SoilWorks
면스프링
기능
- 탄성경계 요소는 모델의 경계부분에 위치한 인접구조 또는 지반 등의 강성을 고려할 때나 자유도가 부족한 요소(트러스 요소 등)가 상호 접합될 경우 접합 절점에서 발생할 수 있는 오류를 방지하는데 주로 사용됩니다. 특히 면 스프링의 경우 곡면구조물 또는 평면구조물이 지반과 접하는 면의 경계조건을 쉽게 모델링 할 수 있도록 하는 기능입니다.
- 면요소를 선택하고 단위 면적당 지반반력계수를 입력하면 절점이 차지하고 있는 유효면적과 지반반력계수의 곱으로 강성을 계산하여 절점스프링 형태로 경계조건을 고려합니다. 또한, 압축력만을 부담할 수 있는 지반의 특성을 고려한 해석을 수행하고자 할 경우에는 탄성연결 요소(압축전담)를 선택하고 지반반력계수를 입력하여 압축력만을 받을 수 있는 탄성연결 요소로 경계조건을 구성하게 됩니다.
적용모듈
터널 |
사면 |
침투 |
기초 |
동해석 |
압밀 |
호출
- 메인메뉴: 모델 > 요소 > 면스프링 
- Command Line : "SurfaceSpring" 을 입력합니다.
<면스프링 생성>
요소망세트
요소망
세트의 이름을 입력합니다. 추가로 요소망세트를 입력하거나 수정, 삭제가 필요한 경우 우측의 요소망세트 정의 
버튼을 이용합니다.
객체
종류
면스프링을 생성할 대상을 선택합니다. (프레임, 요소경계선)
요소 폭
단위 길이당 지지강성을 계산하기 위한 폭입니다.
전환
면스프링으로 변환합니다.
지반반력계수
지반반력계수(Kx, Kz)를 입력합니다.
감쇠 상수 / 면적
점성경계를 생성하는 경우 댐핑상수를 입력합니다.
탄성링크로 변환합니다.
방향
탄성링크의 생성방향을 선택합니다. (+X, -X, +Z, -Z, 법선방향(+), 법선방향(-))
지반반력계수
지반반력계수를 입력합니다.
요소 길이
탄성링크의 길이를 입력합니다.
인장전담
인장전담요소를 생성하는 경우 선택합니다.
압축전담
압축전담요소를 생성하는 경우 선택합니다.
대화상자가
초기화 상태로 전환됩니다.
클릭하는 경우
면스프링 요소가 생성된 후 대화상자가 종료됩니다.
, 키보드의 ESC를
클릭하는 경우 대화상자는 종료됩니다.
클릭하는 경우
면스프링 요소가 생성된 후 다시 1D 요소 선택 상태로 전환됩니다.
참고사항
* 스프링 - 입력한 지반반력계수에 절점의 유효면적을 곱한 값이 반영되어 스프링이 생성됩니다. 아래 그림과 같이 한 변의 길이가 5m인 정사각형 요소에 2개의 요소경계면을 면스프링을 생성하는 경우 100tonf/m3의 지반반력계수를 입력할 때 첫 절점과 끝 절점의 유효면적은 2.5m2이 되고 가운데 절점의 유효면적은 5m2이므로 환산된 스프링 강성은 입력한 지반반력계수에 유효면적을 곱하여 각각 250tonf/m, 500tonf/m 로 입력됩니다.
* 탄성링크 - 요소경계면 / 프레임을 선택하여 탄성링크를 생성하는 경우 스프링의 환산방식과 동일합니다. 라이닝 구조해석 시 경계조건으로 많이 활용하는 탄성링크의 특성 상 곡면요소에 생성되는 경우가 많습니다. 아래 그림과 같이 곡면요소에 X방향으로 탄성링크가 생성되는 경우 유효면적 계산시 전체길이 ΔL이 아닌 두 절점간의 높이차 ΔZ를 통해 유효면적을 계산합니다.
면스프링을 탄성링크 타입으로 생성하는 경우, 압축전담 / 인장전담요소 옵션을 선택할 수 있습니다.
탄성링크는 Global +X, -X, +Z, -Z, Normal(+,-) 방향으로 생성할 수 있습니다.