교량 하중 등급 평가
대부분의 독창적인 혁신은 인간이 게으르고 삶을 더 편리하게 만들고자 하는 욕구에서 비롯되었습니다. 의심할 여지 없이, 교량 하중 등급 평가는 특히 철근 콘크리트 및/또는 프리스트레스트 콘크리트 교량의 경우 반복적인 수작업이 필요한 번거로운 과정입니다. 구조 엔지니어는 교량의 하중 지지 능력을 추정하기 위해 수일에서 수주에 걸쳐 시행착오를 반복해야 할 수 있습니다. 문제는 수직력과 전단력, 휨 모멘트 및 비틀림 모멘트의 조합을 받는 단면의 하중 지지 능력을 결정하는 데 있습니다. 고정 하중과 활 하중의 서로 다른 영향 및 콘크리트의 비선형 거동으로 인해 문제는 비선형이 되며, 그 해결을 위해 적절한 반복 계산 방법의 사용이 필요합니다.
그것이 아마도 내 친구이자 뛰어난 교량 구조 엔지니어이며 IDEA StatiCa 사용자인 그가 이 지루한 작업에 대해 자신과 동료들을 도와달라는 요청을 가지고 나를 찾아온 이유일 것입니다…
최적화된 반복 계산 솔루션이 IDEA StatiCa 소프트웨어에 구현되었으며, 버전 7에서 새로운 모듈로 제공됩니다.
교량 하중 등급 평가는 교량의 안전한 활 하중 지지 능력을 결정하기 위한 계산입니다. 하중 체계가 설계 기준에 정의된 교통 하중과 다를 수 있고 재료가 열화될 수 있다는 사실로 인해, 재료 및 하중에 대한 서로 다른 부분 안전 계수와 서로 다른 조합 계수가 사용됩니다.
벤치마크 예제
하중 등급 평가 벤치마크 예제는 경간 길이 12m의 단순 지지 KA61 프리스트레스트 콘크리트 측면 병렬 박스 빔 교량에 대해 수행되었으며, 단면은 위에 표시된 바와 같습니다.
교량 빔에 대한 이동 하중 해석은 SCIA Engineer 소프트웨어에서 수행되었습니다. 이 해석을 바탕으로 특정 교량 빔에 대한 이동 하중의 임계 영향이 파악되었으며, 임계 이동 하중 케이스의 내력이 IDEA StatiCa로 내보내졌습니다. 교량 빔의 구조 모델은 텐던 및 철근 설계를 포함하여 IDEA Beam 애플리케이션에서 작성되었습니다.
교량 하중 등급 평가 해석을 위한 하중 조합은 교량 하중 그룹을 기반으로 자동으로 생성됩니다. 프로그램은 해석 설정을 반영하여 자동 반복 계산을 수행합니다. 해석 결과는 계산 완료 후 자동으로 표시됩니다. 해석 결과는 임계 검토 및 단면에 대한 요약과 함께 교량 하중 등급 평가 해석의 하중 지지 능력 유형별로 제시됩니다 - Vn – 정상, Vr – 예비, Ve – 예외.
면외 휨에 대한 면내 구속
이 옵션은 시공 단계 – 설정에서 켜거나 끌 수 있습니다.
구조 해석 결과 (TDA)
보관 야드 단계(단부 지지)에서 자중에 의한 빔의 변형
uy – 최대값 0.424mm
uz – 최대값 -0.605mm
균등 하중 -10kN/m에 의한 최종 지지 단계에서의 변형
변형 uz만 해당
변형 uy 및 회전 jx는 고정됨
uy = 0
uz – 최대값 -1.124mm
RCS 결과 – 단면 검토
RCS의 시공 단계 설정은 Beam 모듈의 설정을 반영합니다.
보관 야드 단계에서 계산된 극한 내력의 영향:
- 3D 휨
- 회전 rx 및 jz는 0이 아님
최종 지지 단계에서 계산된 극한 내력의 영향:
이 시공 단계부터 면외 휨이 방지됩니다. 따라서 단면 평가 시 해당 시공 단계 이후에 발생하는 모멘트 Mz의 증분은 무시됩니다. 물론 전체 영향은 면내 구속이 적용되기 전 증분에서 발생한 면외 휨을 초래할 수 있습니다.
- 3D 휨
- jz의 증분은 0
설계 공용 수명 종료 단계에서 계산된 극한 내력의 영향:
- 3D 휨
- jz의 증분은 0
이완 테이블
무한 시간에서의 프리스트레싱 강재의 총 이완 및 시간에 따른 이완 손실의 발전은 종종 프리스트레싱 철근 제조업체가 이완 테이블이라고 불리는 형태로 제공합니다. 그리고 우리는 유로코드가 공식을 도입하기 전까지 전문적인 업무에서 항상 이완 테이블을 사용해 왔습니다. 그것은 큰 진보처럼 보였습니다 - 쉬운 프로그래밍, 쉬운 작업. 문제는 그 공식이 서로 다른 제조업체가 생산한 프리스트레싱 철근의 실제 거동에 맞지 않는다는 것입니다. 그것이 독일에서 그 단순한 공식의 사용이 허용되지 않는 이유이기도 합니다. 그리고 그것이 우리가 IDEA StatiCa 버전 7에 사용자 정의 이완 테이블을 도입한 이유입니다.
BIM에서의 교량 하중 조합 생성기
IDEA StatiCa 사용자들은 버전 6의 IDEA StatiCa Beam에 구현된 교량 하중 조합 생성기를 높이 평가했습니다. 그들은 경쟁사 프로그램보다 더 우수하다고 반복적으로 말했습니다. 그래서 그들은 연결된 3D 프로그램에서 하중 케이스 결과를 가져온 후에도 사용할 수 있도록 BIM 모듈에 생성기를 구현해 달라고 요청했습니다.
그것이 바로 교량 하중 그룹을 정의하고 하중 조합을 생성하는 기능이 버전 7의 IDEA StatiCa 소프트웨어에 구현된 이유입니다. 또한 조합은 mct 파일을 통해 Midas Civil로 내보낼 수 있습니다.
액체 저장 및 격납 구조물 - 개선 사항
EN 1992-3에 따른 균열 검토가 개선되어 프로그램이 반대쪽에서의 콘크리트 압축 영역 깊이가 서로 겹치는지 여부를 자동으로 판단합니다. 이는 단면이 양쪽에서 하중을 받는 경우(서로 다른 조합에 대해 교대로)에 발생합니다.
단측 응력 단면
양측 응력 단면, 콘크리트 압축 영역 깊이가 겹치는 경우
양측 응력 단면, 콘크리트 압축 영역 깊이가 겹치지 않는 경우
RCS - 단면의 한쪽 극단만 검토하는 기능
강성 - 개선 사항
버전 7에서는 프리스트레스트 단면의 강성 및 곡률을 계산하는 새로운 기능이 도입되었습니다 – 단기 및 장기 강성 모두 계산할 수 있습니다. 건조 수축으로 인한 곡률도 계산할 수 있습니다.
SAP 2000 연동
RCS의 간소화된 UI
새로운 사용자 인터페이스는 보다 직관적이고 간편하게 최적화되었습니다. 내비게이터 바는 기본 프로그램 기능을 제공하도록 축소되었으며, 검토 항목은 결과 명령을 통해 접근할 수 있습니다.
