설계 코드에 따르면 변형에 의한 관련 내력, 모멘트의 증가 또는 구조 거동의 다른 변화를 무시할 수 있는 경우 구조물에 1차 해석을 적용할 수 있습니다.
이러한 증가를 무시할 수 있는지 여부를 평가하기 위해 임계 좌굴 계수 αcr을 사용할 수 있습니다. 좌굴 계수가 15보다 높은 경우(소성 설계의 경우) 또는 10보다 높은 경우(플레이트의 응력이 탄성 영역에 있는 경우) 연결을 포함한 부재의 전체 좌굴을 무시할 수 있습니다.
국부 좌굴은 개별 플레이트(스티프너, 기둥 웨브)에 적용되며, 해당 한계 좌굴 계수는 설계 코드와 연구 실험에 따라 설정됩니다. 국부 좌굴의 영향은 좌굴 계수가 다음과 같을 때 무시할 수 있는 것으로 간주됩니다:
- ≥ 2 - 4변 지지 플레이트의 경우
- ≥ 3 - 3변 지지 플레이트의 경우
- ≥ 4 - 2변(인접) 지지 플레이트의 경우
- ≥ 15 - 2변(대향) 지지 플레이트의 경우
이 영상에서는 좌굴 계수와 좌굴 형상을 고려하여 다양한 유형의 좌굴과 이를 다루는 방법을 확인할 수 있습니다.
분석 대상 부재에서 예상할 수 있는 좌굴 유형에 대한 더 포괄적인 설명은 선형 좌굴 해석(LBA)에 관한 저희 문서를 참고하시기 바랍니다.
특정 사례에서 좌굴 결과를 평가하는 방법은?
먼저, 좌굴 해석을 사용하여 탄성 임계 좌굴에 도달하는 최소 힘 증폭 계수 αcr을 결정해야 합니다. IDEA StatiCa는 결과 테이블에 좌굴 계수를 제공하며, 각 계수에 대한 좌굴 형상은 3D 뷰에서 확인할 수 있습니다.
전체 해석에 대한 한계값은 EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1에서 확인할 수 있습니다.
예제 1
첫 번째 예제에서는 연결 플레이트로 접합된 빔에 압축력이 가해집니다.
기하학적 선형 계산 결과가 제공되며, 첫 번째 계수는 8.76입니다. EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1에 따르면 한계값은 15인데, 이는 이 접합부가 빔 자체의 안정성에 결정적이기 때문이며, 결론적으로 이 연결은 좌굴 해석을 통과하지 못했습니다. 게다가 이 압축 구성의 브레이싱에서 편측 연결 플레이트는 위험합니다.
거셋 플레이트의 좌굴 내력 계산 방법에 대해서는 여기에서 자세히 알아보세요.
예제 2
반면, 연결부의 대부분 플레이트의 경우 국부 좌굴이 발생할 수 있으며, 정밀한 해석이 필요한 임계 좌굴 계수 αcr의 최대값은 일반적으로 더 작습니다. 스티프너와 전단을 받는 기둥 패널의 경우, 임계 좌굴 계수가 3보다 높으면 좌굴을 고려할 필요가 없는 것으로 검증되었습니다.
각 구성 요소에 대해 적절한 한계값을 결정하고 판단해야 합니다. 이 예제는 첫 번째 좌굴 모드가 계수 αcr = 8.76 >> 3인 스티프너의 좌굴 모드임을 보여줍니다. 이 예제에서 첫 번째 좌굴 모드는 위험하지 않습니다.
좌굴 해석을 수행하고 결과를 처리하는 동안 엔지니어링 판단이 필요합니다. 문제는 임계 좌굴 계수의 전체 한계값 또는 국부 한계값을 언제 사용할지이며, 올바른 답을 얻으려면 설계된 구조물의 위상 및 구조 시스템에 대한 지식이 필수적입니다. IDEA StatiCa는 접합부의 어느 부분에서든 좌굴 형상과 임계 계수를 제공할 수 있는 능력이 있지만, 코드에 따른 좌굴 규정 검토는 제공하지 않습니다.
좌굴 형상의 결과가 음수값을 나타낼 때, 이는 계산이 실패했거나 결과가 부정확하다는 의미가 아닙니다. 이러한 경우 정확히 무슨 일이 일어나는지는 이 지식 기반 문서에서 설명합니다.
부재 좌굴 해석 평가의 실용적인 예제 하나가 이 웨비나 영상에서 소개되었습니다:
이론적 배경
좌굴 주제와 IDEA StatiCa 솔루션에 대한 더 깊은 이해를 위해, 저희 이론적 배경 문서에서 좌굴 해석에 관한 필수 정보를 읽어보시기 바랍니다.
IDEA StatiCa 연결 모듈 - 강구조 연결의 구조 설계
튜토리얼
모델을 설정하고 해석을 실행하는 단계별 튜토리얼을 제작했습니다. 아래에서 링크를 확인하세요:
횡비틀림 좌굴의 영향을 받는 강재 크로스빔의 구조 설계 (EN)
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