Section & Reinforcement

 

▒ 기능

교량의 종방향 거리에 따라서 단면변화를 정의하거나 철근 정보를 입력하는 기능입니다.

단면변화정의: FCM 이나 FSM교량 등 변단면 구간을 가지는 실제 PSC Box단면을 보면 단면의 모든 부분이 일률적인 변화 양상을 가지는 것이 아니고, 많은 경우에 단면의 각 부분의 치수가 서로 다른 형태로 변하게 됩니다. 예를 들어 상부 플랜지는 두께가 일정하고, 하부 플랜지는 2차곡선으로 두께가 변하며, 복부는 두께가 1차곡선으로 변하는 경우가 있을 수 있습니다. 이러한 경우 기존의 Tapered Section Group기능으로는 실제 단면변화를 모델링하는 데에 한계가 있으며, Tapered Section Group기능 적용 후 세부적인 부분을 사용자가 다시 수정을 해야 합니다. 하지만 여기서 설명되는 단면변화정의 기능을 이용하면 교량의 종방향 거리에 따라서 단면의 각 부분별로 치수변화를 별도로 정의할 수 있기 때문에 보다 정밀한 모델링이 가능합니다.

철근정보 입력: Civil 2006에 추가된 Reinforcement of PSC Section 기능을 이용하면 PSC Type으로 정의된 단면에 철근(종방향, 전단, 비틀림)정보를 정의할 수 가 있습니다. 그러나 이 기능은 각 단면기준으로 철근 정보를 입력하는 방식이기 때문에 종방향으로 배근 양상이 변화하는 PSC Box교량의 철근 입력에는 부적절한 면이 있습니다. 즉, 종방향 거리에 따라 변하는 배근 양상을 모델링하기 위해서는 요소를 세분화하고 많은 수의 단면을 정의하여 철근 정보를 입력해야 하는 번거로움이 있습니다. 하지만 여기서 설명하는 기능을 사용하면 교량의 종방향 거리에 따라서 철근 정보를 입력하고 이 정보를 이용하여 요소 분할 및 단면정의가 자동으로 이루어지기 때문에 사용자의 작업시간을 최소화 할 수 있습니다.

단면치수 변화 및 철근정보 입력을 완료한 후 위자드를 실행시키면 단면 치수 변화 정보 및 철근 배근 정보에 따라서 자동으로 요소가 분할되고 변단면이 생성되며, 각 단면에 대한 철근 정보도 자동으로 입력됩니다.

적용가능단면 : PSC 단면중 1CELL, 2CELL, nCELL, nCELL2, TEE, CMPWEB 가 지원됩니다. TEE 단면을 제외한 모든 비대칭단면은 지원되지 않습니다.

 

▒ 호출

메인 메뉴에서 [Structure] 탭 > [Wizard] 그룹 > [PSC Bridge] > [Section&Reinforcement]

 

▒ 입력

 

Section & Rebar_Section Tab대화상자

 

Division Tolerance

단면 치수 변화 및 철근 정보 입력에 따라서 프로그램에서 자동으로 요소를 분할하게 되는데, 이 때 자동 요소 분할점, 즉 새롭게 자동으로 절점이 생성될 위치와 기존의 모델에 존재하던 절점과의 거리가 0.001 m(기본값)이하인 경우 새롭게 요소를 분할하지 않고(절점을 생성하지 않고) 기존에 존재하던 절점을 사용합니다. 이는 요소의 자동분할에 의해 많은 수의 미소 요소가 생성되는 것을 방지하기 위한 것입니다.

 

1. Section 탭

교량의 종방향 거리에 따른 단면치수의 변화를 정의합니다.

Girder Name : Span Information에서 지간 정보가 정의된 거더중에서 단면치수 변화를 정의할 거더를 선택합니다. 정의된 거더가 없다면 우측의 […]버튼을 클릭하여 새로운 거더를 정의할 수 있습니다.

Typical Section : 단면치수변화 정의시에 사용할 기본 단면을 선택합니다. 기본값으로 위에서 선택한 거더에 정의된 단면(들)중 하나가 선택됩니다.

Span Information : 선택된 거더의 지간길이 정보가 표시됩니다.

: 현재 거더에 정의되어 있는 단면치수 변화정보를 다른 거더로 복사합니다.

 

Height 변화

높이의 변화는 복부의 길이가 변하는 것이며, 복부와 헌치의 경사각도는 변하지 않습니다. 복부의 안쪽과 바깥쪽의 기울기가 다른 경우에도 각각의 기울기는 변하지 않습니다. 다만 TEE 단면의 높이 변화시에는 예외적으로 복부하부의 두께가 변하지 않습니다.

Width 변화

플랜지 양단부의 위치변화로 폭 변화를 반영합니다. 이때 양 단부의 플랜지 끝단의 두께변화는 없습니다. 따라서 플랜지 하부의 각도가 변하게 됩니다.

플랜지 두께 변화

플래지 두께는 BOX 안쪽 플랜지의 중앙부 두께를 기준으로 하며 내측 플랜지의 두께만 변화 합니다.

복부의 두께 변화

복부의 두께는 복부 방향에 수직인 방향의 두께를 의미 합니다. External Web은 복부의 양면중 내부면이 변화하며 Internal Web은 복부의 양면이 변화 합니다.

Height Tab/Width Tab/External Web Thk. Tab/Internal Web Thk. Tab 선택시

Ref. Line : 단면변화 입력시 Ref. Line을 기준으로 거리를 입력합니다. 선택가능한 기준선은 각지점의 위치가 됩니다.

Distance : Ref. Line으로부터의 (+, -)거리를 입력합니다.

Dimension : 현재 위치에서의 단면 치수를 입력합니다.

Curve Type : 현재위치에서 다음 위치까지 치수가 변화하는 함수의 형태를 입력합니다. (곡선 또는 직선)

Exp. : Curve Type에서 곡선을 선택한 경우 곡선의 차수를 입력합니다.

Sym. Plane Distance : Curve Type에서 곡선을 선택한 경우 곡선의 대칭축의 위치를 입력합니다. 대칭축의 위치는 Ref. Line에서 선택하는 기준선(지점)으로부터의 거리로 입력합니다.

Top Flange Thk. Tab/Bottom Flange Thk. Tab 선택시

Haunch Intervention

상부/하부 플랜지의 두께가 변하는 경우 헌치부와의 관계를 설정합니다.

이 옵션에 체크된 경우: 플랜지 두께가 변하는 경우 플랜지의 상단(상부플랜지인 경우는 하단)이 헌치부에 삽입되어 헌치부의 길이가 짧아집니다.

 

이 옵션에 체크되지 않은 경우: 다음 그림과 같이 플랜지 두께가 변하면 헌치부의 크기는 변화없이 위치만 변경됩니다.

 

그 외의 항목은 다른 Tab과 동일합니다.

 

[Example]

아래와 같은 박스 단면에 종방향 거리에 따른 형고 변화를 적용하는 예입니다.

단면 치수 변화 적용 전

 

단면 형고 변화를 입력한 대화창

 

단면 치수 변화 적용 후

단면 변화 정보에 따라서 자동으로 요소가 분할되며 각 요소에 맞는 단면이 자동으로 생성됩니다.

 

 

2. Reinforcement 탭

교량의 종방향 거리에 따른 철근 배근 정보를 정의합니다.

Section & Rebar대화상자 – Longitudinal Reinforcement Tab

 

Section & Rebar 대화상자 – Shear Reinforcement Tab

 

Girder Name

Span Information에서 지간 정보가 정의된 거더중에서 철근정보를 정의할 거더를 선택합니다. 정의된 거더가 없다면 우측의 […]버튼을 클릭하여 새로운 거더를 정의할 수 있습니다.

 

Longitudinal Reinforcement. Tab 선택시

Start Point : 철근의 시작점을 입력합니다.

Ref. Point

철근의 시작위치를 정의하기 위한 기준점을 입력합니다. 기준점은 지점 또는 지간의 10등분점으로 표현됩니다.

Distance

Ref. Point 에서 정의된 기준점으로부터의 거리를 입력합니다. 입력된 위치에서부터 철근이 입력이 시작 됩니다. 입력 값은 음수도 가능합니다.

End Point : 철근의 끝점을 입력합니다.

Ref. Point

철근의 배근이 끝나는 정의하기 위한 기준점을 입력합니다. 기준점은 지점 또는 지간의 10등분점으로 표현됩니다. 체크박스에 체크하면 Start Point 에서 정의된 Ref. Point를 기준점으로 사용합니다.

Distance

Ref. Point 에서 정의된 기준점으로부터의 거리를 입력합니다. 입력된 위치까지 철근이 입력됩니다. 입력 값은 음수도 가능합니다.

Dia. : 철근 직경을 선택합니다.

Number : 철근의 개수를 입력합니다.

Area : 입력된 철근의 총단면적을 나타냅니다.

Ref.Y

단면내 종방향 철근의 횡방향 위치를 입력하기 위한 기준점을 지정합니다. Centroid는 철근의 도심이 단면의 중앙에 오도록 배치하며, Left는 철근을 단면의 좌단에서부터 배치합니다.

Y : Ref.Y(지정한 기준점)에서부터 종방향 철근 도심의 횡방향 이동거리를 입력합니다.

Ref.Z :  단면내 종방향 철근의 연직방향 위치를 지정하기 위한 기준점을 지정합니다. Top (단면의 상단)와 Bottom(단면의 하단) 중에서 선택합니다.

Z : Ref.Z(지정한 기준지점)에서부터 연직방향으로 떨어진 거리를 입력합니다. Ref.Z에서 Top을 선택한 경우 단면상단에서부터 종방향 철근의 위치는 하향이 "+"입니다.

Ref.Z에서 Bottom을 선택한 경우 단면하단에서부터 종방향 철근의 위치는 상향이 "+"입니다.

Spacing Identity: 이 옵션을 체크하면 철근 정의 구간(Start부터 End까지)의 시작점과 종점의 철근 간격이 동일하게 입력됩니다.

Spacing [S]: 철근 정의 구간의 시작점에서의 철근 간격

Spacing [E]: 철근 정의 구간의 끝점에서의 철근 간격

 

Shear Reinforcement. Tab 선택시

Diagonal Reinforcement

경사인장 철근을 설계에 반영할 때 선택하고 관련 데이터를 입력합니다.

Pitch :  경사인장 철근의 간격을 입력합니다.

Angle : 경사인장 철근의 기울기를 입력합니다.

Aw : 복부전체의 경사인장 철근 단면적을 입력합니다.

Steel Bar for Web

전단 강봉에 의한 사인장 응력을 산정할 경우에 선택하고 관련 데이터를 입력합니다.

Pitch :  전단 강봉의 간격을 입력합니다.

Angle : 전단 강봉의 기울기를 입력합니다.

Ap : 복부전체의 전단 강봉 단면적을 입력합니다.

Pe : 복부전체의 전단 강봉에 도입되는 유효긴장력을 입력합니다.

Shear Reduction Factor : 유효긴장력 감소계수(Pe)를 입력합니다.

Torsion Reinforcement

비틀림 보강 철근을 설계에 반영할 경우에 선택하고 관련 데이터를 입력합니다.

Pitch : 횡방향 비틀림 보강철근의 간격을 입력합니다.

Awt : 횡방향 비틀림 보강철근의 단면적을 입력합니다.

Alt : 종방향 비틀림 보강철근의 단면적을 입력합니다.  

Enclosing Stirrup for Enclosed Section Area

비틀림 모멘트 강도계산에 사용되는 폐쇄단면 계산에 필요한 데이터를 입력합니다.

Cover Thickness : 폐쇄 스터럽의 피복두께를 입력합니다.

Include Flange/Cantilever : I형 단면의 플랜지, 박스형 단면의 Cantilever부분도 폐쇄단면 계산에 포함됩니다.


폐쇄 스터럽 데이터를 입력하지 않는 경우, 박스형 단면의 경우 복부 두께의1/2을 피복두께로 보고, T형단면의 경우는 피복두께를 0으로 가정하여 폐쇄 단면적을 계산합니다.


철근 입력에 대한 내용은 Reinforcement of PSC Section에서도 확인 할 수 있습니다.

 

[Example]

아래와 같은 박스 단면에 종방향 거리에 따른 철근 배근 정보를 입력하는 예입니다.

철근 배근 적용 전

 

종방향 철근 정보를 입력한 대화창

 

 

철근 정보 입력 후

철근입력 정보에 따라서 자동으로 요소가 분할되며 각 단면에 맞는 철근정보가 자동으로 생성됩니다.