화재 설계: 용접 겹침 이음

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화재 설계: 용접 겹침 이음

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화재 시 겹침 이음부의 필릿 용접에 대한 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)을 구성요소법(CM)으로 검증합니다.

설명

세 개의 플레이트가 두 가지 구성, 즉 횡방향 용접과 종방향 용접으로 연결됩니다. 강재 등급, 길이 및 용접 목두께는 연구의 변수 매개변수입니다. 접합부는 수직력을 받습니다.

모델은 IDEA StatiCa Connection 애플리케이션에서 작성되었습니다.

그림 1: 횡방향 용접이 있는 용접 겹침 이음의 형상

해석 모델

화재 시 필릿 용접의 단위 길이당 설계 저항력은 다음과 같이 결정해야 합니다:

F_{w,t,Rd}=F_{w,Rd}k_{w,\theta}\frac{\gamma_{M2}}{\gamma_{M,fi}}

k_{w,\theta}

검증

표 1: 횡방향 필릿 용접

그림 2: 횡방향 용접의 온도에 대한 매개변수 연구

그림 3: 횡방향 용접의 강재 등급에 대한 매개변수 연구

그림 4: 횡방향 용접의 용접 길이 목두께에 대한 매개변수 연구

\gamma_{M,fi}=1.0

$k_{\theta}$
$\gamma_{M2}$

\theta=550\,^\circ C

그림 5: 종방향 용접의 온도에 대한 매개변수 연구

그림 6: 종방향 용접의 강재 등급에 대한 매개변수 연구

그림 7: 종방향 용접의 용접 길이 목두께에 대한 매개변수 연구

종방향 필릿 용접의 저항력은 대부분의 경우 CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)에서 AM보다 약간 낮습니다(평균 4%). 예외는 횡방향 용접과 동일한 이유로 350 °C의 온도입니다.

벤치마크 예제

입력값

플레이트 2-3: 사용자 정의 I형 단면

$두께 t 2-3 = 12 mm$
$폭 b 2-3 = 40 mm$
$인장 설계 저항력 F Rd = 48 kN$

플레이트 1

$두께 t 1 = 12 mm$
$폭 b 1 = 50 mm$
$강재 S355$
$모델 유형 N-Vy-Vz$

용접, 횡방향 필릿 용접

$목두께 a b = 3 mm$
$용접 길이 L b = 40 mm$

온도: 두 부재 모두

$\theta=550\,^\circ C$

출력값

$인장 설계 저항력 F Rd = 48 kN$

그림 8: 용접 겹침 이음의 벤치마크 예제

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