철근 보강 워킹 기둥 (ACI)

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IDEA StatiCa Detail로 시작하여 콘크리트 불연속 영역을 설계하고 규정 검토를 수행하세요. 처음부터 워킹 기둥 모델을 생성하는 방법과 규정 검토 결과 및 보고서를 얻는 방법을 안내해 드립니다.

1 새 프로젝트 시작

IDEA StatiCa Detail 애플리케이션을 실행하세요 (최신 버전 다운로드). IDEA StatiCa 메인 창에서 Detail 애플리케이션을 열어 새 프로젝트를 시작합니다.

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이 튜토리얼에서는 처음부터 워킹 기둥을 생성할 것이므로, 템플릿을 사용하지 않고 시작하는 옵션을 선택하세요. 그러나 템플릿은 향후 설계에 매우 유용할 수 있습니다. 

이 단계에서 설계 기준(Design code)도 정의합니다(ACI 선택). 콘크리트 등급과 피복도 설정하세요(콘크리트 5000, 피복 1.50 in 사용). 재료 선택은 나중에 변경하거나 추가할 수 있습니다. 단, 설계 기준은 프로젝트의 이 첫 번째 단계에서만 선택할 수 있습니다.

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2 형상

Detail 애플리케이션이 열리면 Design 탭이 자동으로 선택됩니다. 상단 리본의 명령을 사용하여 새 항목을 정의하고, 트리 메뉴에서 해당 항목을 편집할 수 있습니다. 애플리케이션 환경에 대해 더 자세히 알고 싶다면 다음 문서를 참조하세요 - Detail 애플리케이션의 일반 인터페이스.

부재(Members) 생성부터 시작합니다. 상단 리본의 버튼을 사용하여 새 모델 엔티티인 Wall을 추가합니다. 그런 다음 이미지에 표시된 대로 벽의 치수와 위치를 편집합니다.

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이 과정을 반복하여 추가 벽 엔티티 W2-W5를 생성합니다.

형상을 완성하려면 지지점을 추가합니다. 마찬가지로 새 모델 엔티티를 삽입하되, 이번에는 Line support를 선택합니다.

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벽을 생성할 때와 마찬가지로 이미지에 따라 매개변수를 설정하고 LS2-LS5에 대해 반복합니다.

최종 형상은 다음과 같아야 합니다:

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3 하중 및 조합

하중을 추가하려면 리본에서 Load case를 클릭합니다. 하중 케이스 LC1이 생성됩니다. 더하기(+) 버튼을 사용하여 이 하중 케이스 내에 하중 임펄스를 삽입합니다 — Point Load를 선택한 다음 Self-Weight로 또 다른 하중 임펄스를 추가합니다. Point load 임펄스만 포함된 하중 케이스 LC2LC3을 두 개 더 생성합니다.

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단기 및 장기 효과를 구분할 수 있도록 DeadLive 하중 케이스 유형을 올바르게 지정하고, 그림에 따라 집중 하중 크기 F와 집중력의 위치를 입력합니다.

하중 조합은 상단 리본 명령 Combination에서 생성할 수 있습니다. 조합 C1-C6을 여섯 개 추가한 다음 연필 아이콘을 클릭하여 조합 계수를 편집합니다.

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트리 목록에서 조합은 강도(Strength)(C1-C3)와 사용성(Serviceability)(C4-C6) 그룹으로 나뉩니다. 균열폭 또는 처짐 검토를 활성화하려면 사용성 조합(C4-C6) 아래 속성 창에서 해당 체크박스를 선택합니다.

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4 철근

다음 단계는 모델에 철근을 배치하는 것입니다. 먼저 Tools 탭으로 전환하고 Design tools에서 위상 최적화(Topology Optimization)를 시작하여 철근 설계를 지원받을 수 있습니다(또는 선형 해석(Linear Analysis)을 사용할 수도 있습니다).

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이제 철근을 설계합니다. New 섹션에서 Rebar assembly를 클릭합니다. 철근 유형으로 Group of bars를 선택합니다.

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GB1의 속성을 정의한 다음 GB2부터 GB20까지 반복합니다. 복사(Copy)를 사용하여 현재 철근을 복사할 수도 있습니다.

최종 확인을 위해 Design 탭으로 돌아가 Real 3D View를 선택하여 철근 배치를 시각적으로 검토합니다.

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5 계산 및 검토

리본에서 Calculate 버튼을 클릭하여 해석을 시작합니다.

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해석 모델이 자동으로 생성됩니다. Check로 이동합니다. 왼쪽에서 재료 이용률 등 전체 결과를 확인할 수 있습니다.

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각 구성 요소의 상세 검토를 진행하려면 Strength부터 시작합니다. 여기서는 응력 이용률, 주 응력 및 주 변형률 방향 등 콘크리트 검토 결과를 확인할 수 있으며, 리본에서 이를 켤 수 있습니다. 또한 응력의 방향과 스케일을 변경할 수 있습니다.

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철근의 상세 결과를 보려면 Reinforcement 탭으로 전환해야 합니다. 이렇게 하면 리본 아이콘이 변경되고 결과 테이블이 펼쳐집니다. 각 철근의 변형률 및 응력 결과와 이용률을 표시할 수 있습니다.

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균열 제한(Crack limitation) 검토로 이동합니다. 결과 전환 아이콘 외에도 리본에 한계값을 지정하는 설정이 있습니다.

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6 보고서 출력

이제 계산 결과 보고서를 출력할 시간입니다. Report 탭으로 이동합니다. 간략(Brief) 또는 상세(Detailed) 보고서 유형을 선택하고 트리 메뉴에서 필요에 따라 보고서를 추가로 조정할 수 있습니다. 원하는 옵션을 선택하고 상단 리본에서 Generate를 누릅니다.

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보고서가 생성되면 PDF로 저장하거나 Microsoft Word 파일로 내보낼 수 있습니다.

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철근 보강 워킹 기둥의 설계, 최적화 및 규정 검토가 완료되었습니다.

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