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1 FSM 공법교량의시공단계해석 Revision No. : v2.0 Revision Date : Program Version : Civil2009 V R1 Mail to : jgahn@midasit.com

2 00. 목차 01. 개요 3 1. 교량제원및일반단면 2. 사용재료및강도 3. 하중 4. 시공단계구성 06. 완성계하중입력 풍하중입력 2. 온도하중입력 3. 활하중입력 4. 부등침하하중입력 02. 작업환경설정및특성치정의 9 1. 단위계설정 2. 재질정의 3. 단면정의 4. 시간의존적재질특성정의 03. 구조모델링 요소생성 2. 지점생성 3. Group 정의 4. Structure Group 지정 04. 경계조건입력 강체연결 2. Support 입력 05. 시공단계하중입력 하중조건정의 2. 자중입력 3. 고정하중입력 4. Tendon Prestress 하중입력 5. 부가사하중입력 07. 시공단계정의 구조해석수행 시공단계해석설정 2. 이동하중해석설정 3. 구조해석수행 09. 해석결과확인 시공단계별요소특성, 단면특성 2. 시공단계부재력 / 응력확인 3. 그래프를이용한결과확인 4. 테이블을이용한결과확인 5. Prestress 손실확인 6. 텐던정보확인 7. 이동하중해석결과확인 8. 조합하중에의한응력확인 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 2

3 01. 개요 FSM 공법은콘크리트를타설하는경간전체에동바리를설치하여, 타설된콘크리트가소정의강 도에도달할때까지콘크리트의자중및거푸집, 작업대등의하중을일시적으로동바리가지지하도록하는방식으로 PSC 교량의가설공법중에서가장일반적인방식입니다. 공법의특성상교량의평면선형이곡선이거나확폭이되는교량에도적용성이뛰어나며, 하부의교각높이가높지않을경우에경제성을확보할수있는교량형식입니다. 전체교량의경간장이길어질경우에는연속텐던적용에한계가있으므로시공이음부를두어경간단위로나누어시공합니다. 구조해석역시시공이음부를기준으로시공단계를구성하며, 실제동바리가지지하고있지만 Prestressing에의해동바리의지지효과는없다고가정하고해석하는것이일반적입니다. 연속교에 FSM 공법을적용할경우에첫번째시공단계에서는단순교이고, 시공단계에따라연속교로변환됩니다. 시공단계를무시하고해석한경우와비교하여시공단계해석을수행하면지점부의부모멘트는감소하고중앙부의정모멘트는증가합니다. FSM 공법으로시공되는교량은각시공단계별재령에따른콘크리트의크리프와건조수축, 구조계변화를고려한시공단계해석을수행해야합니다. 해석모델 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 3

4 01. 개요 1. 교량제원및일반단면 본따라하기에서는실제 FSM 교량의설계가수행되었던사례를바탕으로내용을단순화하여, FSM교량의시공단계해석방법을알아보도록합니다. 대상교량의제원은다음과같습니다. 구조형식 : 3경간연속 PSC Box 거더교 (F.S.M) 지강구성 : L = = m 교량폭원 : 8.5 m 사각 : 90 해석모델종단면도 해석모델횡단면도 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 4

5 01. 개요 2. 사용재료및강도 콘크리트 설계기준강도 탄성계수 PS 강연선 : KSD 7002 SWPC 7B Φ 15.2 mm ( 0.6 Strand ) 항복강도 인장강도 공칭단면적 탄성계수 도입긴장력 정착구활동량 곡률마찰계수 파상마찰계수 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 5

6 01. 개요 3. 하중 주하중및주하중에해당하는특수하중 고정하중 1) 철근콘크리트 : 2) 아스콘포장 : 3) 난간및방호책 4) 프리스트레스, 크리프, 건조수축 활하중 1) 차량하중 :, 2) 충격계수 지점침하 : 각각의교각에 1 cm 의침하를고려하여가장불리한경우를산출 부대하중 온도하중 1) 구조물전체온도하중 : ± 15 2) 바닥판상하연온도차 : ± 5 풍하중 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 6

7 01. 개요 4. 시공단계구성 아래시공순서도는전체시공단계를표현한것입니다. 여기서구조계변동에영향이없는동바리 ( 혹은가설벤트 ) 의제작단계를제외하여시공단계해석을수행합니다. 1 단계 2 단계 1. 가설동바리설치 2. 동바리설치전기초지반에 Mass Con c 타설하여소요지지력확보 1. 거푸집설치 (Stage1) 2. 철근가공조립, 쉬스관설치및콘크리트타설 (Stage1) 3. 강선긴장 (Stage1) 3 단계 1. 거푸집설치 (Stage2) 2. 철근가공조립, 쉬스관설치및콘크리트타설 (Stage2) 3. 강선긴장 (Stage2) 4 단계 1. 가설동바리철거 2. 가설동바리설치 5 단계 1. 거푸집설치 (Stage3) 2. 철근가공조립, 쉬스관설치및콘크리트타설 (Stage3) 3. 강선긴장 (Stage3) 시공순서도 해석에반영되는시공단계구성은아래와같습니다. SG1 CS1 (30 일 ) BG1 SG2 BG1 CS2 (30 일 ) BG2 SG3 BG3 CS3 (30 일 ) CS4 (10000 일 ) Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 7

8 01. 개요 P2 시공방향 L=49.500X1 개소 X19EA= L=49.500X1 개소 X19EA= L=49.500X1 개소 X19EA= L=49.500X1 개소 X19EA= L=49.500X1 개소 X19EA= L=49.500X1 개소 X19EA= L=49.500X1 개소 X19EA= L=49.500X1 개소 X19EA= CABLE "1" - (15.24mm - 19EA) CABLE "2" - (15.24mm - 19EA) CABLE "3" - (15.24mm - 19EA) CABLE "4" - (15.24mm - 19EA) CABLE "5" - (15.24mm - 19EA) CABLE "6" - (15.24mm - 19EA) CABLE "7" - (15.24mm - 19EA) CABLE "8" - (15.24mm - 19EA) L OF PIER C RP2 시공이음부 AIR VEN NT L=46.500X1 개소 X19EA= L=46.500X1 개소 X19EA= L=46.500X1 개소 X19EA= L=46.500X1 개소 X19EA= L=50.500X1 개소 X19EA= L=50.500X1 개소 X19EA= L=50.500X1 개소 X19EA= L=50.500X1 개소 X19EA= CABLE "9" - (15.24mm - 19EA) CABLE "10" - (15.24mm - 19EA) CABLE "11" - (15.24mm - 19EA) CABLE "12" - (15.24mm - 19EA) CABLE "13" - (15.24mm - 19EA) CABLE "14" - (15.24mm - 19EA) CABLE "15" - (15.24mm - 19EA) CABLE "16" - (15.24mm - 19EA) L OF PIER C RP1 AIR VENT 시공이음부 L=33.500X1 개소 X19EA= L=33.500X1 개소 X19EA= L=33.500X1 개소 X19EA= L=33.500X1 개소 X19EA= L=37.500X1 개소 X19EA= L=37.500X1 개소 X19EA= L=37.500X1 개소 X19EA= L=37.500X1 개소 X19EA= CABLE "17" - (15.24mm - 19EA) CABLE "18" - (15.24mm - 19EA) CABLE "19" - (15.24mm - 19EA) CABLE "20" - (15.24mm - 19EA) CABLE "21" - (15.24mm - 19EA) CABLE "22" - (15.24mm - 19EA) CABLE "23" - (15.24mm - 19EA) CABLE "24" - (15.24mm - 19EA) A1 4 강연선배치도 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 8

9 02. 작업환경설정및특성치정의 FSM 시공단계해석을위해새파일을열고, FSM.mcb 파일로저장합니다. Main Menu에서 File > New Project Main Menu에서 File > Save 1. 파일이름에 FSM 입력후저장 파일저장 1. 단위계설정 본따라하기의모델링에서사용할단위계로 kn(force), m(length) 를지정합니다. Main Menu 에서 Tools > Unit System 단위계는화면하단의 Status Bar에서단위선택버튼 ( ) 을클릭하여변경할수도있다. 2. Length 선택란에서 m, Force(Mass) 선택란에서 kn(ton) 선택 3. 버튼클릭 단위계설정 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 9

10 02. 작업환경설정및특성치정의 2. 재질정의 내장된 DB에서선택하여 PSC 박스의재질을정의합니다. Tendon의재질은 User Defined 기능으로직접입력합니다. 그라우팅후텐던의자중이자동방영된다. Main Menu에서 Model > Properties > Material 1. 버튼클릭 2. Type of Design 선택란에서 Concrete 선택 3. Standard 선택란에서 KS01-Civil(RC) 선택 4. Code 선택란에서 KCI-2007 선택 5. DB 선택란에서 C45 선택 6. 버튼클릭 7. 버튼클릭 8. Name 입력란에 Tendon 입력 9. Type of Design 선택란에서 User Defined 선택 10. Modulus Of Elasticity 입력란에 2.0e8 입력 11. Weight Density 입력란에 78.5 입력 12. 버튼클릭 13. 버튼클릭 재질정의 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 10

11 02. 작업환경설정및특성치정의 3. 단면정의 아래그림의횡단면치수를참고하여 PSC 박스의단면을정의합니다. Main Menu 에서 Model > Properties > Section 1. 버튼클릭 2. PSC Tab 선택 3. Name 입력란에 Span 입력 4. 선택 5. Joint On/off 선택란에서 JO1, JI1, JI3, JI5 Check on 6. Web Thick 입력란에서 t1, t2, t3, for Torsion 의 Auto Check on 7. 버튼클릭 8. Offset 선택란에서 Center-Top 선택 9. 버튼클릭 10. Outer 입력란에다음과같이입력 HO1 : 0.2, HO2 : 0.3, HO2-1 : 0, HO3 : 2.5 BO1 : 1.5, BO1-1 : 0.5, BO2 : 0.5, BO3 : Inner 입력란에다음과같이입력 HI1 : 0.24, HI2 : 0.26, HI2-1 : 0, HI3 : 2.05, HI3-1 : 0.71 HI4 : 0.2, HI4-1 1: 0 0, HI5 : 0.25, BI1 : 2.2, BI1-1 1: 0 0.7, BI2-1 1: 2 2.2, BI3 : 1.932, BI3-1 : 0.7 또는버튼을클릭하여테이블을통해입력합니다. 12. 버튼클릭 13. 버튼클릭 횡단면치수 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 11

12 02. 작업환경설정및특성치정의 Mesh Size for Stiffness Calc. 에체크하면단면특성값계산을위한요소망의최대크기를직접정의할수있다. Consider Shear Derformation 을체크하면전단변형을고려한다. 횡단면입력 - PSC 단면에서는 Table Input 을클릭하여 Table 형식으로단면치수를입력할수있습니다. - PSC 단면과같이치수데이터가많은경우에대화 상자에서직접입력하는방법보다빠르게입력할 수있습니다. - Excel 프로그램과호환이가능하므로자주사용하는단면치수를저장해두었다가복사하셔서사용하시면편리합니다. - Check Off 인경우에는 0 Check on 상태인경우에는 1 을입력하시면 Excel 프로그램과호환이가능합니다. Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 12

13 02. 작업환경설정및특성치정의 Shrear Check PSC 단면에서전단계산위치를지정합니다. 직접수치입력이가능하며, Auto로설정할경우안내그림과같이복부상단과하단에서전단을검토합니다. 계산결과는 Beam Stress(PSC) 의 5~10 번에서확인할수있습니다. Web Thick For Shear(total) Shear Check에서정의한위치 (Z1~Z3) 에서의전단계산에사용할두께를입력합니다. 해당위치에서복부두께의합으로입력합니다. Auto로설정할경우자동으로계산합니다. For Torsion(min.) 비틀림계산에사용될최소두께를입력합니다. Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 13

14 02. 작업환경설정및특성치정의 4. 시간의존적재질특성정의 콘크리트의시간의존적특성 ( 강도발형곡선, 크리프계수, 건조수축변형률 ) 을정의합니다. 타설후건조수축시작시간을입력한다. 버튼을클릭하면시간에따른크리프계수와건조수축변형율을그래프로확인할수있다. Main Menu 에서 Model > Properties > 1. 버튼클릭 2. Name 입력란에 C45 입력 Time Dependent Material(Creep/Shrinkage) 3. Code 선택란에서 CEB-FIP(1990) 선택 4. Characteristic Compressive Strength of concrete at the age of 28 days (fck) 입력란 에 입력 5. Relative Humidity of ambient environment(40-99) 입력란에 70 입력 6. Notational size of member 입력란에 입력 7. Type of cement 선택란에서 Normal or rapid hardening cement(n,r) 선택 8. Age of Concrete at the beginning of shrinkage 입력란에서 3 입력 9. 버튼클릭 10. 버튼클릭 Main Menu에서 Model >Properties> Time Dependent Material(Comp.Strength) 11. 버튼클릭 12. Name 입력란에 C45 입력 13. Code 선택란에서 CEB-FIP 선택 14. Mean compressive Strength of Concrete at the age of 28 Days 입력란에 입력 15. Cement Type(s) 선택란에서 N,R : 0.25 선택 16. 버튼클릭 17. 버튼클릭 18. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 14

15 02. 작업환경설정및특성치정의 시간의존적재질특성정의 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 15

16 02. 작업환경설정및특성치정의 앞에서정의한크리프 / 건조수축, 강도발현특성이해당재질에적용되어시공단계해석에반영되 도록하기위해시간의존적특성과재질을연결합니다. Main Menu 에서 Model > Properties > 1. Time Dependent Material Type의 Creep/Shrinkage 선택란에서 C45 선택 Comp.Strength 선택란에서 C45 선택 Time Dependent Material Link 2. Select Material to Assign 의 Materials 선택란에서 1:C45 클릭 3. 버튼클릭 4. Selected Materials 선택란으로이동한 1:C45 확인 5. 버튼클릭 시간의존적재질특성과재질연결 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 16

17 03. 구조모델링 1. 요소생성 절점을생성한후에 Extrude 기능을이용하여거더를생성합니다. Main Menu에서 Model > Nodes > Create Nodes 1. Coordinates(x,y,z) 입력란에 0,0,0 입력 2. 버튼클릭 3. Zoom Fit 클릭 4. Select All 클릭 Main Menu 에서 Model > Elements > Extrude Elements 5. ExtrudeType 선택란에서 Node ->Line Element 선택 6. Element Type 선택란에서 Beam 선택 7. Material 선택란에서 1: C45 선택 8. Section 선택란에서 1: Span 선택 9. Generation Type 선택란에서 Translate 선택 10. Translation 선택란에서 Unequal Distance 선택 11. Axis 선택란에서 x 선택 12. Distance 입력란에 16@2.5, 5@2, 14@2.5, 5@2, 12@2.5 입력 13. 버튼클릭 거더생성 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 17

18 03. 구조모델링 2. 지점생성 지점구간 ( ) 을고려하여경계조건이입력될위치에절점을생서합니다. 단면형고 3m, 슈간거리 3m 이다. Center-top이므로지점의생성위치느 Z=-3m, Y=+-1.5m 이다. Main Menu에서 Model > Nodes > Create Nodes 1. Start Node Number의 버튼클릭 2. Noes Numbering Option 선택란에서 User-Defined Number 선택 3. Newly Created Number 입력란에 61 입력 4. 버튼클릭 5. Coordinates(x,y,z) 입력란에 0,1.5,-3 입력 6. Number of Times 입력란에 1 입력 7. Distance(dx, dy, dz) 입력란에 0,-3,0 입력 8. 버튼클릭 Main Menu에서 Model > Nodes > Translate Nodes 9. Select Recent Entities 클릭 10. Mode 선택란에서 Copy 선택 11. Translation 선택란에서 Unequal Distance 선택 12. Axis 선택란에 x 선택 13. Distance 입력란에 40,45, 입력 14. 버튼클릭 지점부절점생성 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 18

19 03. 구조모델링 3. Group 정의 정의할그룹의항목은 5page 시공단계구성 의내용을참조합니다. Main Menu에서 Model > Group > Define Structure Group 1. Name 입력란에 SG 입력 2. Suffix 입력란에 1to3 입력 3. 버튼클릭 4. 버튼클릭 Main Menu 에서 Model > Group > Define Boundary Group 1. Name 입력란에 BG 입력 2. Suffix 입력란에 1to3 입력 3. 버튼클릭 4. 버튼클릭 Main Menu 에서 Model > Group > Define Load Group 1. Name 입력란에 Self 입력 2. 버튼클릭 3. Name 입력란에 2nd Dead 입력 4. 버튼클릭 5. Name 입력란에 PS 입력 6. Suffix 입력란에 1to3 입력 7. 버튼클릭 8. Name 입력란에 Diagram 입력 9. Suffix 입력란에 1to3 입력 10. 버튼클릭 11. 버튼클릭 Tendon Group은시공단계구성에는사용되지않으나그룹별결과확인을위해정의한다. Tendon Group의항목은 그림 Tendon Profile의 Name 지정 을참조한다. Main Menu에서 Model > Group > Define Tendon Group 1. Name 입력란에 A 입력 2. Suffix 입력란에 1to4 입력 3. 버튼클릭 4. Name 입력란에 B 입력 5. Suffix 입력란에 1to4 입력 6. 버튼클릭 7. Name 입력란에 C 입력 8. Suffix 입력란에 1to4 입력 9. 버튼클릭 10. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 19

20 03. 구조모델링 그룹생성 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 20

21 03. 구조모델링 4. Structure Group 지정 시공단계별로활성화되는요소를 SG1~3에각각할당합니다. Drag&Drop 기능을이용하거나오른쪽마우스를클릭하고 Assign을선택하여 Structure Group에요소를지정합니다. 1. Group 클릭 2. Select Nodes by Identifyng에 61to64 입력 3. Select Elements by Identifyng 에 1to20 입력 4. Structure Group의 SG1 을선택, Drag&Drop 방식으로그룹지정 ( 마우스오른쪽클릭을이용하여, Assign을이용하는방법도가능 ) 5. Select Nodes by Identifyng에 65to66 입력 6. Select Elements by Identifyng에 21to39 입력 7. Structure Group의 SG2 을선택, Drag&Drop 방식으로그룹지정 8. Select Nodes by Identifyng 에 67to68 입력 9. Select Elements by Identifyng에 40to52 입력 10. Structure Group의 SG3 을선택, Drag&Drop 방식으로그룹지정 Drag&Drop Structure Group 지정 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 21

22 04. 경계조건입력 1. 강체연결 PSC Box 단면의절점과지점이입력된절점을강체연결합니다. Main Menu 에서 Model > Boundaries> Elastic Link 1. Boundary Grooup Name 선택란에서 BG1 선택 2. Type 선택란에서 Rigid 선택 3. 2Nodes 입력란에 1,61 입력 4. 버튼클릭 5. 2Nodes 입력란에 1,62 입력 6. 버튼클릭 7. 2Nodes 입력란에 17,63 입력 8. 버튼클릭 9. 2Nodes 입력란에 17,64 입력 10. 버튼클릭 11. Boundary Grooup Name 선택란에서 BG2 선택 12. Type 선택란에서 Rigid 선택 13. 2Nodes 입력란에 36,65 입력 14. 버튼클릭 15. 2Nodes 입력란에 36,66 입력 16. 버튼클릭 17. Boundary Grooup Name 선택란에서 BG3 선택 18. Type 선택란에서 Rigid 선택 19. 2Nodes 입력란에 53,67 입력 20. 버튼클릭 21. 2Nodes 입력란에 53,68 입력 22. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 22

23 04. 경계조건입력 강체연결 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 23

24 04. 경계조건입력 2. Support 입력 시공단계를고려하여아래와같이지점조건을입력합니다. Main Menu 에서 Model > Boundaries> Supports 1. Top View 클릭 Window 프로그램의특 2. Redraw 클릭 성상여러가지작업에 3. Select Single 클릭 의해화면에잔영상이남아있을경우, 다시깨 4. Node 61 선택 끗한상태로그려준다. 5. Boundary Group Name 선택란에서 BG1 선택 6. Support Type 선택란에서 Dy, Dz Check on 7. 버튼클릭 8. Node 62 선택 9. Boundary Group Name 선택란에서 BG1 선택 10. Support Type 선택란에서 Dz Check on 11. 버튼클릭 12. Node 63 선택 13. Boundary Group Name 선택란에서 BG1 선택 14. Support Type 선택란에서 Dx, Dy, Dz Check on 15. 버튼클릭 16. Node 64 선택 17. Boundary Group Name 선택란에서 BG1 선택 18. Support Type 선택란에서 Dx, Dz Check on 19. 버튼클릭 20. 위와동일한과정을통해 BG2의지점조건을아래와같이입력 Boundary Group : BG2 Node 65 : Support Type Dy, Dz Check on Node 66 : Support Type Dz Check on 21. 위와동일한과정을통해 BG3의지점조건을아래와같이입력 Boundary Group : BG3 Node 67 : Support Type Dy, Dz Check on Node 68 : Support Type Dz Check on Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 24

25 04. 경계조건입력 BG1 BG1 BG2 BG3 경계조건입력 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 25

26 05. 시공단계하중입력 1. 하중조건정의 해석에사용할하중조건을정의합니다. Auto Generate 기능으로하중조합을자동으로생성하기위해 Type을정의합니다. 지정된하중조건의 Type은설계기준에맞게하중계수가곱해져하중조합에반영됩니다. Main Menu에서 Load > Static Load Cases 1. Name 입력란에 Self 입력 2. Type 선택란에서 Construction Stage Load(CS) 선택 3. 버튼클릭 4. 동일한방법으로아래의하중조건을입력 Name : Non-Structure Dead, Type : Construction Stage Load(CS) Name : PS, Type : Construction Stage Load(CS) Name : 2nd Dead, Type : Construction Stage Load(CS) Name : Wind, Type : Wind Load on Structure(W) Name : 온도하중 +, Type : Temperature(T, TU) Name : 온도하중, Type : Temperature(T, TU) Name : 상하연온도차 +, Type : Temperature Gradient(TPG, TG) Name : 상하연온도차, Type : Temperature Gradient(TPG, TG) 5. 버튼클릭 하중조건정의 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 26

27 05. 시공단계하중입력 2. 자중입력 자중을입력합니다. 구조물의자중을정의하고시공단계 1단계에활성화하면이후시공단계에서생성되는요소들에도자동으로자중이적용됩니다. Main Menu 에서 Load > Self Weight 1. Load Case Name 선택란에서 Self 선택 2. Load Group Name 선택란에서 Self 선택 3. Self Weight Factor의 Z 입력란에 -1 입력 4. 버튼클릭 자중입력 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 27

28 05. 시공단계하중입력 3. 고정하중입력 모델링에반영되지않은 Diaphragm 과시공이음부블록을하중으로입력합니다. 보하중의재하위치를보요소전체길이에대한상대비율로입력할경우 Relative 를선택하고, 실제길이로입력할경우 Absolute 를선택한다. Main Menu 에서 Load > Element Beam Loads 1. Front view 클릭 2. Select Elements by Identifying에 1,52 입력 3. Load Case Name 선택란에서 Non-Structure Dead 선택 4. Direction 선택란에서 Global Z 선택 5. Value 선택란에서 Relative 선택 6. x1 입력란에 0 입력 7. x2 입력란에 1 입력 8. w 입력란에 입력 9. 버튼클릭 10. Select Elements by Identifying에 19to21, 38to40 입력 11. Value 선택란에 Relative 선택 12. x1 입력란에 0 입력 13. x2 입력란에 1 입력 14. w 입력란에 입력 15. 버튼클릭 16. Select Elements by Identifying에 16,35 입력 17. Value 선택란에 Absolute 선택 18. x1 입력란에 1.5 입력 19. x2 입력란에 2.5 입력 20. w 입력란에 입력 21. 버튼클릭 22. Select Elements by Identifying에 17,36 입력 23. Value 선택란에 Absolute 선택 24. x1 입력란에 0 입력 25. x2 입력란에 1 입력 26. w 입력란에 입력 27. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 28

29 05. 시공단계하중입력 고정하중재하 고정하중재하도 지점부 Diaphragm과시공이음부블록은종방향해석시구조부재로역할을하지않으므로하중으로만입력하며, 단면적을계산하여해당길이에 Beam Load로입력합니다. 기타추가적인고정하중이있으나본따라하기에서는생략하였습니다. Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 29

30 05. 시공단계하중입력 Diaphragm ( 단부 : 2m, 중간지점부 : 2.5 m) Area = 9.941m 0.955m = 8.986m 2 3 P = 8.986m kn/ m = kn/ m 시공이음부블럭 2 2 Area = 1.288m 2EA = 2.576m 2 3 P = 2.576m kn/ m = 63 kn/ m Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 30

31 05. 시공단계하중입력 입력한고정하중이해당시공단계에정확히재하되기위해서는 Load Group 에하중을할당하고 각 Load Group 을시공단계에맞게활성화해야합니다. 전단계에서는입력되는 Beam Load의크기가같으므로입력편의를위해 Load Group을 Default 로하여하중을재하하였습니다. 따라서 Table을이용하여 Load Group을변경하도록하겠습니다. Beam Load Table에서는원하는열을선택하여위치를조정할수있습니다. Group 정보가있는열은 Table의제일끝에있으므로편의를위해아래그림과같이열전체를선택하여요소번호옆으로옮겨옵니다. 시공단계 1~3에서각각재하될수있도록 Load Group은 Diaphragm 1~3을지정합니다. Main Menu에서 Load > Load Tables > Beam Loads 1. Element 1~20의그룹정보를 Diaphragm1 로변경 2. Element 21~39 의그룹정보를 Diaphragm2 로변경 3. Element 40~52 의그룹정보를 Diaphragm3 로변경 테이블을이용한 Load Group 변경 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 31

32 05. 시공단계하중입력 4. Tendon Prestress 하중입력 사용할 Tendon 의제원, 강도, 손실에관계되는특성을정의합니다. Relaxation Coefficient 는 Magura 식, JTG04, CEB-FIP Code를선택하여고려할수있다. Unbonded로설정했을경우순단면으로단면강성을계산하며, bonded 로설정했을경우에는텐던이고려된환산단면의강성이반영된다. Main Menu 에서 Load > Prestress Loads > 1. 버튼클릭 2. Tendon Name 입력란에 Tendon 입력 Tendon Property 3. Tendon Type 선택란에서 Internal(post-tension) tension) 선택 4. Material 선택란에서 2: Tendon 선택 5. Total Tendon Area 입력란에 입력 ( 버튼을클릭한후, Stand Diameter 선택란에서 15.2mm 를선택하고 Number of Strands 입력란에 19 를입력하여정의할수도있다. ) 6. Duct Diameter 입력란에 0.1 입력 7. Relaxation Coefficient Check on 8. 활성화된 Relaxation Coefficient 선택란에서 CEB-FIP, 5% 선택 9. Ultimate Strength 입력란에 입력 10. Yield Strength 입력란에 입력 11. Curvature Friction Factor 입력란에 0.3 입력 12. Wobble Friction Factor 입력란에 입력 13. Anchorage Slip(Draw in) 의 Begin 입력란에 입력 14. Anchorage Slip(Draw in) 의 End입력란에 입력 15. Bond Type 선택란에서 Bonded 선택 16. 버튼클릭 17. 버튼클릭 Tendon Property 대화상자 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 32

33 05. 시공단계하중입력 Tendon Profile 은곡선의변곡점입력등여러가지다른방법이있으나, 보따라하기에서는실무 에서많이적용되고있는도면에서의 Tendon 종거치를이용한방법을사용합니다. 텐던도면에서 2m 간격으로텐던의종거를측정하여입력합니다. 따라하기파일에첨부되어있는 Excel 파일은도면에서측정한값을정리한것으로서이를참조하여 Tendon Profile을입력합니다. Profile의입력은첨부된 Excel파일의값을복사한후붙여넣기하여입력한다. 또는 MCT파일을생성하여 Profile 부분을복사할수도있다. Transfer Length를입력하면텐던의정창부의무응력장길이를고려한다. Typical Tendon 에체크하고개수를입력하면입력한 Profile의텐던이개수만큼있는것으로고려된다. 교량계획단계에서간단히입력하여해석할수있다. Main Menu에서 Load > Prestress Loads > Tendon Profile 1. 버튼클릭 2. Tendon Name 입력란에 A1L 입력 3. Group 선택란에서 A1 선택 4. Tendon Property 선택란에서 Tendon 선택 5. Assigned Elements 입력란에 1to20 입력 6. Input Type 선택란에서 3D 선택 7. Curve Type 선택란에서 Spline 선택 8. Profile에서 x-z에관한입력란에첨부된엑셀파일및아래표를참조하여입력 1> x : 0, y : o, z : -1 2> x : 2, y : 0, z : >z : 48, y : 0, z : Profile Inserton Point 선택란에서 End-I 선택, of Elem. 입력란에 1 입력 10. x Axis Direction 선택란에서 I->J 선택, of elem. 입력란에 1 입력 11. x Axis Rot. Angle 입력란에 입력 12. Projection Check on 13. Offset의 y 입력란에 입력 14. 버튼클릭 Tendon Profile 입력대화상자 -1 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 33

34 05. 시공단계하중입력 x z A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A Tendon Profile 입력대화상자 -2 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 34

35 05. 시공단계하중입력 강연선배치도는 2m간격으로 Tendon Profile의종거를측정하여 x,z좌표를구한것입니다. 수집한결과 (FSM TDProfile.xls) 는 2D 평면상의값이므로단면중심에좌우측텐던이함께입력된것과같습니다. y-offset과 x-rotation을입력하여 PSC Box의 Web 위치에 Tendon이입력되도록합니다. 아래와같이 Excel 파일에서 x,z 값을복사하여입력한다음, 좌우 Tendon에따라 y-offset과 x- Rotation을입력하여 Profile을완성합니다. Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 35

36 05. 시공단계하중입력 Tendon Profile 의 Name 과 Assigned Element 는다음과같습니다. A B C Tendon Profile 의 name 지정 Tendon Profile Assigned Element Tendon Profile Assigned Element A1,A2 1~20 A3,A4 1~20 B1,B2 21~39 B3,B4 19~39 C1,C2 40~52 C3,C4 38~52 Tendon Profile 입력결과 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 36

37 05. 시공단계하중입력 Tendon Profile 을모두정의하면정의된 Tendon Profile 이각각의시공단계에적용되도록 Load Group(PS1~3) 을지정하여프리스트레스하중을재하합니다. 텐던에긴장력이도입된후 Duct를 Grouting 하는시기를정의한다. Main Menu 에서 Load > Prestress Loads > Tendon Prestress Loads 1. Load Case Name 선택란에서 PS 선택 2. Load Group Name 선택란에서 PS1 선택 3. Select Tendon for Loading 선택란에서 Tendon 항목중 A1L~A4R 선택 4. 버튼을클릭하여 Selected 항목으로 A1L~A4R 추가 5. Stress Value 선택란에서 Stress 선택 6. Begin 입력란에 입력 7. End 입력란에 0 입력 8. Grouting : After 입력란에 1 Stage 입력 9. 버튼클릭 10. Load Group Name 선택란에서 PS2 선택 11. Select Tendon for Loading 선택란에서 Selcected 항목중 A1L~A4R 선택 12. 버튼클릭하여 Selected 항목에서 A1L~A4R 제거 13. Select Tendon for Loading 선택란에서 Tendon 항목중 B1L~B4R 선택 14. 버튼클릭하여 Selected 항목으로 B1L~B4R 추가 15. Begin 입력란에 입력 16. End 입력란에 0 입력 17. Grouting : After 입력란에 1 Stage 입력 18. 버튼클릭 19. Load Group Name 선택란에서 PS3 선택 20. Select Tendon for Loading 선택란에서 Selcected 항목중 B1L~B4R 선택 21. 버튼클릭하여 Selected 항목에서 B1L~B4R 제거 22. Select Tendon for Loading 선택란에서 Tendon 항목중 C1L~C4R 선택 23. 버튼클릭하여 Selected 항목으로 C1L~C4R 추가 24. Begin 입력란에 입력 25. End 입력란에 0 입력 26. Grouting : After 입력란에 1 Stage 입력 27. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 37

38 05. 시공단계하중입력 Tendon Prestress 하중재하 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 38

39 05. 시공단계하중입력 5. 부가사하중입력 가설후에재하되는 2 차사하중을 Beam Load 로입력합니다. 방호벽 ( )* kn/m 가드휀스 1 kn/m 아스콘포장 7.5*0.08* kn/m 방음벽도로설계요령 (P65) 참조 1.52 kn/m 합계 kn/m Main Menu에서 Load > Element Beam Loads 1. Select All 클릭 2. Load Case Name 선택란에서 2nd Dead 선택 3. Load Group Name 선택란에서 2nd Dead 선택 4. Load Type 선택란에서 Uniform Loads 선택 5. Value 선택란에서 Relative 선택 6. x1 입력란에 0 입력 7. x2 입력란에 1 입력 8. w 입력란에 입력 9. 버튼클릭 부가사하중재하 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 39

40 06. 완성계하중입력 1. 풍하중입력 도로교설계기준에따라 3 10^-3 Mpa 의풍하중을입력합니다. 부재의단면형상 풍상측부재 풍하중 (Mpa) 풍하측부재 원형 각형 활하중재하시 0.75*10^ *10^-3 활하중비재하시 1.5*10^-3 1.5*10^-3 활하중재하시 1.5*10^ *10^-3 활하중비재하시 3.0*10^-3 1.5*10^-3 풍하중재하개념도 총높이 = 단면높이 + 방호책 + 방호벽 = = 6.5 m 풍압 = 3kN /m^2 풍하중 = 6.5 m * 3 kn/m^2 = 19.5 kn/m( 수평하중 ) 19.5 kn/m *-1.46 m= kn m/m ( 편심모멘트 ) Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 40

41 06. 완성계하중입력 풍하중을입력합니다. 시공단계해석에서시공중에활성화되지않은 Load Group에해당하는하중은 PostCS에서재하된다. Main Menu에서 Load > Element Beam Loads 1. Select All 클릭 2. ISO View 클릭 3. Load Case Name 선택란에서 Wind 선택 4. Load Group Name 선택란에서 Default 선택 5. Load Type 선택란에서 Uniform Loads 선택 6. Drection 선택란에서 Global Y 선택 7. Value 선택란에서 Relative 선택 8. X1 입력란에 0 입력 9. X2 입력란에 1 입력 10. w 입력란에 19.5 입력 11. 버튼클릭 12. Select All 클릭 13. Load Type 선택란에서 Uniform Moments/Torsion 선택 14. Direction 선택란에서 Global X 선택 15. Value 선택란에서 Relative 선택 16. X1 입력란에 0 입력 17. X2 입력란에 1 입력 18. w 입력란에 입력 19. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 41

42 06. 완성계하중입력 풍하중재하 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 42

43 06. 완성계하중입력 2. 온도하중입력 전체구조물에온도하중을입력합니다. System Temperature 기능을사용하면구조물전체에대해 εt = α(t2-t1) 의변형률이온도하중으로재하됩니다. Main Menu에서 Load > Temperature Loads > System Temperature 1. Load Case Name 선택란에서 온도하중 + 선택 2. Load Group Name 선택란에서 Default 선택 3. Temperature에서 Final Temperature 입력란에 15 입력 4. 버튼클릭 5. Load Case Name 선택란에서 온도하중- 선택 6. Load Group Name 선택란에서 Default 선택 7. Temperature에서 Final Temperature 입력란에 -15 입력 8. 버튼클릭 온도하중입력 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 43

44 06. 완성계하중입력 PSC Box 의상하연온도차를입력합니다. Beam Section Temperature 기능은단면을직사각형으로가정했을때, 직사각형의일부에상하면온도차가발생하도록합니다. 그러므로 PSC 단면과같이직사각형단면이아닌경우에는직사각형단면에대응하도록변환하여온도차하중을입력해야합니다. 아래의그림과같이온도차가발생하는부분을면적과도심이같은점선의직사각형으로환산합니다. Beam Section Temperature에서는 General Type과 PSC Type으로입력이가능합니다. General Type에서는단면을직사각형으로가정합니다. PSC Type은 Section Data 정의시 PSC Type으로정의한단면에대해온도차가발생하는부분을직사각형으로자동환산하여하중을입력합니다. 본따라하기에서는 PSC Type으로단면을정의하였으므로 PSC Type으로상하연온도차하중을간단하게입력할수있지만, 직사각형으로환산하여 General Type으로입력하도록합니다. Area = H = m m= m Area B= = = 4.626m H Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 44

45 06. 완성계하중입력 Main Menu에서 Load > Temperature Loads > Beam Section Temperature 1. Load Case Name 선택란에서 상하연온도차 + 선택 2. Load Group Name 선택란에서 Default 선택 3. Section Type 선택란에서 General 선택 4. Drection 선택란에 Local-z 선택 5. Ref.Position 선택란에 Centroid 선택 6. B 입력란에 입력 7. H1 입력란에 0.71 입력 8. H2 입력란에 입력 9. T1 입력란에 5 입력 10. T2 입력란에 5 입력 11. 버튼클릭 12. Select All 클릭 13. 버튼클릭 14. Load Case Name 선택란에서 상하연온도차- 선택 15. B 입력란에 입력 16. H1 입력란에 0.71 입력 17. H2 입력란에 입력 18. T1 입력란에 -5 입력 19. T2 입력란에 -5 입력 20. 버튼클릭 21. Select All 22. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 45

46 06. 완성계하중입력 상하연온도차입력 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 46

47 06. 완성계하중입력 3. 활하중입력 활하중의입력과정은다음과같습니다. 활하중 Code 설정 : Define Moving Load Code 차선정의 : Traffic Line Lanes 연속지점부정의 : Lane Supports 동시발생반력설정 : Concurrent Reaction Group( 필요시 ) 차량하중정의 : Vehicles 활하중조건정의 : Moving Load Cases 활하중 Code 설정 입력할활하중에적용할설계기준을선택합니다. 선택된설계기준에따라활하중입력에필요한메뉴가설정됩니다. Main Menu에서 Load>Moving Load Analysis Data> 1. Moving Load Code 선택란에서 Korea 선택 2. 버튼클릭 Moving Load Code 차선정의 대상교량은양측이대칭인직교이브로 +y 방향의풍하중만입력하였으며, 불리한상황을고려하여 y 방향편재하활하중만을입력한다. 편재하, 만재하의 2가지경우를고려하여차선을정의합니다. 차선입력시사용되는편심거리는차선진행방향으로차선이요소의오른쪽에있으면양 (+) 의편심값을, 왼쪽에있으면음 (-) 의편심값을가집니다. 입력차선과편심거리 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 47

48 06. 완성계하중입력 차선정의시각지간별지간장이다르므로충격계수도다르게입력하여야하나편의상가장불 리한경우의지간장 L=40.0 m 에대한충격계수를적용합니다. 입력차선과편심거리그림을참조하여 4 개의차선을정의합니다. 내부부모멘트계산을위해지간이시작되는요소에체크한다. Top View 클릭 Main Menu에서 Load > Moving Load Analysis Data > 1. 버튼클릭 2. Lane Name 입력란에 C1 입력 3. Eccentricity 입력란에 -1.5 입력 4. Impact Factor 입력란에 15/(40+40) 입력 5. Vehicular Load Distribution 선택란에서 Lane Element 선택 6. Moving Direction 선택란에서 Both 선택 7. Selection by 선택란에서 2points 선택 8. 활성화된입력란에 0, 0, 0 과 125, 0, 0 입력 9. 버튼클릭 10. Elements 1, 17, 36의 Span Start Check on 11. 버튼클릭 12. 버튼클릭 Traffic Line Lanes 차선입력대화상자와입력결과 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 48

49 06. 완성계하중입력 연속지점부정의 도로교설계기준에서는 DL하중으로내부지점부의최대부모멘트계산시에내부지점양측에집중하중을재하하도록규정하고있습니다. 집중하중을재하하기위한내부지점부의위치를입력합니다. Main Menu에서 Load>Moving Load Analysis Data> Lane Suppert-Negative Moment at Interior Piers 1. Option 선택란에서 Add 선택 2. Element Type 선택란에서 Beam 선택 3. Support Psiton 선택란에서 End-j 선택 4. Select Elements by Identifying에서 16,35 선택 5. 버튼클릭 6. Support Psiton 선택란에서 End-i 선택 7. Select Elements by Identifying에서 17,36 선택 8. 버튼클릭 연속지점부정의 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 49

50 06. 완성계하중입력 차량하중정의 이동하중해석에사용할차량하중을정의합니다. Main Menu에서 Load > Moving Load Analysis Data > Vehicles 1. 버튼클릭 2. Standard Name 선택란에서 Korean Standard Load(2005) 선택 3. Veicular Load Type 선택란에서 DB-24 선택 4. 버튼클릭 5. Veicular Load Type 선택란에서 DL-24 선택 6. 버튼클릭 7. 버튼클릭 차량하중정의 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 50

51 06. 완성계하중입력 이동하중조건정의 DB하중, DL하중과편재하, 만재하시의활하중조합 Load Case를생성합니다. 아래와같은방법으로 DB : 편재하, DB : 만재하, DL : 편재하, DL : 만재하 하중조건을생성합니다. Main Menu 에서 Load>Moving Load Analysis Data> 1. 버튼클릭 2. Load Case Name 입력란에 MVL 입력 3. Sub-Load Cases의 버튼클릭 4. Vehicle Class 선택란에서 VL:DB-24 선택 5. Min. Number of Loaded Lanes 입력란에 1 입력 6. Max. Number of Loaded Lanes 입력란에 2 입력 7. List of Lanes 항목의 L1, L2 선택 8. 버튼클릭하여 Selected Lanes 항목으로이동 9. 버튼클릭 10. 버튼클릭 11. Vehicle Class 선택란에 VL:DB-24 선택 12. Min. Number of Loaded Lanes 입력란에 1 입력 13. Max. Number of Loaded Lanes 입력란에 2 입력 14. List of Lanes 항목의 C1, C2 선택 15. 버튼클릭하여 Selected Lanes 항목으로이동 16. 버튼클릭 17. 버튼클릭 18. Vehicle Class 선택란에 VL:DL-24 선택 19. Min. Number of Loaded Lanes 입력란에 1 입력 20. Max. Number of Loaded Lanes 입력란에 2 입력 21. List of Lanes 항목의 L1, L2 선택 22. 버튼클릭하여 Selected Lanes 항목으로이동 23. 버튼클릭 24. 버튼클릭 25. Vehicle Class 선택란에 VL:DL-24 선택 26. Min. Number of Loaded Lanes 입력란에 1 입력 27. Max. Number of Loaded Lanes 입력란에 2 입력 28. List of Lanes 항목의 C1, C2 선택 29. 버튼클릭하여 Selected Lanes 항목으로이동 30. 버튼클릭 31. 버튼클릭 32. 버튼클릭 Moving Load Cases Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 51

52 06. 완성계하중입력 이동하중조건정의 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 52

53 06. 완성계하중입력 4. 부등침하하중입력 부등침하그룹지정 교대교각에서동시에침하되는절점들을선택하여각각부등침하그룹으로정의합니다. Main Menu 에서 Load > Setelement Anlysis Data> 1. Group Name 입력란에 A1 입력 2. Settlement Displacement 입력란에 입력 3. Node List 입력란에 입력 4. 버튼클릭 5. Group Name 입력란에 P1 입력 6. Settlement Displacement 입력란에 입력 7. Node List 입력란에 입력 8. 버튼클릭 9. Group Name 입력란에 P2 입력 10. Settlement Displacement 입력란에 입력 11. Node List 입력란에 입력 12. 버튼클릭 13. Group Name 입력란에 A2 입력 14. Settlement Displacement 입력란에 입력 15. Node List 입력란에 입력 16. 버튼클릭 17. 버튼클릭 Settlement Group Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 53

54 06. 완성계하중입력 부등침하그룹지정 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 54

55 06. 완성계하중입력 부등침하하중조건정의 입력된부등침하그룹을이용하여부등침하조건을정의합니다. 최대 / 최소의부등침하개수를입력하면최소 1개지점, 최대 3개지점에서동시에침하되어발생할수있는모든경우에대한해석을수행하여 Min/Max로결과를출력합니다. 4개의부등침하그룹의침하량이동일하므로최대조합수를 3 으로한다. Main Menu에서 Load > Setelement Anlysis Data > 1. Load Case Name 입력란에 SM 입력 2. Settlement Group 항목에서 A1,P1,P2,A2 선택 3. 버튼을클릭하여 Selected Group 항목으로이동 4. Smin 입력란에 1 입력 5. Smax 입력란에 3 입력 6. 버튼클릭 7. 버튼클릭 Settlement Load Cases 부등침하하중조건정의 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 55

56 07. 시공단계정의 앞의시공단계구성을참조하여시공단계를정의합니다. 5일재령의콘크리트가활성화된다. Main Menu에서 Load>construction Stage Anlysis Data> Defind Construction Stage 1. 버튼클릭 2. Name 입력란에 CS1 입력 3. Duration 입력란에 30 입력 4. Element Tab 선택 5. Group List 에서 SG1 선택 6. Activation 항목의 Age 입력란에 5 입력 7. 버튼클릭 8. Boundary tab 선택 9. Group List 에서 BG1 선택 10. Activation 항목의 Spring/Supprt Position 선택란에서 Deformed 선택 11. 버튼클릭 12. Load Tab 선택 13. Group List 에서 Self,PS1,Diaphragm1 선택 14. Activation항목의 Active Day 선택란에서 First 선택 15. 버튼클릭 16. 버튼클릭 17. 아래의표를참조하여 CS2~4 시공단계정의 18. 버튼클릭 Stage(days) Element Boundary Load CS1 30 SG1 BG1 Self, PS1, Diaphragm1 CS2 30 SG2 BG2 PS2, Diapgragm2 g CS3 30 SG3 BG3 PS3,Diaphragm3 CS nd Dead 시공단계정의대화상자 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 56

57 07. 시공단계정의 시공단계정의 CS1 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 57

58 08. 구조해석수행 시공단계해석과이동하중해석에관한해석옵션을설정하고해석을수행합니다. 1. 시공단계해석설정 시공단계해석에재하되는모든정적하중은 CS:Dead Load에모두포함됩니다. 이중에서분리하여결과를확인할필요가있는 Load Case를선택하면 Dead Load와분리되어 CS:Erection Load 로결과를출력할수있습니다. Main Menu에서 Analysis > Construction Stage Analysis control Save Output of Current Stage(Beam/truss) 에체크하면테이블로현단계의부재력을출력할수있다. 1. Load Cases to be Distinguished From Dead Load for C.S. Output 항목의 Load Case 선택란에서 2nd Dead 선택 2. 버튼클릭 3. Save output of Current Stage(Beam/Truss) Check on 4. 버튼클릭 Beam Section Property Change 에서 change with Tendon에체크하면시공단계별단면특성치에텐던효과가고려된다. 시공단계해석 Control 대화상자 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 58

59 08. 구조해석수행 2. 이동하중해석설정 영향선계산방법과해석결과출력옵션등을선택합니다. Main Menu 에서 Analysis > Moving Load Analysis Control 보요소하나당영향선작도에사용할참조점의수를입력한다. 1~1010 사이의값으로선택이가능한다. 1. Influence Generating Points 항목의 Number/Line Element 입력란에 5 입력 2. Analysis Results 항목의 Frame 선택란에 Normal+Concurrent Force 선택 3. Combiend Stress Calculation Check on 4. 버튼클릭 Concurrent Force 를선택하면동시발생부재력을출력한다. CombiendC d Stress 에체크해야조합응력이출력된다. 이동하중해석은출력되는결과값의양이방대하므로필요한부분만그룹으로선택하여출력할수있다. 이동하중해석 Control 대화상자 3. 구조해석수행 구조모델링, 해석옵션선택등의모든과정을완료하였으므로해석을수행합니다. Main Menu 에서 Analysis > Perform Analysis Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 59

60 09. 해석결과확인 다양한결과확인방법을통해시공단계해석결과를확인합니다. 1. 시공단계별요소특성, 단면특성 시공단계해석에사용된요소별특성치를테이블로출력합니다. 테이블에서시공단계를선택하면해당시공단계의초기재령, 최종재령, 초기탄성계수, 최종탄성계수, 해당시공단계완료까지누적된건조수축변형률과크리프계수가출력됩니다. 시공단계가선택된상태에서는해당시공단계의결과만이출력되며, Post CS상태에서는아래그림과같이시공단계를선택하고 Apply 버튼으로출력값을변경할수있습니다. Main Menu에서 Results > Results Table > Construction Stage > Element Properties at Each Stage 1. Post CS 선택 각시공단계에서의요소특성 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 60

61 09. 해석결과확인 시공단계해석의마지막시공단계에서사용된환산단면특성치를테이블로출력합니다. 시간의존 적재질특성을적용한경우콘크리트의탄성계수변화에따라단면치가달라질수있으며, 텐던이포함된단면에서는텐던의특성치, 그라우팅시기에영향을받습니다. Tendon이입력된것을고려하기위해서는 Construction Stage Analysis Control에서 Change with Tendon으로선택해야합니다. Out 파일에는최종단계뿐아니라모든시공단계에서사용된단면특성치가출력된다. 위에서 Change with Tendon을선택하고 Tendon Property에서 Bond Type을 Bonded로선택하면 Tendon이단면계산에반영되며, Unbonded로선택하면순단면으로계산됩니다. Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 61

62 09. 해석결과확인 최종단계의단면특성치는완공계에추가되는하중 ( 이동하중, 온도하중, 풍하중등 ) 에대한응력계산에사용됩니다. Main Menu에서 Results > Results Table > Construction Stage > Beam Section Properties at Last Stage 최종단계에서의단면특성데이터 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 62

63 09. 해석결과확인 2. 시공단계부재력 / 응력확인 Beam Diagram 기능을이용하여발생한부재력을 diagram형식으로확인합니다. 이때 Quick View를호출하여각보요소를선택하면해당요소의임의위치에서부재력을확인할수있습니다. Main Menu에서 Results > Forces > Beam Diagrams 1. Define Construction Stage 선택란에서 CS4 선택 2. Load Cases/Combinations 선택란에서 CS:Summation 선택 3. Step 선택란에서 Last Step 선택 4. Components 선택란에서 My 선택 5. Type of Display 선택란에서 Contour, Legend Check on 6. 버튼클릭 최종단계의부재력도확인 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 63

64 09. 해석결과확인 Beam Stresses(PSC) 기능을이용하여 PSC 단면보요소의응력을 Diagram 형식으로확인합니다. 상하연 (1~4), 중앙부 (7, 8) 와 PSC 단면정의시설정한전단검토위치 (5, 6, 9, 10) 를포함하여총 10 개의위치에서응력을출력합니다. 시공단계최종단계에서 CS:Summation 에대한하연응력을확인합니다. 시공단계별상하연응력 은 Bridge Girder Diagram으로도확인이 가능하며, PSC 단면인 경 우 는 Beam Stresses(PSC) 기능이추 가되었으므로 model View상태에서 contour 로확인할수있다. Main Menu에서 Results > Stresses > Beam Stresses(PSC) 1. Define Construction Stage 선택란에서 CS4 선택 2. Load Cases/Combinations 선택란에서 CS:Summation 선택 3. Step 선택란에서 Last Step 선택 4. Section Position 선택란에서 Position 3 선택 5. Components 선택란에서 Sig-xx(Summation) 선택 6. Type of Display 선택란에서 Contour, Legend Check on 7. 버튼클릭 Sig-xx(Axial) 은축력에의한요소좌표계 x축방향응력이며, Sigxx(Summation) 은 x축방향응력의합이다. 최종단계의하연응력도확인 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 64

65 09. 해석결과확인 User Defined Diagram 을이용하여요소 / 그룹별로서로다른변위 / 부재력 / 응력결과를확인할 수있습니다. 왼쪽지간에서는변위, 중앙지간에서는휨모멘트, 오른쪽지간에서는응력결과를한화면에동시에출력합니다. 시공단계최종단계에서 CS:Summation에대한변위부재력 / 응력을확인합니다. 동일시공단계내에서만서로다른종류의결과를조합하여출력할수있다. Display Option에서출력옵션을선택할수있다. Main Menu에서 Results > User Defined Diagram>Define Diagram 1. Define Construction Stage 선택란에서 CS4 선택 2. Element 입력란에 1to16 입력 3. Type of Result 선택란에서 Displacement 선택 4. Component 선택란에서 DZ 선택 5. Group Name 입력란에 Disp 입력 6. 버튼클릭 7. Element 입력란에 17to35 입력 8. Type of Result 선택란에서 Beam Force/Moments 선택 9. Component 선택란에서 My 선택 10. Group Name 입력란에 Force 입력 11. 버튼클릭 12. Element 입력란에 36to52 입력 13. Type of Result 선택란에서 Beam Stress(PSC) 선택 14. Section Position 선택란에서 Abs Max 선택 15. Components 선택란에서 Sig-xx(Summation) 선택 16. Group Name 입력란에 Beam Stress(PSC) 입력 17. 버튼클릭 Main Menu 에서 Results>User Defined Diagram>Plot Diagram 18. Load Cases/Combination 선택란에 CS:Summation 선택 19. Diagram Group 항목에서 Beam Stress(PSC), Disp, Force Check on 20. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 65

66 09. 해석결과확인 User Defined Diagram 출력결과 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 66

67 09. 해석결과확인 3. 그래프를이용한결과확인 지점부요소 (36 번 ) 의시공단계진행에따른응력변화를그래프로확인합니다. Main Menu 에서 Results > Stage/Step History Graph 1. Define Construction Stage 선택란에서 CS4 선택 2. Define Function 선택란에서 Beam Force/Stress 선택 3. 클릭 4. Name 입력란에 36_ax 입력 5. Element No. 입력란에 36 입력 6. Stress 선택 7. Point 선택란에서 i-node 선택 8. Components 선택란에서 Axial 선택 9. 버튼클릭 10. 동일한과정을반복하여아래와같이입력 Name : 36_b(+y), Components : Bend(+y) Name : 36_b(-y), Components : Bend(-y) Name : 36_b(+z), Components : Bend(+z) Name : 36_b(-z), Components : Bend(-z) 11. Mode 선택란에서 Multi Func. 선택 12. Step Option 선택란에서 All Steps 선택 13. Check Functions to Plot에입력된항목모두 Check on 14. Load Cases/Combinations 선택란에서 Summation 선택 15. 버튼클릭 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 67

68 09. 해석결과확인 시공단계진행에따른응력변화확인 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 68

69 09. 해석결과확인 4. 테이블을이용한결과확인 시공단계해석결과를테이블로확인합니다. 오른쪽마우스를클릭하여여러가지메뉴를통해다양한방법으로테이블을활용할수있습니다. Records Activation Dialog에서응력을확인할요소, 하중조건, 시공단계 ( 스텝 ), 요소상의응력출력위치, 단면내응력출력위치등을선택하여출력할수있습니다. Srting Dialog에서데이터의정렬기준을선택하여원하는방법으로정렬할수있으며, Style Dialog에서데이터타입을변경하여출력할수있습니다. 마지막시공단계에서 S:Summation 에대한상연응력결과를확인합니다. Main Menu 에서 Results > Results Tables > Beam > Stresses(PSC) 1. Loadcase/Combination 선택란에서 Summation(CS) Check on 2. Stage/Step 선택란에서 CS4:002(last) Check on 3. Part Number 선택란에서 Part i Check on 4. Section Positon 선택란에서 Pos-1 Check on 5. 버튼클릭 테이블을이용한시공단계상연응력의확인 Construction ti Stage Anlysis Control 대화상자에서 Save Output t o Current Stage(Beam/Truss) 옵 션에 Check on 되어있을결우해당시공단계에서발생한부재력을출력할수있습니다. Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 69

70 09. 해석결과확인 5. Prestress 의손실확인 프리스트레스의손실에따른시공단계별장력의변화를확인합니다. Tendon Time Dependent Loss Graph 대화상자에서는해당 Stage에포함된텐던만을확인할수있습니다. 선택한텐던 /Stage/Step의결과가그래프로출력되며, 버튼을클릭하여동영상을통해확인할수있습니다. Main Menu에서 Results > Tendon Time-dependent Loss Graph 1. Tendon 선택란에서 A1R 선택 2. 버튼클릭 Prestress 의손실그래프 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 70

71 09. 해석결과확인 6. 텐던정보확인 시공단계해석에서사용된텐던의정보를테이블로출력합니다. 요소에배치된텐던의좌표를출력합니다. Main Menu 에서 Results > Result Tables > Tendon > Tendon Coordinates Tendon Coordinates Table Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 71

72 09. 해석결과확인 텐던의신장량을출력합니다. 각텐던의긴장력도입시기, 텐던의시작과끝위치에서텐던과요 소의신장량, 텐던신장량과요소신장량의합이출력됩니다. Main Menu 에서 Results > Result Tables > Tendon > Tendon Elongation Tendon Elongation Table Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 72

73 09. 해석결과확인 텐던의유효응력, 유효프리스트레스력을텐던그룹및시공단계별로확인합니다. 텐던그룹의중심에서단면도심까지의거리, 텐던배치의방향코사인등을출력하므로텐던의수직, 수평분력을쉽게계산할수있습니다. 시공단계를선택하고버튼으로해당시공단계의결과를출력한다. Main Menu 에서 Results > Result Tables > Tendon > Tendon Arrangement Tendon Arrangement Table 위의테이블상에출력된텐던의유효스트레스력은텐던의즉시손실과장기손실을모두고려한것입니다. 장기손실을제외한즉시손실 ( 마찰손실, 정착구이동, 탄성수축 ) 에대한유효프리스트레스력을확인하려면테이블에서오른쪽마우스를클릭하여 Tendon Immediate Loss Graph에서확인할수있습니다. 텐던즉시손실그래프 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 73

74 09. 해석결과확인 텐던의종류, 재질, 그룹별무게를테이블로출력합니다. Tendon Weight 는 PostCS 단계에서만출력이가능하다. Main Menu 에서 Results > Result Tables > Tendon > Tendon Weight Tendon Weight Table Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 74

75 09. 해석결과확인 7. 이동하중해석결과확인 이동하중해석에서출력되는부재력은해당요소에대해각성분별최대 / 최소값이출력된결과입니다. 따라서요소별최대부재력이출력되는하중의위치가다를수있습니다. 동시에발생하는부재력을확인하기위해서는테이블에서오른쪽마우스를클릭하여 View by Max Value Item 기능으로하나의성분이최대일때발생하는다른부재력결과를확인할수있습니다. Moment-y가최대일경우에다른성분부재력을출력한다. Main Menu에서 Results > Result Tables > Beam > Force 1. Loadcase/Combination 선택란에서 MVL(MV:min) 선택 2. Part Number 선택란에서 Part i 선택 3. 버튼클릭 4. 마우스오른쪽클릭 5. View by Max Value Item 클릭 6. Items to Display 선택란에서 Moment-y Check on 7. Load Cases to Display 선택란에서 MVL(MV:min) Check on 8. 버튼클릭 이돟하중해석결과테이블 -1 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 75

76 09. 해석결과확인 이동하중해석결과테이블 2 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 76

77 09. 해석결과확인 8. 조합하중에의한응력확인 사용하중조합을생성합니다. Main Menu에서 Results > Combinations 1. Name 입력란에 온도하중 입력 2. Type선택란에서 Envelop 선택 3. LoadCase 선택란에서 온도하중 +(ST) 선택 4. Factor 입력란에 1 확인 5. LoadCase선택란에서 온도하중-(ST) 선택 6. Factor 입력란에 1 확인 7. 아래표를참조하여동일한과정으로입력 Name Active Type Load Case Factor 온도하중 Active Envelope 상하연온도차 Active Envelope 온도하중 +(ST) 온도하중-(ST) 상하연온도차 +(ST) 상하연온도차-(ST) Com1 Active Envelope Summation(CS) MVL(MV) SM(SM) Com2 Active Envelope Com1(CB) 온도하중 (CB) 상하연온도차 (CB) 사용하중조합생성 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 77

78 09. 해석결과확인 사용하중조합에의한응력결과를검토합니다. Main Menu에서 Results > Stresses > Beam Stresses(PSC) 1. Load Cases/Combinations 선택란에서 CBall:Comb1 선택 2. Section Position선택란에서 Position 1 선택 3. Components 선택란에서 Sig-xx(Summation) 선택 4. Type of Display 선택란에서 Contour, Legend Check on 5. 버튼클릭 사용하중조합에의한응력결과 Tutorial FSM 공법교량의시공단계해석 78