Section Properties - Composite

기능

• 선요소(Truss, Tension-only, Compression-only, Cable, Gap, Hook, Beam Element)의 단면성질을 입력합니다.
• Composite 탭에서는 "합성교량의 합성전·후 단면변화를 고려하는 해석"에 필요한 합성전·후 단면의 성질을 입력합니다.

호출

메인 메뉴에서 [Properties] 탭 > [Section Properties] 그룹 > [Section Properties] > [Composite]

입력

Section(Composite) 대화상자_Box Type

Section Type

거더의 형태에 따른 단면타입을 선택합니다.

Steel-Box (Type 1) : Structural steel Box Shape Girder.

Steel -I (Type 1) : Structural Steel I Shape Girder.

Steel -I (Type 2) : Structural Steel I Shape Girder. 비대칭 단면을 정의할 수 있습니다.

Steel -Tub (Type 1) : Structural Steel Tub Shape Girder.

Steel -Tub (Type 2) : Structural Steel Tub Shape Girder. 비대칭 단면을 정의할 수 있습니다.

Composite-I : Prestressed concrete I Shape Girder.

Composite-T : Prestressed concrete T Shape Girder.

Composite-PSC : PSC 탭에서 "PSC-Value" 타입으로 정의한 단면을 Girder로 사용합니다.

Composite-General : SPC(Sectional Property Calculator)에서 재질, 시공순서에 맞게 파트로 구분하여 정의한 단면을 사용합니다.

User : DB/User, Value 탭 등에서 미리 정의한 단면을 합성전/합성후 단면으로 사용합니다.

Slab Width / Girder Num. & CTC

주형이 여러개인 경우에 전체슬래브 폭과 주형정보를 입력하면, 슬래브가 일체로 거동한다고 가정하고 횡방향 단면2차모멘트(Izz)를 증가시킵니다.

Slab Width : 슬래브의 전체 폭

Girder

Num. : 전체 슬래브에서 강재거더의 수

CTC : 강재거더의 중심간 거리(Center To Center)

일반 골조모델에서 거더가 1개일 경우, Num에는 1”, CTC는 0”를 입력하면 된다.

이는 아래의 두 경우에 대한 차이를 반영한 것으로, 전체 슬래브의 중심에서 떨어진 거리에 따라 Izz 강성이 증가되는 것을 고려합니다.

Case I과 같이 개별단면으로 가정할 경우와 Case II와 같이 전체 슬래브가 일체로 거동한다고 가정할 경우의 Izz는 다음과 같이 계산됩니다.

Slab

슬래브의 치수를 입력합니다.

Bc : 1개의 거더에 유효한 슬래브의 폭

tc : 슬래브의 두께

Hh : 거더의 상단에서 슬래브 하단까지의 높이 (헌치높이)

Girder

안내그림을 참조하여 치수를 입력하거나, 이미 정의된 단면을 불러들여 거더 단면을 정의합니다.

Stiffener...

Section Stiffener 입력창

Name : Stiffener Property 이름 입력

Type : Stiffener 종류 선택

Stiffener : 안내그림을 참조하여 치수를 입력

선택된 단면형상에 따라 입력창이 활성화/비활성화

Material

Es/Ec : 콘크리트에 대한 강재의 탄성계수비

Ds/Dc : 콘크리트에 대한 강재의 중량비

Select Material from DB... : 사용할 콘크리트와 강재의 물성치를 DB에 있는 데이터에서 선택하여 자동입력합니다.

Composite 단면의 강성계산에서 RC를 Steel로 치환하여 고려한다. 재질에 따른 자중은 다음과 같이 산정한다.

Composite 자중 = Steel 자중 + RC 자중

Ds/Dc = 0으로 입력한 경우 RC의 자중은 무시되고 Steel의 자중만 고려한다.

Multiple Modulus of Elasticity

도로교 설계기준 3.9.2.6 과 3.9.2.8에 따르면 바닥판 콘크리트의 크리프나 건조수축에 의한 응력을 계산하기 위해서는 탄성계수를 재 산정 하도록 되어 있습니다. 따라서 동일한 단면에 하중조건별로 다수의 탄성계수비의 적용이 필요합니다. EN1994-2(Eurocode4:Design of composite steel and concrete structures. Part 2) 5.4.2.2에서는 해석 및 응력 검토시 이 조항의 적용을 규정하고 있습니다.

옵션에 Check on 하고, Es/Ec(Long Term)와 Es/Ec(shrinkage)비를 입력하면 이를 고려한 합성후 단면특성이 계산됩니다.

합성후 단면 강성중 Ixx는 탄성계수비(Es/Ec)가 아닌 전단탄성계수비(Gs/Gc)를 이용하여 계산됩니다. 탄성계수비(Es/Ec) 입력을 위해 재질데이터를 DB에서 선택하는 경우, Gs및 Gc를 계산을 위해 재질 DB의 Poisson Ratio가 사용되며, 사용자가 탄성계수비(Es/Ec)를 직접 입력하는 경우 Poisson Ratio는 0으로 처리됩니다.

Consider Warping Effect(7th DOF)

뒤틀림효과를 고려할 지 여부를 선택합니다. 뒤틀림 변위가 제한된 상태에서 발생하는 불균일 비틀림일 경우 torque는 St.Venant tosional 전단력 & Warping Torsion에 의해 저항됩니다. Curved 부재나, 편심하중이나 무게중심과 전단중심의 차이가 있는 경우에 보다 정확한 결과를 위해서 Warping torsion 효과를 1D 보요소로 시뮬레이션 할 수 있습니다.

Warping효과 고려(7 자유도)가 고려된 경우 warping 계수(Iw), warping 함수(w1,w2,w3,w4), twisting moment로 인한 전단변형 들은 단면속성 대화창에서 체크될 수 있습니다.

적용가능한 요소 타입 : General beam/Tapered beam

적용가능한 경계조건 : Supports, Beam End Release

적용가능한 해석 타입 : Linear Static, Eigenvalue, Buckling, Response Spectrum, Construction Stage Analysis, Moving Load Analysis

후처리 결과 : 반력, 변위, 부재력, 응력에서 검토 가능