RC Design Parameter(Frame)-Wall

Frame 요소의 형상정보와 해석결과를 이용하여 벽체검토를 수행하는 기능입니다. 사용자가선택한 기둥부재와 하중조합에 대해 검토하며, 선택한 모든 하중조합에 대한 단면 검토 결과를 출력합니다. 이 기능을 사용하기 위해서는 Modify Concrete Material, Modify Member Type 기능에서 설계에 사용할 재질과 부재타입(보/기둥)을 먼저 정의해야 합니다.

벽체 설계는 단위폭(1m)으로 설계를 수행하며 면외 방향에 대해 1방향 설계가 이루어 집니다. 따라서 면내 방향으로 작용하는 힘은 고려하지 않습니다.

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

장•단주 판별, 횡구속여부에 따른 모멘트 확대 등을 고려할 수 있으며, 이때 적용되는 계수는 자동계산 기능을 사용하거나 사용자가 직접 입력할 수도 있습니다. 또한 콘크리트 구조설계기준(2007)선택 시 지배단면에 따른 강도감소계수가 적용됩니다. 단면검토는 콘크리트구조설계기준(2003), 콘크리트 구조설계기준(2007)을 따르고 있으며, 검토 결과에 대한 상세계산서(SI단위계적용)를 Excel 파일(*.xls) 형태로 출력할 수 있습니다.

검토 가능한 단면은 Solid Rectangle Type에 대해서 검토가 가능합니다.

Main Menu에서 MODS Module > RC Design > RC Design Parameter(Frame)

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

RC Design Parameter(Frame)-Wall 대화상자

 

Modify Concrete Material

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

 

Modify Member Type

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

 

Wall

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, Fx 중에 결정됩니다. 그러므로 부재가 받는 주하중에 대한 부재력이 My, Fz, Fx가 될 수 있도록 요소좌표계를 맞추어야 합니다. 부재 단면의 치수도 Section의 요소 Local Axis를 따라 B(y축), H(z축)를 결정합니다.

  Group

  층안정지수( ) 를 산정하기 위해서는 각 층의 총 수직하중과 전단력을 알아야 합니다. 한 층에 해당하는 기둥부재를 Structure Group으로 지정하여 이 그룹에 포함된 부재의 수직하중과 전단력의 총합을 계산합니다.                                                                                                                 단, Model > Properties > Material 에서 User Defined으로 정의된 부재는 Structure Group으로 지정하여도 수직하중과 전단력의 총합을 계산할 때 제외되므로 주의하시기 바랍니다.        

 

검토부재 선택

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

Note

요소에 해당하는 위치를 입력하면 계산서에 반영됩니다.

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

 

Design Option

검토조건 : 벽체에 작용하는 설계모멘트를 산출할 때 모멘트를 확대할지 여부를 결정합니다.

- 단주검토 : 선택된 검토부재는 항상 단주로 보고 설계하며 모멘트 확대 과정이 없습니다.

- 장단주 판별 : 선택된 검토부재에 대해서 장단주 판별 후 설계합니다. 이때 장주일 경우 모멘트 확대의 과정을 거쳐 설계모멘트를 산출하게 됩니다. I단과 J단의 경우에는 기존의 방법을 이용하여 단부 모멘트를 확대합니다. 하지만 중앙부의 모멘트는 아래의 방법에 따라 모멘트를 확대시킵니다.

모멘트 확대계수 자동결정을 선택시에는 중앙부에 대해서는 모멘트 확대계수를 사용하지 않고 M+ΔM을 적용합니다. 여기서 M은 중앙부의 모멘트이며, ΔM은 각각의 하중조합별로 축하중과 해당하중에서의 중앙부가 아닌 Member의 Node전체에서 최대수평상대변위(전체좌표계의 xy평면에 대해서 이동된 단부의 Node와 수평변위를 고려한 최대수평거리)를 이용하여 층의 수직방향력P를 이용하여 Δd*P로 사용합니다.

모멘트 확대 계수 자동결정을 선택하지 않고 사용자가 직접입력 하였을 경우에는 사용자가 입력한 값을 중앙부모멘트에도 적용하여 모멘트를 확대시킵니다.

 

- 횡구속여부 자동 결정 : 자동설정을 선택하면 층안정지수(Q)를 계산하여 횡구속 여부를 판단합니다. 자동결정을 선택하지 않은 경우 사용자가 횡구속 여부를 직접 지정할수 있습니다.

- 횡구속 변수 : 횡구속 구조물에서 확대 모멘트를 계산하기 위한 변수를 입력합니다.

1. 모멘트 확대계수 자동결정 : 모멘트 확대계수 δns를 자동계산하거나 직접 입력합니다.

2. 등가 모멘트 보정계수 자동결정 : 등가 모멘트 보정계수(Cm)을 자동계산하거나 직접 입력합니다.

 

- 비횡구속 변수 : 비횡구속 구조물에서 모멘트 확대계수(δs)를 자동계산하거나 직접 입력합니다.

- βd 사용자 입력

1. 비횡구속 구조물의 확대모멘트 계산 시 βd=0으로 적용해야 하는 경우가 있습니다.(단기하중일 경우)

2. 횡구속 : Check Off 시 최대 축방향 고정하중/전체 계수축하중에 의해서 자동결정되며 여기서 최대 축방향 고정하중은 Dead Load 값을 사용한다. Check On 시 사용자 입력 및 수정이 가능하며 기본값은 0.6 입니다.

3. 비횡구속 : Check Off 시 최대 계수지속전단력/전체 계수전단력에 의해서 자동 결정되며 여기서 최대 계수지속전단력은 Dead Load 값을 사용한다. Check On 시 사용자 입력 및 수정이 가능하며 기본값은 0.6 입니다.

 

- 사용성 검토조건(KSCE-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 산정 시 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.

 

- 필요철근량 비율 자동결정 : 사용자가 철근 배근을 용이하게 하기 위한 개략 철근량을 산정하기 위한 기능으로 작용 부재력에 대해서 자동으로 전면과 배면의 철근을 최적화 시킨 필요철근량을 계산합니다. 고려하지 않을 경우에는 사용자가 직접 전면과 배면의 철근 비율을 입력해야 합니다.

- 최대 철근비 검토 : 벽체에는 최대 철근비에 대한 규정은 따로 없으나 사용자가 검토하는 경우가 많으므로 선택사항으로 반영됩니다. 그리고 전체단면적에 대한 축방향 철근량의 최대면적비를 입력합니다. 최대 철근비는 8% 입니다.

- 주철근위치 : 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.

1. Dt : 부재의 상연에서부터 철근 도심까지의 거리를 입력합니다.

2. Db : 부재의 하연에서부터 철근 도심까지의 거리를 입력합니다.

 

- 헌치 높이 : 검토할 부재가 헌치가 있을 경우 높이를 입력합니다. 헌치 높이를 반영하지 않으려면 “0”을 입력합니다.

1. h_i : i단의 헌치 높이

2. h_j : j단의 헌치 높이

각각 입력된 헌치 높이의 1/3을 부재의 높이 H에 추가하여 단면을 검토합니다. 그러나 MID단 검토시에는 헌치 높이와 상관없이 부재의 높이 H를 이용하여 단면을 검토합니다. Result Viewer창에 표시되는 단면의 높이는 헌치의 높이가 고려된 값으로 합니다.

 

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

- Unbraced Length(L,Lb) : 을 클릭하면 Unbraced Length (L,Lb) 메뉴가 실행되어 설계에 사용되는 부재의 비지지 길이를 설정할 수 있습니다. Unbraced Length중 Ly만 설계에 적용됩니다. Unbraced Length(Ly)를 설정하지 않으면 부재의 전체 길이가 비지지 길이로 고려됩니다. 그리고 Laterally Unbraced Length(Lb)의 값을 입력하여도 RC Design(Column, Wall)에는 적용되지 않습니다.

- Effective Length Factor(K) : 을 클릭하면 Effective Length Factor (K) 메뉴가 실행되어 설계에 사용되는 부재의 유효좌굴길이를 입력할 수 있습니다. Effective Length Factor중 Ky만 설계에 적용됩니다. 별도 입력이 없는 경우, 유효좌굴길이 계수는 1로 고려합니다.

 

- : 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.

- : 해당 부재를 Design  Information에서 삭제합니다.

 

- Design Information : , , 버튼의 동작에 따라 입력된 내용을 테이블을 통해 보여줍니다. 마우스로 테이블의 행을 선택 시 선택된 부재는 입력창과 Model View에 반영됩니다.

 

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

 

Axial & Flexure

검토하고자 하는 단면에 배근되는 축방향압축과 휨 철근정보를 입력하고 입력된 철근 정보를 바탕으로 축방향압축과 휨에 대한 단면 검토를 수행합니다.

Dialog에서 사용자가 입력하는 Dist, Num, C.T.C는 연산기능이 수행되지 않으므로 계산된 값을 입력해야 합니다.

RC Wall Design Result - Axial & Flexure

 

- 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 부재에서 단면검토를 수행하는 위치를 나타냅니다.

- LCB : 단면검토에 사용될 계수하중조합(선택한 하중조합 중 가장 불리한 조건)의 번호를 나타냅니다.

- 검토부재력: 검토에 사용된 부재력을 나타냅니다.

1. Pu : 계수하중 축력 중에서 절대값이 최대인 값을 나타냅니다.

2. Mu : 계수하중 모멘트 중에서 절대값이 최대인 값을 나타냅니다.

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

Note : 벽체 부재의 설계는 선택된 모든 하중조합에 대해 동시발생부재력을 기준으로 검토한다. 검토한 모든 하중에 대한 설계결과는 Excel Report에서 확인할 수 있으며, 대화상자에서는 검토한 하중조합 중 가장 불리한 경우에 대해서만 결과를 출력한다.

 

- AsReq : RC Design Parameter 대화상자의 "주철근 위치" 정보를 기준으로 계산한 개략적인 필요철근량을 나타냅니다. 철근배근시 참고값으로 사용하는 것으로 설계에 적용되지 않습니다.

- Rebar : 보강철근이 베근되는 단수를 나타냅니다. 보강철근은 3단까지 배근 가능합니다.

1. 전 : 요소 local(z)축 기준으로 (+) 방향

2. 후 : 요소 local(z)축 기준으로 (-) 방향

Note : AsReq >=0.5일때는 붉은색으로 표시하여 더 이상의 필요철근량을 계산할 수 없음을 시사합니다.

 

- 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.

- 철근입력 : 단면정보에 따라 Rebar Input for Column Section, Rebar Input for General Section으로 연결되어 사용자가 직접 철근을 배근합니다.

- ØPn/Pu : 입력된 철근정보로부터 계산된 부재의 공칭축력과 계수축력의 비를 나타냅니다.

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

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

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

- CHK : 단면검토결과를 나타냅니다.

1. OK : 단면검토 결과를 만족하는 경우

2. NG : 단면검토 결과를 만족하지 않는 경우

3. NG(max) : 사용철근량이 최대 철근량 초과인 경우

4. NG(min) : 사용철근량이 최소 철근량 미만인 경우

5. NG(wa) : 휨균열폭이 허용균열폭을 초과한 경우

 

- : SEL에서 선택된 요소를 모델 View에서 활성화합니다.

- , : SEL에서 전체선택 또는 선택해제를 수행합니다.

- : SEL에서 선택된 요소의 입력된 정보를 기준으로 단면검토를 수행합니다.

- : SEL에서 선택된 요소의 철근정보 및 단면검토가 삭제됩니다.

- : Beam Design의 Flexure 또는 Shear에 출력된 테이블의 모든 요소에 대한 정보를 클립보드로 복사하여 문서작성용 파일(excel, word, hwp등)에 “Ctrl+C”하면 table 전체를 바로 붙여넣을 수 있습니다.

- : SEL에서 선택된 요소에 대한 상세계산서를 Excel Format으로 출력합니다.

 

- Save Image as EMF File을 Check On하여 상세계산서를 출력하면 PM상관도와 단면정보가 EMF파일로 저장됩니다.

예를들어 계산서이름이 test이며 test_image라는 폴더가 계산서가 저장되어진 폴더하부에 생성됩니다.

 

- : Result Viewer창을 활성화 또는 비활성화합니다.

Note : Result Viewer[전단력 검토] 제한사항 및 표현방법

1. 사용자가 휨 철근은 입력하고 전단철근을 입력하지 않아도 [전단력 검토]에서 φVn은 0이 아니며 콘크리트가 부담하는 전단력과 계수전단력(Vu)을 비교검토하고 계산서에도 동일하게 표현됩니다.

2. 휨 철근을 입력하고 전단철근을 입력하지 않은 상태에서 계산버튼 클릭시 표현방식은 다음과 같습니다.(계산서도 동일하게 표현됩니다.)

▶ φVc < Vu 일 때(전단보강 필요)

▶ φVc > Vu > φVc/2 일 때(최소전단철근 보강)

▶ φVc > Vu 일 때(전단보강 불필요)

 

Shear

검토하고자 하는 단면에 배근되는 전단철근정보를 입력하고 입력된 철근 정보를 바탕으로 전단에 대한 단면  검토를 수행합니다.

Dialog에서 사용자가 입력하는 다리수, 간격(s)은 연산기능이 수행되지 않으므로 계산된 값을 입력해야 합니다.

RC Wall Design Result - Shear

 

- 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.

- B, H : 선택된 부재의 치수를 나타냅니다.

- LCB : 단면검토에 사용될 계수하중조합(선택한 하중조합 중 가장 불리한 조건)의 번호를 나타냅니다.

- 검토부재력 : 검토에 사용된 부재력을 나타냅니다.

1. Vu : 계수하중 전단력 중에서 절대값이 최대인 값을 나타냅니다.

2. Pu : 계수하중 축력 중에서 절대값이 최대인 값을 나타냅니다.

 

- AvReq : 필요철근량을 나타냅니다.

- 전단철근 : 단면검토에 사용될 전단철근을 정의합니다.

1. Dia : 전단철근의 직경

2. 다리수 : 부재폭 내에 배치되는 전단철근의 다리수를 입력합니다.

3. 간격(s) : 전단철근의 배치간격을 입력합니다.

 

- Calc : Calc 버튼을 누르면 입력된 정보를 기준으로 단면검토를 수행합니다.

- AvUse : 사용자가 입력한 철근정보를 바탕으로 총 단위철근량을 계산합니다.

- ØVn/Vu : 입력된 철근정보로부터 계산된 부재의 공칭전단력과 계수전단력의 비를 나타냅니다.

- CHK : 단면검토결과를 나타냅니다.

1. OK : 단면검토 결과를 만족하는 경우

2. NG : 단면검토 결과를 만족하지 않는 경우

3. NG(s) : 전단철근의 배치 간격이 규정을 벗어나는 경우