기능
- 보요소의 단면 내에 발생하는 온도차를 입력합니다. 보강거더가 있는 아치, 라멘, 강바닥판 등에서는 태양의 직사부분과 그늘부분과의 온도차를 고려하도록 하고 있으며, 이와 같은 조건을 구현할 때 사용합니다.
- 단면내의 온도차를 구현하는 기능으로는 이 기능 이외에도 Temperature Gradient가 있습니다.
- Temperature Gradient 기능은 보요소 전체 단면에 대해 상단과 하단의 온도차를 입력하는 것으로써, 보요소 단면의 임의 영역에 온도차를 입력할 수 있는 Beam Section Temperatures 기능과 구별됩니다.
- Beam Section Temperatures 기능은 기본적으로 직사각형 단면을 가진 보요소에 온도차를 입력합니다.
General Type : 위의 그림과 같이 온도차 하중을 입력할 보요소가 직사각형 단면이 아니면, 실제 온도차 하중과 동일한 모멘트를 유발하도록 온도하중이 작용하는 영역을 직사각형 영역으로 환산하여 폭과 높이를 입력해야 합니다.
PSC/Composite Type : 형상이 복잡하면서, 사용빈도가 높은 PSC 단면(PSC-Value 단면은 제외)과 Composite 단면은 프로그램에서 자동으로 해당 영역을 분할, 환산하여 온도차 하중을 입력합니다. 위의 그림에서는 PSC단면을 사용하였으므로, 사용자가 직접 환산 직사각형 영역을 계산하는 대신에 PSC/Composite 옵션으로 자동계산 기능을 이용할 수도 있습니다.
자세한 단면환산 방법은 "FSM Bridge 시공단계해석" 따라하기의 온도하중입력 부분을 참조한다.
호출
메인 메뉴에서 [Load] 탭 > [Load Type : Temperature] > [Temperature Loads] 그룹 > [Beam Section Temp.]
입력
General Type인 경우
General Section Type인 경우
Load Case Name
단위하중조건 선택란에서 원하는 하중조건을 지정합니다. 추가로 하중조건을 입력하거나 수정, 삭제가 필요한 경우 우측의 버튼을 이용합니다.
Load Group Name
요소의 온도하중이 속하게 될 하중그룹을 선택합니다. 하중그룹을 추가로 입력하거나 수정하려면 우측의 버튼을 클릭하여 "Define Load Group" 대화상자를 호출합니다.
Options
Add : 보요소의 부분온도하중을 신규 또는 추가 입력할 경우 지정
Replace : 이미 입력되어 있는 온도하중을 대체 입력할 경우 지정
Delete : 이미 입력되어 있는 온도하중을 삭제할 경우 지정
Section Type
General : 일반 단면에 상하연 온도차를 입력하는 경우 선택
정방형의 단면이 아닌 경우에는 온도차가 발생하는 부분을 면적과 도심이 같은 직사각형으로 환산하여 온도차를 입력해야 한다. 자세한 내용은 "FSM Bridge 시공단계해석"의 온도하중입력 부분을 참조한다.
PSC/Composite : PSC 또는 Composite 단면으로 정의된 보요소에 온도차를 입력하는 경우 선택
Direction
Local-y : 요소좌표계 y축 방향의 온도 차이를 입력
Local-z : 요소좌표계 z축 방향의 온도 차이를 입력
Ref. Position
온도하중이 작용하는 위치의 기준위치를 선택합니다. 여기서 결정된 기준위치로부터 온도하중이 작용하는 위치(H)를 입력합니다.
Centroid : 보요소 단면의 도심
+ End(Top) : 보요소 단면의 상단
- End(Bot.) : 보요소 단면의 하단
Section Temperature
Initial Temperature
초기온도를 표시합니다. 초기온도는 "Structure Type"에서 입력합니다.
Material
보요소의 재질을 정의합니다.
Element : 선택된 보요소에 할당된 재질정보를 이용
Input : 열응력해석에 적용할 재질정보를 직접 입력
Elast. : 탄성계수
Therm. : 열팽창계수
B : 온도하중이 적용될 단면의 폭, 직사각형 단면이 아닌 경우에는 직사각형으로 환산한 단면의 폭
H1, H2 : Ref.Position에서 결정한 기준위치로부터 온도하중이 작용하는 위치까지의 거리
T1, T2 : H1, H2 위치에서의 온도
버튼을 클릭하면 입력한 내용이 목록에 추가되며, 이를 수정하려면 대상을 지정하여 수정한 후
버튼을, 삭제하려면
버튼을 클릭합니다.
온도하중이 부재에 선형으로 작용하는 경우에는 부재내에 자기구속응력이 발생하지 않으나 온도하중이 비선형으로 작용할 경우에는 자기구속응력이 발생할 수 있다. 이로 인하여 발생한 내부구속응력은 외부구속이 없는 경우에도 발생하여 내부에 비선형의 응력차가 생기게 된다. 따라서 온도하중(Beam Section Temperature) 해석시 단면내에서의 비선형 온도구배에 따른 자기 구속 응력을 추가 고려할 수 있도록 하였다.
PSC/Composite Type인 경우
PSC/Composite Type인 경우
Section Temperature
Initial Temperature
초기온도를 표시합니다. 초기온도는 "Structure Type"에서 입력합니다.
Material
보요소의 재질을 정의합니다.
Element : 선택된 보요소에 할당된 재질정보를 이용
Input : 열응력해석에 적용할 재질정보를 직접 입력
Elast. : 탄성계수
Therm. : 열팽창계수
Ref : 온도하중이 작용하는 위치의 기준위치를 선택합니다. 여기서 결정된 기준위치로부터 온도하중이 작용하는 위치(H)를 입력합니다.
B : PSC-Value Type의 단면은 프로그램에서 자동으로 직사각형 단면으로 환산하는 것이 불가능 하므로, 직접 환산한 직사각형 단면의 폭을 입력해야 합니다. 이외의 모든 PSC 단면과 Composite 단면은 자동계산이 가능합니다.
H1, H2 : Ref.Position에서 결정한 기준위치로부터 온도를 정의하는 위치까지의 거리. 사용자가 직접 입력하거나 단면에서 정의한 Shear Check (Z1, Z2, Z3) 위치를 이용하여 입력합니다.
T1, T2 : H1, H2 위치에서의 온도
Section 에서 입력한 Z1위치
PSC Section과 Composite Section(Composite T, Composite I)의 Beam Section Temperatures 계산방법
온도하중이 재하되는 부분의 최대 높이가 0.1m가 되도록 분할합니다. 이때, 아래 그림에서 표시한 부분과 같이 꺽어지는 부분과 합성단면의 Part 경계, Flange와 Web의 경계 부분에서는 항상 영역을 분할합니다. 각 분할된 부분에 대해서는 General Type에서와 같은 방법으로 계산합니다. 즉, 분할된 직사각형의 상하단은 General Type에서의 H1, H2에 해당하고 T2, T1의 하중이 선형으로 변화한다고 가정하여 각 분할점에서 온도를 계산합니다. 최종 결과는 각 부분의 결과를 조합하여 계산됩니다.