Re:트러스 모델링과 분석방법

실무하시는 분이라면 구조 도면이 철골shop 도면에 어떤 영향을 미치는지 또 시공시 어떤 절차로 가조립해서 설치가 되는지 고려가 필요합니다. 교과서에 나타난 것처럼 생각하면 무리가 있습니다. 현실적인 두가지 예를 들어 말씀 드리겠습니다. A. 상현재와 하현재( Chord라고 합니다.)는 일단 연속적으로 갑니다.( 실제적인 경우입니다. ) 핀이라고 가정하는 접합부는 member release를 사용하여 처리합니다.(sap 2000의 경우) Release를 사용 한다는 것은 ===> 수직재와 경사재(양 끝단에서 모멘트력이 전달 않게 합니다.) 모델링 단계에서는 트러스해석의 가정에 맞추어서 가는 것이 아닙니다. 시공되는 그대로, 있는 그대로 최대한 반영합니다. 트러스를 이상화하면 아래와 같습니다. ================================ <-상현재(연속재) / ㅣ / ㅣ / ㅣ / ㅣ / ㅣ / ㅣ / <- diagonal( 경사재) ================================ <-하현재(연속재) ^ (note: ㅣ <- 수직재 ) ㄴ(접합부) 상기 그림에서 상.하 현재의 좌우에서 기둥이나 콘크리트 벽체에 핀접합으로 연결 된다고 가정합시다. 상현재와 하현재는 보통 CT(형상:ㅗ)형강을 사용하는데 여기서도 그렇게 가정합시다. 실제 Gusset Plate가 접합부재를 상호 연결하는데 현재(형상:ㅗ)의 Web 측면에 Gusset Plate가 붙는게 일반적이며 양측면에 붙이는 경우(이유는 편심 발생을 제거하기 위해서)도 있습니다. 교과서처럼 100% 핀이라면 Bolt가 달랑 붙겠죠 그런데 현장에서 주로 사용하는 것은 Dia가 20mm(M20)인 F10T가 일반적인데.... 접합부재의 전달력이 커서 M20 한개로 않되는 경우가 발생합니다. 심지어 세개 네개 까지 증가하는 경우도 있습니다. 현재(상,하)에 수직재와 경사재가 같이 만나서 Gusset Plate가 동시에 부담해서 매우 커집니다. Shop Drawing에서 말하는 Working Point가 일치하지 않는 이유도 위의 상황 때문입니다. 이러한 경우( Working Point가 일치하니 않는 경우)는 구조해석 프로그램에 적용하는 가정과 다른 경우가 되어 집니다. 따라서, 수직재와 현재의 접합점과 경사재와 현재의 접합점이 따로 놀아서 편심이 발생하는데 이런 문제가 있을때 편심에 의한 2차적인 응력 검토가 필요합니다. 위에서 잠시 말했지만, 현재에 Gusset Plate가 한개 붙어서 경사재와 수직재의 축력들이 편심(= 상 하 현재 Web의 두께 반 + Gusset plate의 두께 + 수직재나 경사재 연결부( 앵글이면 한쪽면의 두께 반) )을 동반하여 2차 응력을 고려하여야 합니다. 이상으로 실무에서 일반적으로 구조쟁이가 고려 할 점 열거 하였습니다. 학부 학생이라면 구조 해석용 프로그램을 사용하여 아래와 같이 모델링 연습을 하십시오. 1. 고정하중(Self Weight)만 고려한다. 2. 트러스 형태는 상관 없지만 15m, 20m, 40m span을 고려한다. 3. 트러스의 양 끝( 기둥이나 벽체)에는 핀으로 가정한다. 4. 트러스내 접합부는 두가지로 크게 분류한다. a. 강접합 경우 b. 핀접합 경우( c. 상,하 현재가 모두 연속인 경우 수직, 경사재는 현재에 핀( Release 처리)으로 접합 됨. 5. 트러스 내부 절점이 강접합인 경우와 핀접합인 경우 내 응력을 서로 비교 검토하세요.( <=15,20,40mm) 6. 4의 c경우도 4의 a,b와 비교하세요. 7. 트러스 횡지지는 일단 고려하지 마세요!(차후의 일입니다.) B. 부재의 변형에 따른 2차 응력무시라는 말은 ==>상용 프로그램을 사용한 구조해석시 대변형에 대한 고려를 하지 말라는 것입니다. 그러나 장 스판에서는 실무자들도 조심해서 고려 할 필요가 있습니다. 40m 전후에는 이러한 해석을 별도로 고려 할 필요는 있다고 생각합니다. 트러스를 시공하면 일단 처짐이 생깁니다. 이게 미소하면 별 무리가 없다고 하나, 트러스가 변형(처짐)에 의한 2차 응력검토를 바로 하지 않고 시공 상태의 처짐을 조절하기 위해서 camber로 처리하는데 사실 말이 쉽지 장 스판을 Camber로 한다는 것은 장난 아닙니다. ( shop 도면 작업과 건축 마감재 연결까지 고려해야 합니다.) Code에서 요구하는 처짐을 만족 시키면 이러한 문제는 어느정도 해결됩니다. 그래서 일반적인 규모 혹은 탄성 해석에는 고려하지 말라고 언급하는 것입니다. 처짐 제한에 대한 내용은 그냥 설정하는게 아니고 많은 경험과 문헌으로 학자와 실무자 정한것입니다. 실무에서 연성과 소성을 논하는 수준으로 발전하면 정해진 기간내에 성과물 전달이 어렵겠죠... 대학원 이상에서 공부해야 할 사항입니다. 끝으로, 많은 도움이 되었으면 합니다. --------------------- [원본 메세지] --------------------- 트러스는 각 절점에 모든 모든 하중이 작용한다. : 부재의 변형을 고려하지 않은상태(부재 변형에 따른 2차응력을 무시) 에서 오직 1차응력만을 가지고 해석한다. q) 부재가 하중을 받아도 변형하지 않는다 라는 가정을 말하는 것 인가요? q) 그렇다면 트러스의 특정 부재가 세상비의 일정 값을 넘어설때, 단면이 크게 증가할때 이러한 트러스 해법사용이 불가한 것인지? q) 1차응력이란 것이 부재의 변형을 고려 하지 않은 상태에서의 응력값을 말하는 것 입니까? q) 지점이 힌지일때 1차응력. (변형은 없다고 가정) 강절일때 2차응력을 '반드시' 고려 할 '필요'는 없다. (부재의 변형유무에 따라 고려하거나 말거나??) q) 그렇다면 하나의 힌지에 n개의 부재가 붙어 있을때와 하나의 써젯에 n개의 부재가 붙어 있을때, 힘의 분배가 동일하게 이루어 진다는 말인가요? (사실 부재가 어떻게 접합되던간에 전체트러스가 안정을 이룬다면 무시해도 될 부분이 아닌가?) 몇가지 의문사항이 있어서 나름대로 생각해보고 궁금한점에 대해 질문 해 봅니다. 답변주시면 감사하겠습니다.