.
작업 STIFF T1에서 두께를 20mm로, X 위치를 다음 그림과 같이 5200 mm로 설정합니다.
그런 다음 스티프너 매개변수를 수정하고 동일한 보 AM2에 횡방향 스티프너를 하나 더 추가하고, 기둥 AM3에도 하나를 추가하여 올바른 위치에 설정합니다.
STIFF T1 작업을 복사하고 아래 그림에 따라 새 속성을 설정합니다.
AM3에 대한 새 보강 작업을 생성하고 다음 그림과 같이 속성을 설정합니다.
이제 규정 검토 탭으로 돌아가 MNA, LBA, GMNIA의 세 단계로 계산을 반복합니다. 설계된 프레임은 초기 불완전성을 적용한 안정성 규정 검토를 통과하였으며, 변형률 분포 및 내력 다이어그램과 같은 결과를 탐색할 수 있습니다.
8 보고서
마지막으로 보고서 탭으로 이동합니다. IDEA StatiCa는 인쇄하거나 편집 가능한 형식으로 저장할 수 있는 완전히 사용자 정의 가능한 보고서를 제공합니다.
유로코드(EN)에 따라 강구조 프레임을 구조 상세로서 설계, 최적화 및 규정 검토를 완료하였습니다.