EN 규정에서 재료 다이어그램에 5% 소성 변형률 한계를 사용하는 이유는 무엇인가요?
일반적인 방법
모든 구조 엔지니어는 기본적으로 모든 기준 및 설계 규정이 이 접근 방식을 기반으로 하기 때문에 항복 강도를 규정 검토의 한계값으로 사용하는 데 익숙합니다.
그럼에도 불구하고, 이는 재료의 순수 탄성 거동에 적용됩니다. 이는 보수적인 설계로 이어질 수 있으며, 때로는 구조물의 불필요한 과설계를 초래하여 더 많은 재료가 소비될 수 있습니다.
그러나 강재의 실제 거동은 다르며, 항복 강도를 초과한 후 재료의 소성 거동을 가정하는 것은 적절합니다.
IDEA StatiCa와 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법) 방법
CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)은 구성요소 방법과 유한요소 해석의 시너지입니다.
표준 구성요소 기반 방법 및 IDEA StatiCa 연결 모듈에서 사용되는 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)에서의 접합부 규정 검토는 접합부의 모든 부분, 즉 구성요소의 검토를 기반으로 합니다. 구성요소는 볼트, 앵커, 용접, 플레이트, 그리고 콘크리트 (기초부)가 될 수 있습니다.
CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)은 전체 접합부를 위에서 언급한 분리된 구성요소로 분할합니다. 그런 다음 각 구성요소로부터 소프트웨어가 자동으로 해석 모델을 생성합니다.
단면의 플랜지 또는 웨브, 스티프너, 리브, 헌치 등과 같은 모든 강재 플레이트는 유한요소로 모델링됩니다. 유한요소법은 구조 엔지니어링 분야에서 널리 인정받고 있으며 매우 우수하고 신뢰할 수 있는 결과를 제공합니다.
플레이트는 EN 1993-1-5, Par. C.6, (2)에 따른 공칭 항복 고원 기울기를 가진 탄소성 재료로 모델링되며, tan-1 (E/1000)입니다.
재료 거동은 폰 미세스 항복 기준을 기반으로 합니다. 설계 항복 강도 fyd에 도달하기 전까지는 탄성으로 가정합니다.
좌굴에 취약하지 않은 영역에 대한 ULS 기준은 주 막 변형률의 한계값 도달입니다. 5%의 값이 권장됩니다 (예: EN 1993-1-5, App. C, Par. C.8, Note 1).
이 방법에 대해 더 자세히 알아보려면 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법) - 작동 방식, 규정 준수, 검증 및 확인 문서를 읽어보세요.
이론에 관한 핵심 정보는 이론적 배경에서 확인하세요.
검증 및 확인
CBFEM(구성요소 기반 유한요소법) 방법은 5% 한계 소성 변형률과 같은 모든 가정 및 접근 방식과 함께 적절히 검증 및 확인되었습니다. 검증과 확인은 정확히 무엇을 의미하나요? 검증 및 확인 프로세스는 소프트웨어의 결과가 정확함을 확인합니다.
결과를 바탕으로, 이는 완전히 신뢰할 수 있고, 검증된, 안전한 방법이라고 할 수 있습니다.
지원 센터에서 많은 검증 연구와 실험실 테스트와의 비교를 찾을 수 있습니다. 아래 링크를 통해 확인하세요.
가장 중요한 검증 및 확인 예제는 "구성요소 기반 유한요소법을 이용한 강구조 연결 설계" 책에 게재되었습니다.
결론
다른 과학 소프트웨어의 3D 솔리드 모델과의 결과 검증, 실제 실험, 그리고 마지막으로 유로코드의 권고 사항을 따름으로써, 5% 소성 변형률이 한계 검토값으로 설정되었습니다.
이 값은 구조물의 실제 거동에 도달하고, 경제적인 설계를 달성하며, 설계의 안전 측을 유지하기에 충분합니다.