질문
철골건물 모델링 설정사항을 적절히 입력하였는지 검토하는 방법이 궁금합니다.
답변
eGen에서는 사용자가 입력한 정보나 모델링이 적절한지 체크해주는 [모델검토] 기능이 있습니다.
그런데 모델검토 기능으로도 찾아낼 수 없는 내용들은 사용자가 직접 모델을 꼼꼼히 검토하여 적절한 방식으로 수정해야 합니다.
아래 내용은 철골 건물 모델링에서 자주 실수하는 내용들을 위주로 정리하였습니다.
순서대로 내용을 살펴보고 스스로 모델을 검토한 후 진행하시기 바랍니다.
01 | 구조 계획(지진력 저항 시스템)
02 | 지반 종류
03 | 바닥하중
04 | 경량지붕풍하중
05 | 부재 분할상태
06 | 경계조건
07 | 샛기둥
08 | 데크슬래브 골방향
09 | 횡지지보
10 | 앵커볼트 정착길이 확보
1. 구조 계획(지진력 저항 시스템)
모든 철골 구조물(또는 철골과 RC가 혼재된 구조물)은 건물 정보 > 구조 계획 (지진력 저항 시스템)을 강구조기준의 일반규정만을 만족하는 철골구조시스템으로 선택할 수 있습니다.
어떤 시스템을 선택하느냐에 따라 내진설계결과가 달라지고, 시스템 선택의 적절성은 자동으로 검토할 수 없으므로 반드시 확인해야 합니다.
2. 지반 종류
지반종류는 S1~S5로 분류하며 선택한 조건에 따라 내진설계 결과가 달라집니다.
탄성파시험결과가 없다면 S4, S5로 선택하는 것이 적절하고, 파일기초로 계획했다면 연약지반이므로 S5를 선택하는 것이 일반적입니다.
3. 바닥하중
[구조정보]에 입력한 바닥하중(마감 및 활하중)은 슬래브와 매트기초에 자동 적용됩니다.
(1) 입력된 바닥하중 확인 방법
[보기/감추기(Ctrl+E)] ▶ [하중] 탭 ▶ [슬래브(마감)하중] 체크 ▶ [확인] 클릭
면하중 기능으로 하중을 추가한 경우에는 [면하중]을 체크하여 확인할 수 있습니다.
(2) 입력한 활하중이 구조기준에 규정된 용도별 활하중 이상의 값으로 입력되어 있는지 확인
FAQ 기본등분포활하중(KBC2016, KDS41 12 00)
<자주 범하는 실수>
- 경량지붕 마감하중
: 마감하중은 실제 마감 계획에 따라 입력할 수 있으며 경량지붕의 마감하중은 중도리와 천장마감 하중을 고려하여 창고나 공장용도는 0.2kN/㎡, 이 외의 용도는 0.5kN/㎡가 일반적입니다.
- 경량지붕 활하중
: 접근이 어렵고 점유 사용하지 않는 지붕 활하중은 1.0kN/㎡을 적용할 수 있습니다.
- 접근이 쉽고, 점유 사용 가능한 지붕 활하중
: 출입구나 계단으로 접근이 용이한 지붕은 산책로 용도 활하중 3.0kN/㎡이 적절합니다.
- 계단실 활하중
: 단독 또는 2세대 거주주택(2kN/㎡) 외에는 계단실 활하중은 5.0kN/㎡이 적절합니다.
[마감지정] 기능을 활용하여 일부 바닥만 마감/활하중을 변경할 수 있습니다.
FAQ 마감지정(기본 DB 사용법) FAQ 마감지정(DB 추가, 삭제방법)
(3) 업무시설의 경우 칸막이벽 하중을 추가할지 여부 확인
4. 경량지붕 풍하중
박공지붕 또는 편지붕 형태의 경량지붕(사용자슬래브)으로 계획했다면 경량지붕풍하중을 입력할 수 있습니다.
경량지붕풍하중을 입력할 때 풍방향 설정과 부재선택이 적절했는지 직접 확인해야 합니다.
(1) 입력한 경량지붕풍하중 확인 방법
(2) 경량지붕풍하중 입력 방법
FAQ 경량지붕 풍하중-높이가 다른 박공지붕에 입력하기
FAQ 경량지붕 풍하중-용마루 축이 다른 박공지붕에 입력하기
5. 부재 분할상태
보들의 분할상태에 따라 그룹핑(부재명)이나 처짐검토 결과가 달라집니다.
기둥과 보가 교차하면 보가 자동 분할되고, 큰 보와 작은 보가 교차하면 작은 보가 자동 분할됩니다.
그리고 큰 보와 큰 보, 작은 보와 작은 보가 교차하면 나중에 생성한 부재가 자동 분할됩니다.
[분리보기]를 클릭하여 보들의 분할상태를 확인하고, 설계자의 의도와 다르게 분할된 보가 있다면 결합 하는 것이 적절합니다.
(1) 분할상태 확인 방법
[뷰] 메뉴 ▶ [분리보기] 클릭 또는 툴바에서 ▶ [분리보기] 클릭
(2) 부재 결합 또는 분할 방법
결합할 부재 선택 ▶ [모델링] 메뉴 ▶ [결합] ▶ [결합] 클릭
* 부재 결합기능은 같은 층에 소속되고 속성과 방향이 같은 보에 적용 가능합니다.
6. 경계조건
철골보로 모델링하면 큰 보는 '고정-고정', 작은 보는 '핀-핀'으로 경계조건이 자동 설정됩니다.
보의 단부가 기둥에 강접합하는 경우 고정으로 설정하고, 직교 방향의 다른 보에 접하는 경우 핀으로 설정하는 것이 일반적입니다.
이처럼 경계조건을 확인하고 수동으로 편집할 수 있습니다.
(1) 경계조건 확인 방법
[보기/감추기(Ctrl+E)] ▶ [경계조건] 탭
▶ [프레임 연결조건 기호] 체크
▶ [확인] 클릭
(2) 경계조건 변경 방법
[해석] 메뉴 ▶ [프레임 연결조건] 클릭
▶ [프레임 연결조건] 클릭
▶ 원하는 접합조건 선택
▶ 변경할 부재 선택 후 [추가/수정] 클릭
또는 부재 선택 후 속성창에서 변경
7. 샛기둥
벽체 판넬이나 가새 설치를 위해 세우는 기둥을 Wind Column 또는 샛기둥이라고 합니다.
샛기둥은 2차부재이므로 구조모델에서 제외하고 도면에만 표시하여 진행할 수 있습니다.
샛기둥을 모델에 반영한다면 시공법을 고려하여 경계조건과 결합상태를 확인 및 수정해야 합니다.
8. 데크슬래브 골방향
데크슬래브의 골방향은 단변방향으로, 또는 주변 슬래브와 동일한 방향으로 계획합니다.
일반적으로 골방향 길이는 3m 내외로 계획하며, 골방향 길이가 길어서 슬래브 설계결과가 NG라면 작은 보를 추가하여 골방향 길이를 줄이는 것이 효과적입니다.
슬래브마다 속성을 다르게 설정하려면 슬래브를 하부 보 기준으로 분할 생성하는 것이 용이합니다.
(1) 데크슬래브 골방향 확인 방법
<보기/감추기>(Ctrl+E)
▶ <조정계수>탭
▶ <데크슬래브 골방향> 체크
▶ <확인> 클릭
슬래브를 생성할 때 골방향을 설정할 수 있고, 또는 이미 슬래브가 모델링되어 있다면 각 부재의 [속성]에서 골방향 각도를 변경할 수 있습니다.
9. 횡지지보
횡지지보는 바닥하중과 휨력을 전달하지 않고 메인 보의 횡방향으로 지지하는 역할의 부재입니다.
횡지지보의 설계조건은 경계조건이 핀-핀이고, 지붕하중이 전달되지 않아야 합니다. 그래서 보 배치 방향이 중도리와 평행하면서 중도리와 접하지 않아야 합니다.
횡지지보 역할을 하지 않는 부재를 횡지지보로 지정하면 해당 부재에 바닥하중이 재하되지 않아서 과소 설계될 수 있습니다.
<자주 범하는 실수>
- 바닥하중을 전달받는 부재
: 다른 부재나 중도리를 지지하는 보를 횡지지보로 지정하는 것은 적절하지 않습니다.
- 단부에서 휨력이 발생하는 부재
: 경계조건이 핀-핀인 부재만 횡지지보로 지정할 수 있습니다.
10. 앵커볼트 정착길이 확보
베이스플레이트의 앵커볼트 정착길이 확보를 위해 주각부 기초 두께를 두껍게 계획하는 것이 좋습니다.
기초 두께가 앵커볼트 길이보다 얇다면 지중보나 페데스탈 등을 배치하여 정착길이를 확보하는 것이 일반적입니다.