콘크리트 구조물의 열 해석

보 및 기둥의 구조적 내화 성능을 평가할 때 어떤 방법이 사용될까요? EN 1992-1-2에 따라 여러 설계 절차 중에서 선택할 수 있습니다:

• 표 형식 데이터 - 버전 10.1부터 IDEA StatiCa RCS 애플리케이션에서 사용 가능
• 단순화된 계산 방법 - 500°C 등온선 방법, 구역 방법
• 고급 계산 방법

이번에는 다른 단순화된 방법들을 건너뛰고, 사용할 수 있는 가장 고급 계산 방법을 개발하기로 결정했습니다. 그것이 바로 열 해석(TA)입니다. IDEA StatiCa 앱에서 가장 고급 해석을 제공하면서도 워크플로우는 최대한 간단하게 유지됩니다. 따라서 내화 성능에 대한 콘크리트 구조물의 설계 및 검토가 매우 쉽습니다.

몇 가지 단계로 수행하는 철근콘크리트 보 및 기둥의 내화 성능

형상

해석 대상 부재는 임의의 단면 형상을 가진 보, 기둥 또는 프레임이 될 수 있습니다.

화재 입력 및 하중

열 해석을 수행하려면 먼저 화재 노출 데이터를 설정해야 합니다. 내화 등급, 콘크리트 함수율, 부재 온도, 그리고 해석 대상 부재의 어느 부분과 모서리가 화재에 노출되는지를 설정합니다.

열 해석

열 해석은 단면에 걸쳐 비정상 열전달(온도가 시간에 따라 변화)을 수행하는 것을 기반으로 합니다. 콘크리트 및 철근의 재료 특성과 온도 범위를 고려할 때, 이 방법은 비선형입니다. 초기 조건은 Eurocode 1991-1-2에 따른 시간에 따른 환경 온도입니다. 

IDEA StatiCa Member에 구현된 기하학적 및 재료적 비선형 해석(GMNA)과 유사하게, 해석 대상 부재는 열전달이 계산되는 유한요소로 메시화된 단면으로 분할됩니다.

열 해석의 출력 결과는 내화 등급(예: R 60)에 의해 지정된 시간에서의 단면 내 온도 분포입니다. 단면 내 이러한 온도 분포는 콘크리트 및 철근의 재료 특성과 열 변형률을 결정하는 데 사용됩니다. 재료 열화는 Eurocode EN 1992-1-2에 명시된 표를 따르거나 사용자가 정의하여 템플릿에 저장할 수 있습니다.

전체 보기 또는 상세 보기에서 온도 분포를 확인할 수 있습니다. 

기하학적 및 재료적 비선형 해석

열 해석(TA)을 수행한 후, 기하학적 및 재료적 비선형 해석(GMNA)이 열 해석의 출력 결과를 해석 대상 부재의 초기 상태로 사용하여 자동으로 시작됩니다. GMNA의 결과는 응력과 변형률이며, 이는 한계(열화된) 값과 비교됩니다. 

압축 상태의 콘크리트 응력값(인장 상태의 콘크리트는 제외).

철근의 응력값

IDEA StatiCa Concrete and Prestressing의 Expert 및 Enhanced 에디션 모두에서 사용 가능합니다.