Beam

Frame 요소의 형상정보와 해석결과를 이용하여 단철근 보설계를 수행합니다. 사용자가 선택한 보부재와 하중조합에 대해 검토하며, 선택한 하중조합 중 가장 불리한 조건에서 휨과 전단에 대한 검토 결과를 출력합니다. 이 기능을 사용하기 위해서는 Modify Concrete Material, Modify Member Type 기능에서 설계에 사용할 재질과 부재타입(보/기둥)을 먼저 정의해야 합니다.

사용자가 철근의 배치 및 철근량을 직접 입력할 수 있으며, Result Viewer 창을 통하여 부재별 검토결과를 쉽게 확인할 수 있습니다.

단면검토는 도로교설계기준(2005), 철도교 설계기준(2004) 및 콘크리트구조설계기준(2007)을 따르고 있으며, 검토 결과에 대한 상세계산서(SI단위계 적용)를 Excel 파일(*.xls) 형태로 출력할 수 있습니다.

검토 가능한 단면은 Solid Rectangle Type과 PSC MID Type 이며, 두 단면에 대한 변단면에 대해서도 검토가 가능합니다.

Tree Menu의 Menu 탭에서 MODS Module > RC Design > RC Design Parameter(Frame)

을 클릭하면 Modify Concrete Material 에서 설계에 사용되는 콘크리트 및 철근의 재질을 확인 및 변경합니다.

을 클릭하면 Modify Member Type 에서 부재의 타입(Beam/Column)를 지정합니다. 여기서 지정한 부재 타입에 따라서 설계방법을 다르게 적용합니다.

계수하중조합
Results > Combinations > Concrete Design 에서 정의한 계수하중조합을 보여줍니다. 설계에 사용될 하중조합을 대화창에서 직접 선택할 수 있습니다. 선택된 하중조합은 휨과 전단검토에 사용됩니다.

사용하중조합
Results > Combinations > Concrete Design 에서 정의한 사용하중조합을 보여줍니다. 설계에 사용될 하중조합을 대화창에서 직접 선택할 수 있습니다. 선택된 하중조합은 사용성 검토 시 사용됩니다.

Note
검토 단면력은 부재의 Local Axis를 기준으로 My, Fz 중에서 결정된다. 그러므로 부재가 받는 주하중에 대한 부재력이 My, Fz가 될 수 있도록 요소좌표계를 맞추어야 한다.

검토부재 선택 : Model View에서 설계하고자 하는 부재를 마우스로 선택하거나, 키보드에서 부재번호를 직접 입력합니다.

비고 : 요소에 해당하는 위치를 입력하면 계산서에 반영됩니다.

Ex) "검토부재 선택 : 16번 요소 , 비고 : 중앙부"라고 입력하면 "계산서 : 중앙부(Elem-16-I)"로 표현된다.

최소전단철근 검토 : 최소전단철근기준의 적용여부를 판단합니다. (상세보기)

-KSCE-USD05, KSCE-RAIL-USD04 설계기준 선택 시 최소전단철근 검토

보 : 계수전단력 Vu 가 콘크리트가 부담하는 전단강도 ØVc의 1/2을 초과하는 경우 최소단면적의 전단철근을 두어야 하며 최소값은 아래와 같습니다.

슬래브 : 최소전단철근을 고려하지 않습니다.

- KCI-USD07 설계기준 선택 시 최소전단철근 검토

보 : 이전의 설계기준은 콘크리트 강도와 무관하게 최소전단철근량을 규정하고 있었다. 그러나 실제 실험결과에 의하면 콘크리트 강도가 증가할수록 취성적 전단파괴를 방지하기 위한 최소전단철근량을 증가시킬 필요가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 그러므로 계수전단력 Vu가 콘크리트가 부담하는 전단강도 ØVc의 1/2를 초과하는 경우 최소단면적의 전단철근을 두어야 하며 아래 두 식 중 큰 값을 최소전단철근량으로 적용합니다.

슬래브 : 최소전단철근을 고려하지 않습니다.

사용성 검토조건 (KCSE-USD05, KSCE-RAIL-USD04 설계기준 선택 시에만 활성화)
허용균열폭 산정을 위한 강재의 부식에 대한 환경조건을 선택합니다. 건조환경(0.006tc), 습윤환경(0.005 tc), 부식성환경(0.004 tc), 고부식성환경(0.0035 tc), 수밀성구조물(0.2mm), 고부식성환경/수밀성구조물(0.13mm))중 하나를 선택할 수 있습니다.

허용균열폭 산정시 전단철근 포함 : 최외단 철근의 표면과 콘크리트 표면 사이의 콘크리트 최소피복두께 (tc)를 산정함에 있어 전단철근을 최외단 철근으로 고려할 때 사용합니다. 선택하지 않으면 주철근을 기준으로 최소피복두께 (tc)를 계산 합니다.

철근 중심간격 검토(KCI-USD07 설계기준 선택 시 검토)
KCI-USD07 설계기준 선택 시 사용성 검토조건은 비활성화되고 철근 중심간격으로 검토합니다. 이전의 설계기준의 사용성 검토규정에서 균열폭을 계산하여 허용균열폭을 초과하지 않게 철근을 배치하도록 한 규정을 삭제하고 인장철근의 간격제한으로 균열을 제어하도록 개정하였으며 아래 두식에 의해 계산된 값 중에서 작은 값 이하로 해야합니다.

주철근 위치 : 부재의 인장부 연단에서 배근하고자 하는 철근의 도심까지의 거리를 입력합니다. 이 값은 사용자가 철근을 입력하기 전 개략적인 필요철근량을 계산하기 위해 사용되며, “0” 보다 큰 값을 입력하여야 합니다.

Dt : 부모멘트부 설계를 위해 부재의 상연에서부터의 거리를 입력합니다.

Db : 정모멘트부 설계를 위해 부재의 하연에서부터의 거리를 입력합니다.

Part Number : 부재의 I단, J단, 1/2지점 중 검토하고자 하는 위치를 선택합니다.

: 입력한 내용이 Design Information 에 반영됩니다. 이미 입력된 부재가 있는 경우 업데이트 되지 않습니다.

: Design Information의 해당 부재의 값을 수정합니다. 해당 부재가 Design Information상에 입력되어있지 않다면 업데이트 또는 수정되지 않습니다.

Design Information : , , 버튼의 동작에 따라 입력된 내용을 그리드를 통해 보여줍니다. 마우스를 통하여 그리드의 Row를 선택시 선택된 부재는 입력창과 Model View에 반영됩니다.

: Design Information에 입력된 정보를 기준으로 단면검토를 수행 합니다. 검토결과는 Beam Design 대화창에서 확인할 수 있습니다.

검토하고자 하는 단면에 배근 되는 휨철근정보를 입력하고 입력된 철근정보를 바탕으로 휨에 대한 단면검토를 수행합니다.

Dialog에 사용자가 직접 입력하는 Dist, Num, C.T.C는 연산기능이 수행되지 않으므로 계산된 값을 입력해야 합니다. 다음은 RC Beam Design(Flexure)대화창 항목에 대한 부연설명입니다. (상세보기)

ReBar : 보강철근의 배근 형태를 결정합니다.

Number : 단면에 배근 되는 보강철근의 수를 직접 입력합니다. 보 부재와 같이 단면폭이 명확한 경우에 주로 사용됩니다.콘크리트 구조설계기준(2007)선택 시 계산되는 인장철근 중심간격은 "[ 단면폭-양쪽 피복두께(100mm)-전단철근지름*2 - 최외곽휨철근지름/2 *2 ] / (Num-1)"로 산정됩니다.

C.T.C : 단면에 배근 되는 보강철근의 간격을 입력합니다. 보강철근의 수는 단면폭(b)/ 배치간격(C.T.C)의 형태로 계산되어 집니다. 슬래브 부재와 같이 횡방향으로 단위폭 계산을 하는 경우 주로 사용됩니다.

MEMB : Design Information에 정의된 요소번호를 나타냅니다.

SEL : 엑셀 형태의 계산서 출력이 필요한 경우 선택합니다. Connect Model View 옵션에 Check on한 경우에는 Model View에서 부재를 선택할 수 있습니다.

Pos : 선택된 요소에서 단면검토를 수행하는 위치를 나타냅니다. (I : I단, J : J단, M : MID)

Bc,Hc : 선택된 부재의 치수를 나타냅니다. 변단면 부재의 경우 MID 위치의 부재치수는 I단과 J단의 값을 선형보간하여 계산합니다.

LCB : 단면검토에 사용될 계수하중조합(선택한 하중조합 중 가장 불리한 조건)의 번호를 나타냅니다. 정모멘트는(+), 부모멘트는(-)로 표시됩니다.

Moment : RC Design Parameter 대화상자에서 선택한 계수하중조합과 사용하중조합 중에서 단면검토에 사용될 하중을 나타냅니다.

Mu : 계수하중 모멘트 중에서 절대값이 최대인 값을 나타냅니다.

Ms : 사용하중 모멘트 중에서 절대값이 최대인 값을 나타냅니다. 단 계수하중과 동일부호값에 한합니다.

Apre : 사용자가 입력한 Dt, Db 값에 의해 계산된 개략적인 필요철근량을 나타냅니다. 사용자의 설계편의를 위한 안내값으로 설계에 사용되지 않습니다

Rebar : 보강철근이 배근 되는 단수를 나타냅니다. 보강철근은 3단까지 배근 가능합니다.

Dist : 부재의 압축부 연단에서 배근하고자 하는 철근의 도심까지의 거리를 입력합니다. n+1단의 거리는 n단의 거리보다 큰 값이어야 합니다.

Dia(1-Size, 2-Size) : 보강철근의 직경을 입력합니다. 철근이 교번 배근 되는 경우 2-Size에 입력합니다.

Num, C.T.C : ReBar 선택에 따라 대화창의 표기가 달라집니다. 각층에 배근 되는 철근의 개수 또는 배근 간격을 입력합니다. 2-Size에 철근이 입력된 경우 보강철근의 수는 각각의 보강철근에 등분하여 적용됩니다.

Calc : Calc 버튼을 누르면 입력된 정보를 기준으로 단면검토를 수행하고, Result Viewer의 계산결과를 갱신합니다.

Ause : 사용자가 입력한 철근정보를 바탕으로 총 철근량을 계산합니다.

ØMn/Mu : 입력된 철근정보로부터 계산된 부재의 공칭모멘트와 계수모멘트의 비를 나타냅니다.

Ause /Aapp : 부재에 배근된 철근량과 필요철근량의 비를 나타냅니다. 필요철근량(Areq)은 사용자가 선택한 설계기준에 준하여 최대,최소철근비 및 4/3 Areq 규정을 적용하여 구합니다.

Note : 이전의 설계기준에서는 철근비에 0.75배한 값으로 규정하였으나 KCI-USD07(콘크리트 구조설계기준)에서는 철근의설계기준 항복강도에 따른 휨부재의 최소 허용변형률과 해당 철근비를 균형 철근비에 대한 비율로 나타냅니다. 이에 대한 내용은 [콘크리트 구조설계기준 표 6.2.3]을 참조하시기 바랍니다. 콘크리트 구조설계기준에서 제시된 각 항복강도의 해당철근비는 고정된 값이 아니면 인장철근을 2단이상 배근할 경우 최외곽철근까지의 유효높이와 인장재 등가높이까지의 유효높이가 서로 상이하므로 비교하시면 안됩니다. 콘크리트 구조설계기준에서 제시된 값은 1단배근에 대한 값을 표현한 것이므로 주의하시기 바랍니다.(영남대-이재훈 교수님 자문)

wa/w : 허용균열폭과 휨균열폭의 비를 나타냅니다. (KSCE-USD05, KSCE-RAIL-USD04)

Sa/S : 허용철근 중심간격과 사용철근간격의 비를 나타냅니다. (KCI-USD07)

CHK : 단면검토결과를 나타냅니다.

OK : 단면검토 결과를 만족하는 경우.

NG : 단면검토 결과를 만족하지 않는 경우 또는 사용철근량이 최소철근량 미만인 경우.

NG(max) : 사용철근량이 최대 철근량 초과인 경우.

: SEL에서 선택된 요소가 Model View 에서 선택됩니다.