Awning 구조해석 결과 보고서 (사) 전북대 TIC R&D사업단 선행기술팀 2014. 05. 27.

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1 Awning 구조해석 결과 보고서 (사) 전북대 TIC R&D사업단 선행기술팀

2 구조 해석 개요 차양(Awning) 하향식 피난구 하부에 장착되어 차양 및 외부 침입 방지, 사용자 추락 방지를 위한 Awning에 대하여 풍속 60m/s에 의한 풍압에 의한 안전성 검토에 그 목적이 있음 Awning 3D 모델 형상

3 Specific Gravity(kg/m3) Tensile Strength(MPa)
적용 물성치 적용 물성치 Material SS400 Young’s Modulus(GPa) 200.0 Poisson’s Ratio 0.26 Specific Gravity(kg/m3) 7,850 Yield Strength(MPa) 250 Tensile Strength(MPa) 400

4 Load Condition(Earth Gravity)
해석 조건 하중 조건(Load Condition) 자중에 의한 하중 조건 적용(중력가속도) 60m/s의 바람에 의한 하중 적용(KBC 2009, 외장재 설계용 풍하중 적용) 바람의 방향에 따라 4개의 case로 구분 풍하중 적용 시 정압 및 부압으로 구분하여 유효 수압 면적을 산출하여 적용 Gravity Load Condition(Earth Gravity)

5 Load Condition(Wind pressure)
해석 조건 하중 조건(Load Condition) 부 압 정 압 바람 방향 정압 부압 바람 방향 Case 1 Case 2 정 압 정압 정압 정압 바람 방향(45˚) 바람 방향(수평 및 수직 45˚) Case 3 Case 4 Load Condition(Wind pressure)

6 해석 조건 경계 조건(Boundary Condition) 벽면과 연결되어 고정되는 조건 적용(6-dof fixed)
벽면에 의한 고정조건 적용 (6-dof Fixed) 하향식 피난구에 의한 수직 방향 고정 조건 적용 (3-dof Fixed) Boundary Condition

7 Case 1 Result

8 Analysis Result Case 1 응력 해석 결과 Max. Stress : 205.0 MPa
Safety factor = = 1.22 ≥ 1 : SAFE Yield strength Max. stress 하단부 모서리 Max stress contour

9 Max Displacement contour
Analysis Result Case 1 변위 해석 결과 Max. Displacement : mm Max Displacement contour

10 Case 2 Result

11 Analysis Result Case 2 응력 해석 결과 Max. Stress : 200.3 MPa
Safety factor = = 1.25 ≥ 1 : SAFE Yield strength Max. stress 측면 하단부 Max stress contour

12 Max Displacement contour
Analysis Result Case 2 변위 해석 결과 Max. Displacement : mm Max Displacement contour

13 Case 3 Result

14 Analysis Result Case 3 응력 해석 결과 Max. Stress : 140.7 MPa
Safety factor = = 1.78 ≥ 1 : SAFE Yield strength Max. stress 측면 하단부 Max stress contour

15 Max Displacement contour
Analysis Result Case 3 변위 해석 결과 Max. Displacement : mm Max Displacement contour

16 Case 4 Result

17 Analysis Result Case 4 응력 해석 결과 Max. Stress : 98.22 MPa
Safety factor = = 2.55 ≥ 1 : SAFE Yield strength Max. stress Max stress contour

18 Max Displacement contour
Analysis Result Case 4 변위 해석 결과 Max. Displacement : mm Max Displacement contour

19 해석 결과 분석 Evacuation 구조 해석 결과 분석
본 해석은 어닝(Awning)에 대한 안전성을 검토하기 위하여 진행된 선형 정적 구조 해석 결과 이며, 60m/s의 바람에 의한 풍 하중 및 자중 조건을 적용하여 바람의 방향에 따라 4개의 case로 구분하여 수행되었음 하중 적용 시 건축구조설계기준(KBC 2009)의 외장재 설계용 풍하중 산출 기준에 의거하여 적용하였음 해석 결과 Case 1에서 최대 응력이 도출되었으며 205.0MPa가 하단부 모서리 에서 발생하였으나 소재의 허용 강도인 250MPa 이하로 영구 변형 및 파단이 발생하지 않을 것으로 판단됨 Case 1 2 3 4 Max. stress(MPa) 205.0 200.3 140.7 98.22 Max. Displacement(mm) 178.2 177.9 121.4 85.85 Safety factor 1.22 1.25 1.78 2.55 FAIL/SAFE SAFE