IDEA StatiCa는 콘크리트 블록 내 앵커링과 같은 3D 문제를 해결하기 위한 상세 모듈(3D Beta)을 소개합니다. 이 솔루션을 사용하면 과도한 단순화 없이 설계를 수행하고 극한한계상태(ULS)를 기반으로 한 검토를 수행할 수 있습니다. IDEA Statica 상세 모듈(3D Beta)에 구현된 방법은 이미 검증된 적합 응력장 방법을 기반으로 하며, 3차원 문제(3축 응력)를 해결할 수 있도록 조정되었습니다. 또한 기본 요소는 3차원으로 확장되었습니다. 솔리드 블록은 콘크리트를 나타내는 기본 요소이며 세 방향 모두에서 변형될 수 있습니다. 기초에 대한 복잡한 모델을 생성할 수 있도록, 저희는 표면 지점, 베이스 플레이트, 앵커 및 기타 요소와 같은 개체를 구현했습니다. 이러한 모든 개체와 그 기능은 다음 문서에서 설명합니다.
솔리드 블록의 형상
콘크리트 블록은 "솔리드 블록"이라는 부재 유형을 통해 모델링할 수 있으며, 그 형상은 두 가지 방법으로 정의할 수 있습니다:
- 직사각형 형상 – 이 옵션은 직사각형 기초와 일정한 높이를 갖는 기초를 정의하는 데 적합합니다. 블록의 모든 면에 대한 오프셋을 정의하여 경사진 기초도 모델링할 수 있습니다.
- 정의된 높이를 갖는 다각형 기초 – 기초 형상을 정의하는 두 번째 방법은 기초 형상을 일반 다각형으로 정의하는 것입니다. 다만 이전 옵션에서 설명한 것과 같은 경사진 기초는 생성할 수 없습니다.
표면 지점
표면 지점은 솔리드 모델에 정의할 수 있는 유일한 지점 유형입니다. 형상을 정의하는 방법에는 두 가지가 있습니다 – 전체 표면에 대해 정의하거나 폴리라인으로 윤곽이 결정되는 일반 영역으로 정의할 수 있습니다.
표면 지점의 장점은 지반과의 접촉을 모사하는 강성을 정의하고 비선형 거동을 설정할 수 있다는 점입니다. 일반 형상(폴리라인)으로 정의된 지점은 말뚝을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다.
하중 전달 장치
특히 앵커링을 위해 하중을 전달하는 두 가지 개체가 개발되었습니다:
- 베이스 플레이트 – 베이스 플레이트의 형상은 직사각형 또는 일반 폴리라인으로 정의할 수 있습니다. 베이스 플레이트는 기둥의 일부와 함께("하중 전달 – 기둥" 옵션) 또는 기둥 없이("하중 전달 – 힘" 옵션) 모델링할 수 있습니다. "하중 전달 – 힘" 옵션을 선택하면 정의된 하중이 베이스 플레이트에 직접 적용됩니다. 강재 기둥이 정의되면(단면과 길이로), 하중은 기둥 상단에 적용되며, 기둥의 강성이 베이스 플레이트로 응력을 올바르게 분배하는 데 도움이 됩니다.
- 단일 앵커 – 단일 앵커는 축력 전달을 허용하는 1D 요소입니다. 앵커는 베이스 플레이트와 자동으로 상호 연결될 수 있으며, 점하중*에 의해 직접 하중을 받을 수도 있습니다.
*BETA에서는 앵커에 대한 여러 제한 사항이 있습니다.
앵커는 압축력과 인장력만 전달합니다. 연결 모듈에서 가져온 전단력은 콘크리트 블록과 베이스 플레이트 사이의 마찰에 의해 전달됩니다. 앵커에는 축력만 적용할 수 있습니다.
상세 애플리케이션에서 사용할 수 있는 앵커 유형에는 두 가지가 있습니다:
- 현장 타설 – 철근
- 접착식 앵커
접착식 앵커의 경우, 해석에 반영되는 또 다른 매개변수인 부착 강도가 있습니다. 이 값은 기본적으로 2 MPa로 설정되어 있으며, 사용자가 앵커 제조사의 데이터시트 정보에 따라 조정해야 합니다.
하중
힘의 그룹과 표면 하중을 추가하는 기능은 사용 편의성을 위해 필수적입니다. 전체적으로 다음 세 가지 하중 유형을 지원합니다:
- 표면 하중 – 표면 하중은 모든 콘크리트 표면에 적용할 수 있습니다. 전체 표면 또는 윤곽(폴리라인)으로 결정되는 특정 영역의 일부에만 적용할 수 있습니다.
- 점하중
- 힘의 그룹 – 힘의 그룹은 그룹으로 작용하는 여러 점하중을 정의하는 개체입니다. 베이스 플레이트나 콘크리트 표면에 적용할 수 있습니다. 이 하중 유형은 기둥에서 베이스 플레이트로 응력을 전달하는 용접부의 힘을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다.
철근
기초를 충분히 보강할 수 있도록 새로운 유형의 철근이 개발되었습니다. 철근 그룹은 철근을 정의하는 여러 옵션을 제공합니다:
- 두 점으로
- 표면 모서리에 – 표면 모서리에 – 선택한 표면과 평행한 철근 레이어가 생성됩니다. 사용자는 레이어 내 여러 철근과 선택한 표면과 평행한 레이어의 수를 정의합니다.
- 하나 이상의 표면 모서리에 – 하나 이상의 표면 모서리에 옵션을 사용하면 복잡한 형상(모든 콘크리트 표면과 관련된 평면 곡선)을 가진 철근 레이어를 모델링할 수 있습니다. 따라서 레이어는 단 하나의 철근으로 결정됩니다. 다만 여러 개의 평행한 레이어를 정의할 수 있습니다. 콘크리트 피복은 각 모서리마다 독립적으로 정의할 수 있습니다. 이는 스터럽을 모델링하는 데 가장 적합한 옵션입니다.
- 폴리라인에
결과
결과 탭에서는 ULS(극한한계상태)에 따른 세 가지 기본 검토를 확인할 수 있습니다.
콘크리트 및 철근의 응력과 변형률 결과는 "강도" 섹션에 표시됩니다. 부착 응력 및 관련 값은 "정착" 검토에서 확인할 수 있습니다. 비선형 변형의 매우 중요한 값은 "보조" 검토에 표시됩니다.
3D BETA 버전의 제한 사항
이번 BETA 버전 출시의 목표는 사용자가 이를 접하고 솔루션을 테스트하며 저희에게 피드백을 제공할 수 있는 기회를 드리는 것입니다. 3D 상세 모듈 BETA 버전에 대한 기대치를 명확히 하기 위해, 현재 버전에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다:
- 앵커에는 전단력 전달이 없습니다 – 전단력은 베이스 플레이트와 콘크리트 블록 표면 사이의 마찰로만 전달됩니다.
- 해석 결과 및 규정 검토는 ULS(극한한계상태)로 제한됩니다
- 앵커 그리드가 있는 콘크리트 블록 및 베이스 플레이트의 단일 모델에 대한 계산 시간은 최대 10분까지 소요될 수 있습니다
- 결과 시각화를 위한 단면은 BETA 2에서 제공될 예정입니다
- 모델 요소의 자중은 고려되지 않습니다
- 모델에서는 하나의 솔리드 콘크리트 블록만 사용할 수 있습니다
상세 모듈의 3D 솔루션은 집중적인 개발 및 검증 과정을 거치고 있습니다. 버전 24.0에서 3D 상세 모듈의 첫 번째 BETA가 출시되었으며, BETA 2는 2024년 7월 출시가 예상되며 결과 해석 개선, 현재 제한 사항 목록 축소 및 추가 기능이 제공될 예정입니다. 3D 상세 모듈의 BETA는 철저한 검증 과정을 완료한 후 ALPHA 버전으로 전환되어 버전 24.1과 함께 출시될 예정입니다.
모델 설명 및 검증
3D 상세 모듈 해석 모델에 대해 더 자세히 알아보려면 이론적 배경을 다룬 문서를 참조하세요:
또한 3D 상세 모듈 모델 및 결과에 대한 첫 번째 검증 내용이 다음 문서에 게시되었습니다:
또한 유한요소 및 ULS 결과 해석과 관련하여 2D 및 3D 모델 모두에 해당하는 상세 모듈 이론적 배경 문서를 참조할 수 있습니다:
저희는 엄격한 검증 과정을 계속 진행하는 동안, 이 Beta 버전을 여러분이 직접 사용해 볼 수 있도록 조기 액세스를 제공합니다. 이는 최신 버전과 유효한 유지보수 계약을 보유한 현재 사용자가 이용할 수 있습니다. 전제 조건을 충족하는 경우, 연결 애플리케이션 리본 메뉴에서 Beta 상세 아이콘을 클릭하여 무료 액세스를 요청할 수 있으며, 이를 클릭하면 이 랜딩 페이지로 이동하여 양식을 작성하고 Beta 프로그램 참여를 요청하여 3D 상세 모듈에 대한 무료 액세스를 받을 수 있습니다.
참고: 3D 상세 모듈의 규정 검토는 현재 Eurocode(EN)만 지원합니다.
14일 동안 완전 무료로 모든 기능을 이용해 보세요.
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