Suspension Bridge Wizard

Suspension Bridge Wizard 기능은 현수교의 2차원 또는 3차원 형상을 자동으로 결정함과 동시에 주케이블과 행어의 무응력장을 자동으로 계산합니다. 그리고 1차적으로 Wizard에서 생성된 모델을 기준으로 구조물의 보강형과 주탑의 모델링 및 경계조건을 수정한 후 Suspension Bridge Analysis Control을 이용하여 최종 무응력장, 기하형상 및 부재 내력을 계산합니다.

Main Menu에서 Model > Structure Wizard > Suspension Bridge

Tree Menu의 Menu 탭에서 Geometry > Structure Wizard > Suspension Bridge

 

Suspension Bridge Wizard 대화상자

 

Node Coordinates & Heights

현수교를 구성하는 기본적인 절점좌표를 입력합니다.

3-Dimensional : 3차원 현수교 모델을 만드는 경우에 선택합니다.

A : 케이블의 시작점의 위치

A1 : 보강형의 시작점의 위치

B : 왼쪽 주탑 상부의 위치

C : 케이블의 중앙점의 위치

 

Asymmetric Bridge : 현수교의 구조가 대칭성을 갖는지 여부를 입력합니다.

D : 오른쪽 주탑 상부의 위치

E : 케이블의 끝점의 위치

E1 : 보강형의 끝점의 위치

H1 : 왼쪽 Tower의 높이

H2 : 오른쪽 Tower의 높이

 

Hanger Distances

행어 사이의 거리를 입력합니다.

Left : 왼쪽 측경간의 행어 간격과 하중 입력

Center : 중앙 경간의 행어 간격과 하중 입력

Right : 오른쪽 측경간의 행어 간격과 하중 입력

Note
왼쪽경간의 행어가 없는 구조를 구해서는 Deck의 시작점부터 Pylon까지의 거리 하나를 입력합니다. (오른쪽의 경우에도 동일합니다.)
주경간의 행어개수는 반드시 홀수이어야 합니다. 최저점인 Sag 노드의 정보는 반드시 존재해야 하기 때문입니다.

 

Properties

Material, Section

Main Cable : 주케이블 부재에 적용한 재질과 단면성질 입력

Side Cable : 측경간 케이블 부재에 적용한 재질과 단면성질 입력

Typical Hanger : 행어 부재에 적용한 재질과 단면성질 입력

End Hanger : 행어 부재에 적용한 재질과 단면성질 입력 (왼쪽 첫번째, 오른쪽 마지막 행어를 의미)

Deck : 보강형 부재에 적용한 재질과 단면성질 입력

Pylon : 주탑 부재에 적용한 재질과 단면성질 입력

Note
Deck부분은 등가뼈대구조(Fish-born)구조로 생성됩니다.

 

Deck System

Width : 보강형의 폭을 입력합니다.

Depth : 보강형의 높이를 입력합니다. (높이가 입력되지 않을 경우에는 보강형을 보부재 하나로 모델링하고, 높이가 입력된 경우에는 상하부 보부재를 트러스 부재로 연결한 뼈대요소로 모델링합니다.)

Deck Depth는 형상결정에만 사용되는 사항입니다. 차후에 엄밀해석을 수행할 경우에는 Deck의 강성을 정확히 반영하여 모델링을 하여야 정확한 엄밀 형상해석결과를 얻을 수 있습니다.

Unit Weight : 보강형의 단위길이당 중량을 입력합니다. 2D모델은 주케이블이 Mono 케이블 형식인 현수교이므로 입력된 단위중량에 대해 일면 행어들이 지지합니다. 3D 모델은 주케이블이  Dual 케이블 형식인 현수교이므로 입력된 단위 중량에 대하여 양면 행어들이 1/2씩 나누어 지지합니다

버튼에 체크를 하고 클릭하면  중앙경간과 좌, 우측경간에 서로 다른 중량을 입력할 수 있습니다.

Note
Suspension Bridge Wizard에서는 최적의 현수교 형상을 찾는 과정에서 케이블과 행어의 자중을 정확하게 자동 고려하게 됩니다. 따라서 순수하게 보강형의 자중과 추가적인 사하중만을 하중으로 재하해야 합니다.
케이블의 부속하중과 같이 주 케이블과 행어와의 격점에 재하하는 하중의 경우는 Suspension Bridge Wizard에서는 고려할 수 없으므로 Wizard 수행 후Suspension Bridge Analysis Control에서 적용해야 합니다.
한편 양경간의 행어가 없는 현수교의 해석을 위해서는 Deck System > Advanced...>Distributed Load 부분에서 등분포 하중을 입력해야 합니다.

 

Distance from Deck to Pylon

G1 : 왼쪽 측경간 보강형과 왼쪽 주탑과의 거리를 입력합니다.

G2 : 중앙경간 보강형과 왼쪽 주탑과의 거리를 입력합니다.

G3 : 중앙경간 보강형과 오른쪽 주탑과의 거리를 입력합니다.

G4 : 오른쪽 측경간 보강형과 오른쪽 주탑과의 거리를 입력합니다.

 

Shape of Deck

Slope : 양측경간의 경사와 중앙경간의 반경으로 간단히 보강형의 선형을 입력합니다.

Left Slope(%) : 곡선장과 접하는 왼쪽 측경간 시작점의 경사구배

Arc Length(m) : 곡선장의 길이

Right Spole(%) : 곡선장과 접하는 오른쪽 측경간 종점의 경사구배

Note
중앙 경간에만 곡선구배를 넣으려면 Arc Length에 (D-B)만큼의 길이를 입력한다.
전 경간에 곡선구배를 넣으려면 Arc Length에 (E1-A1)보다 크거나 같은 길이를 입력한다.

Coordinate : 보다 다양한 선형을 입력하기 위해 보강형을 구성하는 절점의 Z좌표를 사용자가 직접 입력합니다. X좌표는 Hanger Distance의 입력데이터를 기준으로 자동 입력됩니다.

Note
주탑을 기준으로 좌우의 보강형이 거리를 두도록 모델링한 경우(Distance from Deck to Pylon 옵션 사용)에 보강형에는 동일한 X좌표를 갖는 두점이 생기며, 이 두 점에서 단차가 생기지 않도록 Z좌표를 동일하게 입력해야 한다.

 

View Option

X-Y Plane : X-Y평면상에서 모델을 표시합니다.

X-Z Plane : X-Z평면상에서 모델을 표시합니다.

Bitmap : Bitmap 형태로 모델을 표시합니다. 입력할 데이터의 위치와 형태를 나타냅니다.

Drawing : 입력된 데이터가 반영된 모델을 Drawing 형태로 표시합니다.

: Drawing을 선택시 활성화되며, 클릭하면 현재 입력된 데이터를 반영하여 전체 형상을 나타냅니다.

Horizontal Force : 사용자가 입력한 현수교 초기평형상태에서의 주케이블 수평장력을 자동으로 계산하여 실시간으로 보여줍니다.

 

: 입력된 데이터를 사용하여 각 절점좌표와 요소 및 케이블의 무응력장을 계산하여 데이터를 생성하고 Wizard 창을 닫습니다.

: 입력된 데이터를 취소하고 Wizard 창을 닫습니다.

Note
대화상자에는 최근에 입력한 데이터가 Default로 나타나고, 최초 실행시 Default로 입력되어 있는 값은 3차원 자정식 현수교인 영종대교의 대략적인 3차원 형상의 입력 데이터입니다.

: Suspension Bridge Wizard에서 *.wzd 파일로 저장한 데이터를 불러 들이는 기능입니다. 이 기능을 이용하면 midas Civil을 다시 실행한 후, Wizard 내에서 기존의 입력한 데이터 수정 및 확인할 수 있습니다.  

: Suspension Bridge Wizard에서 입력한 데이터를 *.wzd 파일로 저장하는 기능입니다.