기둥은 건물전체의 안정성에 큰 비중을 차지하고 있으므로 유의해서 설계하여야 한다. 그러나 국내의 기존 상용컴퓨터프로그램들은 구조기준(KBC2016)에 적합하게 설계되지 않고, 기준이 요구하는 모든 사항을 검토하지 않으며, 횡력 저항 부재의 소요강도를 산정하기 위한 안정성설계를 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 여기에 소개하는 SteelColumn은 구조기준에 적합하게 합리적으로 설계할 수 있도록 구조설계의 경험이 많은 여러 구조엔지니어와 협의하여 개발한 강재 기둥 설계프로그램이다.
구조기준은 횡력에 저항하는 휨-압축부재의 소요강도는 골조의 안정성을 확보하기 위한 2차효과(P-Δ와 P-δ)를 포함하도록 요구하고 있다. SteelColumn은 사용자가 사용한 해석법에 따라서 소요강도를 결정하고 제한 사항을 검토한다.
프로그램의 주요 특징 및 적용 범위
| 적용 기준 | KBC 2016, KSSC 2014, AISC 360-16 |
| 소요 강도 | 사용자가 수행한 안정성 설계방법에 따른 소요강도 산정 |
| 하중조합 1,000개 까지 입력 가능 | |
| 설계 강도 | 인장, 압축, 휨, 전단 및 조합력 |
| 강재 종류 | KS Standards(건축구조에 사용하는 강재) |
| 부재 단면 종류 | 압연H형강, 사각형 강관(ERW, SAW), 원형강관(ERW, SAW), 용접H형강, 용접Box 등의 2축 대칭 단면 |
| 부재 길이 | 단주 ~ 장주 |
| 압축부재 강도 | 국부좌굴(비세장, 세장)에 대한 모든 한계상태 고려 |
| 휨좌굴, 비틀림좌굴, 휨비틀림좌굴에 대한 모든 한계상태 고려 | |
| 휨부재 강도 | 국부좌굴(조밀, 비조밀, 세장)에 대한 모든 한계상태 고려 |
| 횡비틀림 좌굴에 대한 한계상태 고려 | |
| 검토 및 설계 단면 | 사용자 지정 단면, 프로그램에 의해 선택된 최적 단면 |
| 화면 그래픽 | 모든 설계과정을 화면에 다양한 그래픽으로 나타냄 |
| 보고서 | 상세계산서 및 각종 요약표 |
| 정확성 | 현행 기준에 따른 매우 정확한 해석 및 설계(AISC Steel Design Examples와 비교하여 검증) |
| 기타 | 데이터입력파일(검증용, 기타 예제), 상세한 사용자 매뉴얼 제공 |
이 프로그램은 구조설계원리와 기준요구사항들을 정확하게 반영하여 아래 그림에 나타낸 다양한 강재단면 기둥에 대해 인장력/압축력/휨모멘트/전단력/조합력에 대해 검토하고 설계한다. 횡력저항 기둥의 소요강도는 안정성설계기준에 의해 산정한다.
압축력을 받는 부재는 비세장/세장 단면의 국부좌굴에 대한 한계상태와 휨좌굴/비틀림좌굴의 한계상태를 모두 검토하여 압축강도를 결정한다.
휨을 받는 부재는 조밀/비조밀/세장 단면의 국부좌굴에 대한 한계상태와 횡비틀림 한계상태를 모두 검토하여 휨강도를 결정한다.
자동단면설계 기능이 있어 프로그램에 내장된 KS표준규격 데이터베이스로부터 최적단면을 선정한다.
- 현행구조기준(KBC2016)에 따른 매우 정확한 해석 및 설계
- 현행기준 중에 안전하지 않거나 매우 비합리적인 부분은 최근 AISC 360-16적용
- 기준에 허용된 2축 대칭 강재단면의 종류는 모두 적용
- 부재 검토 및 설계 시에 프로그램이 계산한 강재단면특성을 적용(철강회사나 서적에서 제공한 자료에 오류가 있을 수 있다.)
- 단주에서 장주까지 모두 적용
- 안정성 해석법에 따른 소요강도, 설계강도 산정
- 횡력방향(Global 좌표 축)과 기둥단면방향(Local 좌표 축)의 관계를 고려한 소요강도 산정
- 사용자가 수행한 직접해석법에 의한 2차해석값, 직접해석법에 의한 1차해석값 또는 일반1차탄성해석값을 적용하여 소요강도를 결정
- 부재의 인장, 압축, 휨, 전단 및 조합력에 대한 검토 및 설계
- 국부좌굴에 대한 모든 한계상태와 횡좌굴, 비틀림좌굴, 횡비틀림좌굴에 대한 모든 한계상태를 검토하여 강도를 결정.
- 각종 그래픽, 각종 분석표, 요약표 및 상세계산서 출력
