Transverse Analysis Model Wizard

이 기능은 교량의 종방향 Frame모델로부터 횡방향 해석 모델을 자동으로 생성해주는 기능입니다. 종방향 모델의 임의의 위치를 선택하면 선택된 지점 부분의 단면 형상 정보를 이용하여 횡방향 해석용 2차원 Frame모델을 생성합니다. 또한 기하형상 뿐 아니라 Wizard 내에서 하중(고정하중, 활하중 및 기타 하중 포함) 및 텐던, 철근도 정의할 수 있습니다.

Main Menu에서 Model > Structure Wizard > Transverse Analysis Model

Tree Menu의 Menu 탭에서 Geometry > Structure Wizard > Transverse Analysis Model

Transverse Analysis Model Wizard 대화상자

 

Selection Position

Element

횡방향 모델을 구성할 부분의 요소를 선택합니다.

Grillage Model(PSC-T shape only)

T형 단면을 사용한 Grillage 모델의 경우 하나의 거더 단면이 아닌 교량 전체의 횡단면에 대해 모델을 작성해야 합니다. 이러한 경우에 이 옵션으 체크하면 교량 전체 횡단면에 대한 횡방향 모델을 생성할 수 있습니다. 단, 이 옵션은 거더에 할당된 단면 형상이 PSC-Tee인 경우에만 사용 가능합니다.

이 옵션에 체크한 후 횡단면을 구성하는 요소를 차례로 선택하면 선택한 순서대로 단면을 연결하여 전체 횡단면 모델을 만듭니다.

여러 요소를 차례대로 선택한 모습

 

여러 개의 Tee형 거더로 이루어진 교량의 횡방향 모델

 

Position

선택한 요소의 I단과 J단중 어느 부분의 단면을 사용하여 횡방향 모델을 생성할 것인지 선택합니다.

요소와 위치를 선택한 후  을 클릭하면 아래에 선택된 요소의 리스트가 표시되며, 우측의 View 대화상자에 횡방향 Frame 모델을 미리 볼 수 있습니다.

이 미리보기 창은 Tendon이나 철근 입력시에 참고합니다.

리스트의 Data부분에 X가 표시된 부분은 아직 횡방향 모델 생성을 위한 정보가 입력되어 있지 않음을 뜻합니다. 아래의 Model, Load, Tendon & Reinforcement 탭에서 정보를 입력하고 단면그림 하단의  을 클릭하여 O가 표시되면 모델이 생성될 준비가 되었음을 말합니다.

 

Section Position

Shape : 선택된 요소에 할당되어 있는 단면의 종류가 표시됩니다. Transverse Analysis Model Wizard에서 입력하는 모든 데이터(Model, Load, Tendon & Rebar)는 Section에서 표시된 형상을 기준으로 입력되어야 합니다.

 

 

Model 탭

횡방향 모델의 기하정보를 입력합니다.

Longitudinal Length : 횡방향 모델의 교축방향 길이

Maximum Mesh Size : 횡방향 모델을 구성하는 보요소의 최대 길이

Boundary Condition : 경계조건의 종류

경계조건은 각 복부의 최하단 절점에 생성되며, 가장 왼쪽에 있는 복부의 경계조건은 힌지, 그 외의 경계조건은 롤러로 정의됩니다.

Support : 경계조건이 지점(Support)으로 정의됩니다.

Spring : 경계조건이 Point Spring Support로 정의 됩니다.

 

Pavement & Barrier

포장 및 방호벽, 중분대의 치수를 입력합니다. 여기서 입력된 치수를 근거로 하여 각 부분에 해당하는 하중이 계산됩니다.

Type : 횡단면의 형태를 선택합니다.

Slab Width : 위에서 선택한 단면 형상을 기준으로 한 교량의 폭이 표시됩니다. 이 값은 수정할 수 없습니다.

b1~b7 : 안내그림을 참조하여 각 부분의 치수를 입력합니다. 이 값들은 하중의 재하위치를 결정하는데에사용되며 0을 입력해도 상관없습니다.

Sum : b1~b7의 값을 더한 값이 표시됩니다.

Change the Section Offset

생성될 횡방향 모델의 상부 및 하부 플랜지 부분에 단면 offset을 설정할 것인지의 여부를 설정합니다. 텐던이 필요한 횡방향 모델의 경우, 텐던 좌표가 플랜지 요소의 축선기준으로 입력되기 때문에 상부 플랜지의 offset을 Center Top으로 설정하는 것이 편리합니다.

Top Flange/Bottom Flange : 상부 플랜지와 하부 플랜지의 단면에 단면 offset을 지정할 수 있습니다.

Center-Top/Center-Bottom : 상부 플랜지에 해당하는 단면에는 Center-Top으로, 하부 플랜지의 단면에는 Center-Bottom의 단면 offset을 지정할 수 있습니다.

Offset Distance: 플랜지 단면에 사용자 정의 offset거리를 입력할 수 있습니다. 상부 플랜지는 단면 상단으로부터, 하부 플랜지는 단면 하단으로 부터의 거리를 입력합니다. Offset 거리는 box 내부 중앙부 요소 기준이며 타 요소들은 중앙부 요소와 동일한 z 값을 갖도록 offset 값이 자동입력 됩니다.

 

Consider Joint Offset of the Flanges and Webs

플랜지와 복부가 만나는 부분의 강역을 고려하는 경우에 체크합니다.

 

Reverse Local-y Axis

단면 그림상에 보이는 단면형상이 아닌 좌우 대칭 이동된 단면형상으로 횡방향 모델이 생성됩니다.

아래 그림은 좌우 비대칭인 T형 단면을 선택한 화면입니다.

위와 같은 단면을 횡방향 모델로 생성할 때 Reverse Local-y Axis옵션에 각각 다음과 같이 생성됩니다. 다음 그림은 위자드에 의해 생성된 횡방향 모델의 Hidden 처리된 Front Veiw의 모습입니다.

 

Reverse Local-y에 체크하지 않은 경우                              Reverse Local-y에 체크 한 경우

Load탭

하중 정보를 입력합니다.

Transverse Analysis Model Wizard - Load

Self weight : 자중

Pavement : 포장하중

Thickness : 포장재료의 두께

Unit Weight : 포장재료의 단위체적당 중량

Barrier : 방호벽하중, 단면적 × 단위중량 값을 입력합니다. 횡방향 모델에서는 방호벽의 폭을 고려하여 하중이 재하 됩니다.

Unit Load : 방호벽의 자중

Additional Load : 방음벽, 난간등에 의해 방호벽에 추가되는 하중

Median Strip : 중앙분리대하중. 단면적 × 단위중량 값을 입력합니다. 횡방향 모델에서는 중앙분리대의 폭을 고려하여 하중이 재하 됩니다.

Collision: 충돌하중

Height: 충돌하중이 작용하는 높이.

Side Walk : 보도하중

Thickness : 보도의 두께

Unit Weight : 보도 재료의 단위체적당

Crowd Load : 군중하중

Handrail Force : 사람이 난간에 기대었을 때 작용하는 하중으로 하중의 크기와 상부플랜지로부터 하중 작용점까지의 높이를 입력합니다.

Temperature

Delta T : 온도구배, 슬래브 상하면의 온도차

System Temperature : 온도하중

Live Load : 횡방향 해석용 이동하중 데이터를 입력합니다.

P : 차량 윤하중

n : 차선의 개수, 최대차선수는 아래의 조건을 만족해야 하며, (-)값을 입력할 수 없습니다.

De : 바퀴와 중분대/방호벽까지의 최소 거리

Dw : 바퀴 사이의 거리

Dv : 차량 사이의 거리

W : 윤하중 분포폭

: 차량이 동시에 여러차선에 재하될 때 적용하는 하중저감계수

: 횡단면에 위치별로 적용하는 하중 저감계수

 

Wind Load : 풍하중 데이터를 입력합니다.

Distributed Load on the Web: 복부에 작용하는 등분포 형태의 풍하중

Horizontal Load on the Barrier: 박호벽에 작용하는 수평하중

Moment doe to the Barrier: 박호벽에 작용하는 수평하중에 의해 거더에 발생하는 모멘트

Direction: 풍하중의 작용 방향

 

Tendon & Reinforcement 탭

프리스트레스 텐던 및 철근 정보를 입력합니다.

 

Transverse Analysis Model Wizard – Tendon Reinforcement

Tendon

Tendon Property: Tendon Property를 선택합니다. 미리 정의된 Property가 없거나 기존 Property를 수정하려면 우측의 […]버튼을 클릭합니다.

Numbers: 텐던의 종방향 개수를 입력합니다. Model 탭에서 입력한 종방향 길이에 포함되는 텐던의 수를 입력합니다.

Prestress Load: 초기 긴장력을 입력합니다. 힘 또는 응력의 형태로 입력가능합니다.

Direction: 긴장력 도입 방향을 선택합니다.

Curve Type

Spline: 텐던의 배치를 정의하는 점들을 연결하는 곡선중 곡률이 최소가 되는 곡선을 계산하여 자동배치합니다.

Round: 텐던의 배치를 정의하는 점들을 연결하는 직선에 접하는 원을 따라 텐던을 배치합니다.

Profile Insertion Point

텐던의 시작위치(텐던좌표계의 원점)의 요소좌표계(단면의 요소좌표계가 아닌 횡방향 모델 생성 이후의 상부 플랜지에 해당하는 보요소의 요조좌표계)기준 좌표를 입력합니다.

x-Axis Direction:

텐던의 배치를 위해 정의되는 텐던좌표계 x축의 방향을 정의합니다.

Profile

텐던의 시점을 원점으로 하는 가상의 좌표계(텐던좌표계)에 대하여 텐던이 위치할 점의 좌표를 입력하여 텐던의 배치를 정의합니다. 텐던의 배치를 정의하는데 필요한 개수만큼 입력할 수 있으며, 최소 2개(시작과 끝점)의 위치정보가 입력되어야 합니다.

가상의 좌표계(텐던좌표계)는 텐던의 길이방향으로 전체좌표계의 임의의 축과 평행한 축이 x축이 되며 z축은 전체좌표계 z축과 평행한 축으로 정의됩니다.

x, z : 텐던좌표계 기준으로 텐던이 통과하는 점의 좌표

fix : 해당위치에서 텐던의 접선각을 고정 (Curve Type에서 'Round'를 선택한 경우 비활성됨)

Ry : fix에 check한 경우 텐던좌표계 x-z 평면에서 x축과 이루는 접선각 입력

Rz : fix에 check한 경우 텐던좌표계 x-y 평면에서 x축과 이루는 접선각 입력

 

Reinforcement

횡방향 철근 정보를 입력합니다.

Assigned Element

횡방향 철근을 입력할 요소를 선택합니다. 우측의 미리보기 창에서 요소를 선택한 후  을 클릭하면 선택한 요소의 번호가 자동으로 입력됩니다.

[미리보기 대화창]

원하는 요소를 선택한 후 가장 우측의 아이콘을 클릭하면 선택된 요소번호가 자동으로 입력됩니다. 전체 요소를 선택한 경우에는 아이콘 클릭 없이 자동으로 전체 요소 번호가 입력창에 입력됩니다.

 

Cover Thickness : 상부 철근과 하부 철근의 입력 여부를 설정하고 피복두께를 입력합니다.

Size : 철근의 직경을 선택합니다.

Numbers : 횡방향 길이에 들어가는 철근의 수를 입력합니다.

Longitudinal Space : 철근의 횡방향 간격을 입력합니다.

모든 정보의 입력을 완료하고 대화창 우측 상단의  을 클릭하면 좌측 요소 리스트의Data부분에 O가 표시됩니다. O표시를 확인하고 대화창 하단의  를 클릭하면 횡방향 모델파일이 생성됩니다. 횡방향 모델파일은 현재 종방향 교량 모델이 저장된 폴더내에 저장되며 파일 이름 다음과 같이 자동으로 지정됩니다.

(종방향 파일 이름)_(요소번호)-(I 또는 J).mcb

Ex) FCM Bridge_14-I.mcb

 을 클릭하면 모든 값이 초기화 됩니다.

횡방향 모델 Wizard도 MIDAS/Civil의 다른 Wizard와 마찬가지로 Wizard의 데이터를 저장하고 불러오는 것이 가능합니다.