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1 Intergrated Solution System for Building and General Structures 3D 2Bay Frame midas Gen 2015 V1.1 MIDAS IT

2 Table of Contents 1. 개요 해석모델과하중조건 파일열기및작업기본환경설정 단위계 메뉴시스템 좌표계와그리드 부재재질및단면데이터입력 절점및요소를사용한구조모델링 구조물지지조건입력 각종하중입력 하중조건설정 자중의입력 바닥하중입력 절점하중입력 등분포하중입력 구조해석수행 해석결과검토및분석 Mode 하중조합 반력확인 변형도및변위확인 부재력확인 전단력및휨모멘트도 요소별해석결과확인 부재응력확인및동영상처리 Beam Detail Analysis...59

3 1. 개요 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

4 1. 개요 이예제는 midas Gen 을처음접하는사용자들이간단한 3 차원 2-bay frame 에대해 모델링에서부터구조해석결과의분석단계까지안내에따라쉽게따라할수 있도록구성되었습니다. 이장은 midas Gen 의환경과사용법을빠른시간안에쉽게이해하고익힐수있도록 계획되었습니다. 이장의안내에따라프로그램을직접운용하면 midas Gen 에쉽게 입문할수있을것입니다. 마이다스건축분야홈페이지 ( 에는, 본예제의모든모델링과해석및결과확인절차가수록된동영상이, 음성설명과함께제공됩니다. 동영상과음성설명을통해전체적인해석절차를먼저이해하면, 따라하기예제를더욱효율적으로활용할수있습니다. 이예제에서술된단계별해석절차는실무에일반적으로적용되고있는절차이며 내용은다음과같습니다. 1. 파일열기및작업기본환경설정 2. 부재재질및단면데이터입력 3. 절점및요소를사용한구조모델링 4. 구조물지지조건입력 5. 각종하중입력 6. 구조해석수행 7. 해석결과검토및분석 4

5 1. 개요 1-1 해석모델과하중조건 3D-2bay frame 의구조형상과사용부재는그림 1.1 과같고, 하중조건은문제를 단순화하기위해다음의 4 가지조건을고려하기로합니다. 하중조건 1 : 모델의자중과 2층바닥에중력방향으로고정하중 5.0 kn/m 2 재하 하중조건 2 : 2층바닥에적재하중 2.5 kn/m 2 재하 하중조건 3 : 열상단에 (+)X 방향으로집중하중 100 kn 재하 하중조건 4 : 1열의모든부재에 (+)Y 방향으로등분포하중 10 kn/m 재하 그림 1.1 3D-2bay frame 바탕화면이나해당폴더에서 midas Gen 의 Icon 을두번클릭합니다. 화면상단의 File > New Project ( 또는 ) 를선택하여작업을시작하고, 추후에 File > Save 메뉴 ( 또는 ) 를선택하여이름을부여하고저장합니다. 5

6 2. 파일열기및작업기본환경설정 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

7 2. 파일열기및작업기본환경설정 2-1 단위계 midas Gen 은여러종류의단위 (units) 를함께사용할수있도록설계되었기때문에 단일단위계 ( 예 : SI 단위계의경우 m, N, kg, Pa) 를사용할수도있고, 복합단위계 ( 예 : m, kn, lb, kgf/mm 2 ) 를사용할수도있습니다. 또한입력데이터의특성에맞도록단위를임의로변경할수있기때문에, 위치입력단위로는 m 를사용하다가단면입력시는화면하단의단위변환창 ( 또는 Main Menu의 Tools > Setting > Unit System) 을사용하여 mm 로변경할수도있고, 해석은 N, m 로수행되었지만해석결과인응력단위는 kn/m2 으로변환되도록할수도있습니다. Main Menu Group Tool Bar Tree Menu Modeling View Window Status Bar Message Window 그림 1.2 midas Gen 의초기화면 7

8 2. 파일열기및작업기본환경설정 사용되는단위계가화면의하단 (status bar 의단위변환창 - 그림 1.2 의 ) 과데이터 입력창에자동변환표기되기때문에혼돈없이쉽게작업할수있습니다. 여기서는 m 와 kn 을사용하기로합니다. 1. Main Menu에서 Tools > Setting > Unit System 선택 2. Length 선택란에서 m 선택 3. Force(Mass) 선택란에서 kn(ton) 선택 4. 버튼클릭 Icon의 Toggle on 상황은초기값설정에따라달라집니다. 따라하기를학습중에는제시된 Toggle on 상황대로작업환경을일치시켜오류를방지하는것이바람직합니다. Toggle on 8

9 2. 파일열기및작업기본환경설정 2-2 메뉴시스템 midas Gen은최적의작업환경을구성하여각종기능을쉽게호출할수있도록다음과같은 4가지메뉴시스템을제공하고있습니다. Main Menu Tree Menu Icon Menu Context Menu Main Menu 는 windows 체계에서일반적으로채택하고있는메뉴이며, 화면상단에 위치한 Main Menu 로부터 Ribbon Menu 를선택하도록구성되어있습니다. Tree Menu는 model window의좌측에위치하고있으며구조해석과설계과정에수반되는일련의단위기능을실무에서의절차대로 tree구조로체계화하여구성되어있기때문에, 초보자도제시된 tree를순서대로따라가면서해석작업을쉽게완료할수있도록고안되었습니다. Tree Menu의 Works Tree에는현재까지의입력상황을한눈에확인할수있도록입력내용이계층구조로 display됩니다. 각항목을이용하여 Drag & Drop으로모델데이터를입력또는수정하거나, Select 및 Activity 기능을효율적으로활용할수있습니다. Icon Menu 는사용자의작업효율을높이기위하여작업과정중에자주사용될수 있는기능 ( 각종 Model View 기능또는 Selection 기능등 ) 을 icon 화하여제공하는 Menu System 입니다. Context Menu 는화면에서마우스의동선을최소화하기위하여설계되었으며, 사용자가 model window 에서간단히마우스의우측버튼을클릭함으로써빈번히 사용될수있는기능메뉴들을쉽게호출할수있는메뉴시스템입니다. 이예제에서는 Tree Menu 와 Icon Menu 를주로이용하도록합니다. 9

10 2. 파일열기및작업기본환경설정 2-3 좌표계와그리드 midas Gen은전체좌표계 (GCS, Global Coordinate System) 와요소좌표계 (ECS, Element Coordinate System) 이외에입력의편의를위해절점좌표계 (NCS, Node local Coordinate System) 와 사용자좌표계 (UCS, User Coordinate System) 를 제공하고 있습니다. 모든대화상자에서 GCS는대문자 (X, Y, Z), UCS및 ECS는소문자 (x, y, z) 로표기합니다.. GCS 는사용자가구조물의전체기하형상을정의하는데사용되는기본좌표계입니다. ECS 는요소의특성을반영하고해석결과확인의편의를위해개개의요소에 부여되는좌표계입니다. NCS 는트러스요소, 인장력전담요소, 압축력전담요소또는보요소와연결된임의의 절점에특정방향으로경계조건 (local boundary condition) 이나강제변위를부여하는데 사용됩니다. midas Gen에서는별도로 UCS를설정하지않으면 UCS가 GCS와일치하는것으로간주합니다. 그리고 Grid는 UCS의 x-y 평면에자동배치됩니다. UCS는사용자가구조물의형상적배치특성을고려하여, 모델링작업에용이하도록 GCS상에추가로설정하는좌표계를말합니다. 입력된절점과그리드및마우스커서위치의좌표값은 UCS와 GCS에대해서 status bar( 그림 1.2 ) 에표시됩니다. 일반적으로실무에서접하게되는구조물은복잡한 3차원형상을가지고있기때문에, 기본적인형상데이터를입력하는모델링의초기단계에서는 2차원평면으로설정하여작업하는것이편리합니다. 특히, 복잡한평면모델이포함되는구조물의경우는해당평면을 UCS 의 x-y 평면으로 설정하고, point grid 또는 line grid 을배치한다음스냅기능과연계하여사용하면 대단히효과적입니다. 10

11 2. 파일열기및작업기본환경설정 이구조물의경우는형상이단순하기때문에그리드기능의도움없이도절점을 입력하고그절점을이용하여요소를배치할수있지만, 사용자좌표계와그리드의 개념을이해하기위해이기능들을이용하도록합니다. 구조물의열 ( 그림 1.1 참조 ) 에위치한 3개의기둥과 2개의보를입력하기위해우선 X Z( 또는 Tree Menu의 Menu 탭에서 Geometry > User Coordinate System >X - Z Plane) 기능을이용하여 1평면 (GCS X-Z평면 ) 을 UCS의 x-y평면으로설정합니다. 1. Main Manu에서 Structure > UCS > X- Z Plane 클릭 2. Origin 입력란에 0, 0, 0 확인 3. Angle 입력란에 0 확인 4. 버튼클릭 Toggle on 버튼을클릭하면적용된사용자좌표계를저장하며필요할때재호출하여쉽게적용할수있습니다. 여러가지의 UCS를번갈아적용하는경우대단히편리합니다. 그림 1.3 사용자좌표계지정 11

12 2. 파일열기및작업기본환경설정 모델링의편의를위해 UCS x-y 평면에 1m 간격의 point grid 를다음과같이배치합니다. 1. Main Manu 에서 Structure > UCS/Plan > Grids > Define Point Grid 클릭 2. dx, dy 입력란에 1, 1 입력 3. 버튼클릭 그림 1. 4 점그리드설정 현재화면의 view point는 Iso View로설정되어있으므로입력편의를위해 point grid의가로, 세로방향이모델윈도우와일치하도록 Front View ( 또는 Main Menu 의 View > Dynamic View > View Point > Front (-Y) ) 로전환합니다. 그리고요소의입력시마우스커서의클릭포인트가인접한 point grid상으로자동설정되도록 midas Gen이최초기동될때, 사용자편의를위해그리드스냅기능이자동으로적용된다. 따라서, 이미 toggle on 상태가되어있으면추가로클릭할필요는없습니다. Point Grid Snap을적용합니다. 1. Icon Menu에서 Front View 클릭 2. Icon Menu에서 Point Grid Snap 클릭 (toggle on) 3. Main Manu에서 View > Grids/Snap > Snap > Line Grid Snap, Snap All 클릭 (toggle off) 12

13 3. 부재재질및단면데이터입력 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

14 3. 부재재질및단면데이터입력 예제모델에사용된구조부재의재질과단면을다음과같이가정합니다. 재질번호 1 : SS400 단면번호 1 : H /12 - 기둥 2 : H /13 - 보 1. Tree Menu에서 Properties > Material > Material Properties 선택 2. 그림 1.5에서 버튼클릭 3. General의 Material ID 입력란에 1 확인 ( 그림 1.6 참조 ) 4. Type 선택란에서 Steel 확인 5. Steel의 Standard 선택란에서 KS(S) 확인 6. DB 선택란에서 SS400 선택 7. 버튼클릭 단면데이터는 MainMenu 에서 Properties > Section > Section Properties으로입력가능합니다. 8. Properties 대화상자상부 ( 그림 1.5의 ) 의 Section 탭선택 9. 버튼클릭 10. Section 대화상자상부 ( 그림 1.7의 ) 의 DB/User 탭확인 11. Section ID 입력란에서 1 확인 12. 단면형태선택란에서 H - Section 확인 13. DB 선택란에서 KS 확인 14. Sect. Name 선택란에서 H /12 선택 버튼은입력된내용을수행하고, 대화상자를종료합니다. 버튼은입력내용을수행한후대화상자가대기하므로여러개의단면을연속적으로입력할때적합합니다. 15. 버튼클릭 16. Section ID 입력란에서 2 확인 17. Sect. Name 선택란에서키보드로 H 4 (blank) 입력 18. 버튼클릭 19. 그림 1.5의 Properties 대화상자에서버튼클릭 14

15 3. 부재재질및단면데이터입력 그림 1.5 단면성질대화상자 버튼을선택하면해당단면의강성데이터를확인할수있습니다. 그림 1.7 단면데이터입력 그림 1.6 재질데이터입력 15

16 4. 절점및요소를사용한구조모델링 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

17 4. 절점및요소를사용한구조모델링 구조부재를입력하기전에부재의입력상태를단면형상과같이확인할수있도록 Hidden( 또는 Main Menu의 View > Rinder View > Hidden) 기능을적용합니다. 만약 Hidden이 toggle off 상태에있으면부재가단면형상없이선 (wire frame) 으로만표현됩니다. 생성되는절점과요소의번호를확인할수있도록 Display Element Number 를선택합니다. Display Node Number 와 Icon Menu의 Display Option을클릭하여 label의크기와 font를조절할수있습니다. 1. Icon Menu에서 Hidden 클릭 (toggle on) 2. Icon Menu에서 Display를클릭한후 Node 탭에서 Node Number, Element 탭에서 Element Number에 표시 ( 또는, Icon Menu에서 Display Node Number, Display Element Number 클릭 (toggle on) ) 3. 버튼클릭 Toggle on 보요소 (beam element) 를이용하여 A 열 ( 그림 1.1 참조 ) 에위치한기둥과보를입력합니다. Nodal Connectivity 입력란에좌표나거리를입력할경우절점번호를, 또는 (blank) 로구분하여입력할수있습니다. 1. Main Menu에서 Node/Element > Elements > Create Elements 클릭 2. Element Type 선택란에서 General beam/tapered beam 확인 3. Material Name 선택란에서 1 : SS400 확인 4. Section Name 선택란에서 1 : H /12 확인 5. Beta Angle 선택란에서 90 선택 ( 해설 1 참조 ). 6. 화면하단 (status bar) 의 UCS 좌표를참조하여 (0, 0, 0) 과 (0, 3, 0) 위치를 순차적으로지정하여요소 1을생성 7. UCS 기준으로 (5, 0, 0) 위치와 (5, 3, 0) 위치를순차적으로지정하여 요소 2를생성. 8. UCS 기준으로 (10, 0, 0) 위치와 (10, 3, 0) 위치를순차적으로지정하여 요소 3을생성 17

18 4. 절점및요소를사용한구조모델링 9. Icon Menu 에서 Zoom Fit 클릭 10. Section Name 선택란에서 2 : H /13 선택 11. Beta Angle 선택란에서 0 선택 Intersect 선택란의 Node와 Elem에 표시하면생성될요소상에기존의절점이있거나기존요소와교차될경우해당위치에서요소가자동분할됩니다. 12. Intersect 선택란에서 Node 와 Elem 에 표시확인 13. 절점 2 와 6 을마우스커서로순차적으로지정하여요소 4, 5 생성 Main Menu의 Structure > Type > Structure Type을선택하여 Align Top of Beam Section to Floor(X-Y Plane ) for Panel Zone Effect/Dis play에 표시를하면그림 1.8의 ( 처럼보와기둥의끝단이일치됩니다. Auto Fitting 버튼을먼저 toggle on하면프로그램에서자동으로 scale을조정하여신규생성된요소를포함한전체모델의화면을볼수있기때문에 매번 Zoom Fit를클릭하는번거로움을피할수있습니다. 그림 차원프레임생성 Reference Point는요소좌표계 z축의연장선상에있는임의의점의좌표를입력하여 beta angle을자동계산하는기능입니다. 해설 1 Beta angle이란보요소또는트러스요소의단면배치방향을지정하는각도 (degree) 입니다. 단면이 H-Section인경우기둥부재 (GCS Z축과평행한부재 ) 는 web 방향이 GCS X축과평행하도록프로그램에서초기설정되어있기때문에이예제와같이 web 방향이 GCS Y축과평행할때에는 90º 만큼회전시켜야합니다. 그리고보부재 ( 기둥부재를제외한모든보요소및트러스요소 ) 는 web 방향이이예제와마찬가지로 GCS Z축에평행하도록자동배치되기때문에 beta angle은 0º 가됩니다.( 자세한사항은 On-line Manual 참조 ) 18

19 4. 절점및요소를사용한구조모델링 구조물 A 열 ( 그림 1.1 참조 ) 에입력된요소들을복제하여 B 열의요소들을생성합니다. 2 차원상태에서평면모델을입력하고추가로 3 차원모델을생성할때에는 Iso View 상태에서입력하는것이편리하기때문에좌표계를 GCS 로전환하고 View Point 도 GCS로전환하면 grid point 의위치는자동으로 GCS 원점의 X-Y 평면으로배치됩니다. Iso View에서입력작업을할경우, Point Grid S nap이켜져있으면마우스로지정한절점이사용자의의도와는달리주변의 grid point로지정될수있습니다. 따라서 Grid Snap 이필요하지않은경우에는 toggle off 하고 Node 또는 Element Snap을이용하여입력하는것이바람직합니다. dx, dy, dz를키보드로직접입력하는대신 mouse editor 기능을이용하여이동복제거리와방향을마우스커서로자동입력할수있습니다. ( 그림 1.9의 ) Iso View를선택합니다. 복제대상요소를지정하기위해 Select All ( 또는 Main Menu의 View > Select > Select > Select All ) 을클릭한후 Translate Elements 기능으로요소를복제합니다. midas Gen에서는현재모델링기능에서다른기능으로전환할때 Main Menu나 Tree Menu를이용할수도있지만, 서로연관성이있는기능 ( 예 : Create Elements, Translate Elements 등 ) 의경우는기능목록표 ( 그림 1.9의 ) 를이용하여바로전환이 가능합니다. 적용대상이다르거나연관성이작은기능의경우는 Model Entity 탭 ( 그림 1.9 의 Node, Element, Boun..., Mass, Load) 을이용하면더욱편리하게사용할수있습니다. 1. Main Menu에서 View > Grids/Snap > UCS/GCS > GCS 클릭 2. Icon Menu에서 Iso View 클릭 3. Icon Menu에서 Select All 클릭 4. 기능목록표 ( 그림 1.9의 ) 에서 Translate Elements 선택 5. Mode에서 Copy 확인 6. Translation에서 Equal Distance 확인 7. dx, dy, dz 입력란에 0, 6, 0 입력 ( 해설 2 참조 ) 8. Number of Times 입력란에서 1 확인 9. Icon Menu에서 Auto Fitting 클릭 10. 버튼클릭 Toggle on 19

20 4. 절점및요소를사용한구조모델링 그림 1.9 에서 : 동종기능호출기능목록표 : Model Entity 탭 dx, dy, dz는 UCS 기준으로입력해야하며 UCS가별도로설정되지않은경우에는 GCS와동일한것으로간주합니다. 그림 차원프레임복제 Snap된절점이나요소의속성을보여주는 Dynamic Query기능은그림 1.9의 에서버튼을 Toggle off 하면해제됩니다. Dynamic Query 기능으로 확인할수있는속성은 다음과같습니다. 절점번호, 좌표 요소번호, 요소종류 재질 / 단면 / 두께번호 Beta Angle 연결된절점번호 요소길이 / 면적 / 체적 해설 2 복제거리입력란에는 Mouse Editor 기능이적용됩니다. Mouse Editor란사용자가키보드를이용해입력란에좌표나거리를직접입력하는작업을대신하여마우스커서로모델윈도우상의임의의점을클릭하여좌표나거리를자동입력하는기능입니다. 만약 Mouse Editor 기능이실행되지않을때에는해당입력란을마우스로한번클릭하여바탕을연녹색으로반전시킨후다시실행합니다. 20

21 4. 절점및요소를사용한구조모델링 구조물의 1, 2, 3 열 ( 그림 1.1 참조 ) 의거더를입력합니다. 기능목록표에서 Create Elements 를선택하여요소를생성합니다. 이때절점과그리드 와의혼돈을피하기위해 Point Grid 와 Point Grid Snap 기능을 toggle off 상태 로전환하는것이바람직합니다. 1. Icon Menu에서 Point Grid, Point Grid Snap 클릭 (toggle off) 2. 기능목록표 ( 그림 1.10의 ) 에서 Create Elements 선택 3. Element Type 선택란에서 General beam/tapered beam 확인 4. Material Name 선택란에서 1 : SS400 확인 5. Section Name 선택란에서 2 : H /13 확인 6. Beta Angle 선택란에서 0 확인 Display Node Number 를사용하지않더라도 Dynamic Query ( 그림 1.10 ) 기능을이용하면스냅된절점의속성을쉽게확인할수있습니다. 7. 마우스커서로절점 2와 8을연결하여요소 11 생성 8. 마우스커서로절점 4와 10을연결하여요소 12 생성 9. 마우스커서로절점 6과 12를연결하여요소 13 생성 Toggle on 다음은요소 11과 12 사이에작은보를입력합니다.ElementSnap기능을이용하면절점을입력하는과정을생략하고바로요소를생성할수있습니다. 작은보의단부에 beam end release 조건을부여하고, 우측스팬으로복제합니다. 요소복제시에는복제대상요소에부여되어있는경계조건 (beam end release) 까지동시에복제되도록하면, 후속작업을줄일수있으므로대단히효과적입니다. midas Gen은요소중앙위치뿐아니라요소내의임의위치에대해서도화면하단의임의위치스냅기능 ( 그림 1.10의 ) 을이용하여마우스가스냅되도록할수있습니다. 1. 마우스커서로요소 4와 9의중앙위치를연결하여요소 14 생성 2. Select Single을클릭하고요소 14를선택 3. Model Entity 탭 ( 그림 1.10의 ) 에서 Boundary 선택 4. 기능목록표에서 Beam End Release 선택 5. 버튼을클릭하고버튼클릭 21

22 4. 절점및요소를사용한구조모델링 6. Model Entity 탭 ( 그림 1.10의 ) 에서 Element 선택 7. 기능목록표에서 Translate Elements 선택 8. Mode에 Copy 확인 9. Equal Distance의 dx, dy, dz 입력란을마우스로 1회클릭 10. 마우스로절점 14와요소10의중간위치를순서대로지정하여 5, 0, 0 자동입력 11. Intersect의 Node와 Element에 표시 12. Copy Element Attributes에 표시후우측의 버튼클릭 13. Boundaries의 Beam Release에 표시확인 14. Copy Element Attributes 대화상자의 버튼클릭 15. Shrink 클릭 16. Select Previous를클릭하여요소 14 선택 17. Translate Elements Dialog Bar의 버튼클릭 18. Display 클릭 19. 기능호출용탭 ( 그림 1.10 ) 에서 Boundary 선택 20. Beam End Release Symbol에 표시하고 버튼클릭 Shrink 기능을이용하 면요소절점의연결상태 를쉽게확인할수있습니다. 기능목록표우측의버튼이나 Main Menu 의 Node/Element > Nodes > N odes Table 또는 Node/Ele ment >Elements > Elements Table을이용하여절점과요소들의입력사항을확인할수있으며수정도가능합니다. 그림 1.10 거더와작은보의입력 22

23 5. 구조물지지조건입력 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

24 5. 구조물지지조건입력 구조물형상에대한입력작업이완료되면 6 개기둥하단부에지지조건을입력합니다. 이예제에서는기둥하부가고정 ( 6 개방향에대해자유도구속 ) 된것으로 가정합니다. 지지조건을입력하기전에대상절점을지정하기위해 6 개기둥의하단부가위치한 바닥평면을 Select by Plane ( 또는 Main Menu 에서 View > Select > Select > Plane ) 기능으로선택합니다 1. Display 대화상자의 Beam End Release Symbol에 표시해제 2. 버튼클릭 3. Shrink 클릭 (toggle off) 4. Icon Menu에서 Select by Plane 클릭 5. XY Plane 선택 6. 6개기둥의하단부중한절점을마우스로지정 7. 버튼클릭 지지조건을입력하기위해해당기능을호출합니다. 1. Model Entity 탭 ( 그림 1.11의 ) 에서 Boundary 선택 2. 기능목록표에서 Supports 선택 3. Options 선택란에서 Add 확인 4. Support Type(Local Direction) 선택란에서 D-ALL 및 R-ALL에 표시 5. 버튼클릭 24

25 5. 구조물지지조건입력 midas Gen은사용자의편 의를위해다양한형태의 선택기능을제공합니다. Select Identity-Nodes Select Identity-Elements Select Single Select by Window Select by Polygon Select by Intersect Select by Plane Select by Volume Select All Select Previous Select Recent -Entities 그림 1.11 구조물지지조건의입력 25

26 6. 각종하중입력 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

27 6. 각종하중입력 6-1 하중조건설정 하중을입력하기전에하중조건 (load cases) 을설정합니다. Model Entity 탭 ( 그림 1.11 의 ) 에서 Load 를선택하여하중입력상태로전환합니다. 하중조건을설정하기위해 Load Case Name 선택란우측의버튼 ( 또는 MainMenu 에서 Load > Create Load Cases > Static Load Cases ) 을클릭하여 Static Load Cases 대화상자를호출한다음아래와같이하중조건을입력합니다. 1. Model Entity 탭 ( 그림 1.11 의 ) 에서 Load 선택 2. Load Case Name 선택란우측의버튼클릭 3. 그림 1.12 과같이 Static Load Cases 대화상자의 Name 입력란에 DL 입력 Type 선택란을 1회클릭하고키보드로 D 를입력하면 Load Type 에서 Dead Load (D) 가선택됩니다. 적재하중과풍하중도 L 이나 W 등첫머리의글자만키보드로입력하여쉽게선택할수있습니다. 풍하중지정시 Wind Load on Structure(W) 와 Wind Load on Live Load (WL) 를혼동하지않도록주의해야합니다. 4. Type 선택란에서 Dead Load(D) 선택 5. Description 입력란에 Floor Dead Load 입력 6. 버튼클릭 7. Static Load Cases 대화상자에나머지하중조건을그림 1.12과동일하게입력 8. 버튼클릭 Type 선택란에서선택된하중종류 ( Dead Load, Live Load, Snow Load,... 등 ) 는 후처리모드에서지정된설계기준에따라하중조합조건을자동으로생성할때 참조한다. 그림 1.12 하중조건 27

28 6. 각종하중입력 6-2 자중의입력 모델에포함된요소들의자중을고정하중으로입력합니다. 1. 기능목록표에서 Self Weight 확인 2. Load Case Name에 DL 확인 3. Self Weight Factor의 Z에 -1 입력 4. 버튼클릭 그림 1.14 Floor load type 의정의 그림 1.13 자중의입력 28

29 6. 각종하중입력 6-3 바닥하중입력 중력방향하중을입력하기위해기능목록표에서 Assign Floor Loads 를선택합니다. floor load 를입력하기위해서는먼저 floor load type 을정의하고하중을입력할영역 을지정합니다. 1. 기능목록표 ( 그림 1.15 의 ) 에서 Assign Floor Loads 선택 2. Load Type 선택란우측의버튼클릭 3. Name 입력란에 Office Room 입력 Description란은입력하지않아도됩니다. 화면에서절점의위치를확인하고자할때에는 Query > Query Nodes에서찾고자하는절점번호를입력하고 Enter를치면화면에절점의위치가표시 되고 message window 에절점좌표가표시됩니다. 화면하단의 Status bar 에는 현재스냅된절점또는요소의번호가출력됩니다. 4. Description 입력란에 2nd Floor 입력 5. Load Case 1. 선택란에서 DL 선택한후우측 Floor Load 입력란에 입력 6. Load Case 2. 선택란에서 LL 선택한후우측 Floor Load 입력란에 입력 7. 버튼클릭 8. 버튼클릭 9. Load Type 선택란에서 Office Room 선택 10. Distribution Type 선택란에서 Two Way 확인 11. Nodes Defining Loading Area 입력란을마우스로한번클릭하면바탕색이연녹색으로변화됩니다. 이때모델윈도우에서하중재하영역의꼭지점의절점들 ( 절점 2, 6, 12, 8, 2 ) 을마우스로순차적으로지정 Display Option의 Size 탭에서 Label Symbol의 Size를조정하면 display된하중 label의크기가조절됩니다. 그림 1.15 바닥하중입력 29

30 6. 각종하중입력 6-4 절점하중입력 X 방향풍하중 ( 하중조건 3) 을절점에작용하는집중하중으로입력합니다. 1. 기능목록표 ( 그림 1.16 의 ) 에서 Nodal Loads 선택 2. Icon Menu 에서 Hidden 클릭 (toggle off) 3. Icon Menu 에서 Select by Window 클릭 (toggle on) 절점이선택되면해당절점의색상이변하고그림 1.16 의절점선택창에절점 2와 8이자동입력된것을확인할수있습니다. 4. 마우스커서로집중하중을입력할절점 2와 8을선택 5. Load Case Name 선택란에서 WX 선택 6. Options 선택란에서 Add 확인 7. FX 입력란에 100 입력 8. 버튼클릭 Toggle on 그림 1.16 X 방향풍하중입력 30

31 6. 각종하중입력 6-5 등분포하중입력 Y 방향풍하중 ( 하중조건 4) 은 Element Beam Loads 로입력합니다. 1. Icon Menu 에서 Select by Plane 클릭 2. XZ Plane 선택 3Points기능을이용해서 A평면상의 3개의절점을지정하여해당평면을선택할수도있습니다. 3. 마우스커서로 A열 ( 그림 1.17 참조 ) 의한절점을지정 4. 버튼클릭 5. 기능목록표 ( 그림 1.17의 ) 에서 Element Beam Loads 선택 6. Load Case Name 선택란에서 WY 선택 7. Options 선택란에서 Add 확인 8. Load Type 선택란에서 Uniform Loads 확인 9. Direction 선택란에서 Global Y 선택 10. Projection 선택란에서 No 확인 11. w 입력란에 10 입력 12. 버튼클릭 임의의요소들을선택한후 Query > Element Detail Table을실행하면요소에입력된모든데이터를확인할수있습니다. Element Detail Table 은하중의중복입력등의모델링오류를검토하는데매우편리합니다. 그림 1.17 Y 방향풍하중입력 31

32 6. 각종하중입력 midas Gen에서는사용자가설정한Display 항목과무관하게, 최근입력내용의 label 을자동으로 display하여입력내용의확인이용이하도록하였습니다. 이렇게표현된 label은다음단계의입력내용이실행되거나, 별도의 display 조작이수반되면자동으로모델윈도우에서삭제됩니다. 모델해석에앞서모델링시지정된 Display상태를다음절차에따라해제합니다. 1. Icon Menu에서 Display를클릭한후 Node 탭을선택하여 Node Number에 표시해제 ( 또는 클릭 (toggle off)) 2. Element 탭을선택한후 Element Number에 표시해제 ( 또는 클릭 (toggle off)). 3. 버튼클릭 4. Element Beam Loads dialog의 버튼클릭 5. Tree Menu의 Works 탭선택 Works Tree에서는지금까지입력된모델데이터가항목별로정리되어있어서모델링의진행상황을한눈에확인할수있습니다. 또한데이터의속성을수정하거나할당된속성을변경하려는경우는 Works Tree의 Context Menu와 Drag & Drop 방식의모델데이터수정기능을이용하면대단히편리합니다. 여기에서는기둥의단면치수를변경하는절차를간단히설명합니다. Works Tree의 context Menu 에서는지정된속성의 Assign, Select, Activity, Delete 그리고속성의변경을수행할수있습니다. 1. Hidden 클릭 (toggle on) 2. Works Tree의 Properties > Section에서 1: H /12 항목에위치시킨후, 우측버튼을클릭하여 Properties 선택 3. Sect. Name 입력란을마우스로 1회클릭하고, H 3 입력 4. 버튼클릭 32

33 6. 각종하중입력 단면데이터를수정하면모델윈도우에변경된단면의크기가반영되어 display됩니다. 그림 1.18 Works Tree 를이용한단면데이터의수정 33

34 6. 각종하중입력 다음은 Works Tree 가제공하는최신의모델링기능인 Drag & Drop 방식의모델 데이터수정방법을설명합니다. 1. Works Tree의 Properties > Section에서 2: H /13 항목을더블클릭하여보요소선택 2. Section에서 1: H /9 를지정한상태로마우스를 Modeling View Window까지 Drag 단면번호 2번항목이푸른색으로변경되는것은해당속성이어느요소에도할당되지않았음을의미합니다. 3. Modeling View Window의보치수가수정되는것을확인 4. Fast Query 기능을이용하여 11번요소의단면번호가 1 로수정된것을확인 5. Undo 우측의 Undo List 클릭 Modify Section 을지정하여 1~5번항목을모두선택 7. 버튼클릭 Drag Drop 그림 1.19 Drag & Drop 방식의모델수정 34

35 7. 구조해석수행 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

36 7. 구조해석수행 입력된하중조건으로모델을해석하기위해 Main Menu 의 Analysis > Perform > Perform Analysis 를선택합니다. 본예제에서는선형정적해석 (linear static analysis) 만을수행하므로별도의다른 해석데이터는필요하지않습니다. 구조해석이시작되면그림 1.20 와같이화면중앙에구조해석이수행되고있음을 알려주는대화상자가나타나고, 화면하부 ( 그림 1.20 의 ) 의 Message Window 에 요소강성행렬의구성과조합과정을포함한전해석과정이단계별로나타납니다. 해석작업이완료되면총해석소요시간이 Message Window 에표시되고, 화면중앙의 창이사라집니다. 그림 1.20 구조해석수행과정 36

37 8. 해설결과검토및분석 3D 2Bay Frame midas Gen 2015

38 8. 해석결과검토및분석 8-1 Mode midas Gen 은프로그램의효율성과사용자의편의를위해프로그램환경체계를 전처리모드 (preprocessing mode) 와후처리모드 (post-processing mode) 로구분하고 있습니다. 모델링작업에수반되는모든입력작업은전처리모드에서만가능하고, 반력 변위 부재력 응력해석결과에대한분석작업은후처리모드에서수행되도록설정되어 있습니다. 해석과정에서구조해석이오류없이완료되면, mode 환경이전처리모드에서후처리 모드로자동전환됩니다. 모델링과정에서입력된사항을다시확인하거나일부 데이터를수정, 변경하기위해 post-processing mode 에서 preprocessing mode 로전환할 해석작업이완료된후후처리모드에서전처리모드로전환하여입력사항을수정, 변경하면기존에해석된내용들이삭제되므로주의가필요합니다. 경우 Icon Menu의 Preprocessing Mode를클릭합니다. midas Gen은선형정적해석결과에대한확인작업 (verification) 을위해다음과같은후처리기능을제공하고있습니다. 하중조합 (Load Combinations) 및그룹화한하중조합조건들에서최대 / 최소값추출 (Envelop) 반력확인, 검색 (Search) 기능및반력도 (Reaction Plots) 제공 변위확인, 검색기능및변형도 (Deformed Shape, Displacement Contour) 제공 부재력도 (Element Forces Contour, BMD, SFD) 제공 응력도 (Element Stresses Contour) 제공 보요소의상세해석결과 (Beam Detail Analysis) 제공 개별요소의해석결과요약 (Element Detail Results) 제공 판형요소나입체요소의절점력으로부터임의방향의부재력산출 (Local Direction Force Sum) 제공 반력, 변위, 부재력, 응력등해석결과에대해 spread sheet 형식의 table제공 구조해석의결과를사용자의의도대로조합하거나요약한 text output 제공 38

39 8. 해석결과검토및분석 8-2 하중조합 구조해석과정에서는전처리단계에서입력한 DL LL, WX, WY 의 4 가지 단위하중조건에대해정적해석을수행하였습니다. 여기서는해석된 4 가지 하중조건을선형조합 (linear load combination) 하는방법에대해알아봅니다. midas Gen 은하중조합조건을입력단계에서미리정의할필요없이후처리단계에서 입력할수있도록설계되었습니다. 후처리단계에서원하는하중조합조건을입력하면각단위하중조건별해석결과가선형조합과정을거쳐출력되기때문에보다효율적입니다. 이예제에서는다음과같이간단한 2개의하중조합조건만을입력해서결과를확인해보도록합니다. 이하중조합은구조물의실제조건과는무관하게임의로선정한 설계기준을선택하여구조설계에필요한하중조합조건을자동생성할수있습니다. 것입니다. 하중조합조건 1(LCB 1) : 1.0 DL LL 하중조합조건 2(LCB 2) : 1.2 DL + 0.5LL+ 1.3 WY 하중조합조건은 Main Menu의 Results > Combination > Load Combination에서하중조합대화상자 ( 그림 1.21) 를호출하여입력합니다. 1. Main Menu에서 Results > Combination > Load Combination 선택 2. Steel Design 탭선택 3. Load Combination List의 Name 입력란에 LCB1 ( 하중조합조건 1) 입력 4. Active탭에서 Strength/Stress 선택 5. Description 입력란에 1.0 DL LL 입력 6. 우측 Loadcases and Factors에서 Load Case 선택란을마우스로클릭한후 여기서 ST는정적하중 (static) 을의미합니다. Factor 입력란에초기값으로이미 1.0 이설정되어있으므로이단계를생략하고 6단계를수행하면 1.0이 factor로적용됩니다. 버튼을이용하여 DL(ST) Floor Dead Load 선택 7. Factor 입력란에 1.0 입력 8. Load Case입력란의두번째줄에서 LL(ST) Floor Live Load 선택 9. Load Combination List의두번째줄 Name 입력란에 LCB2 입력 10. Active탭에서 Strength/Stress 선택 11. Description 입력란에 1.2 DL LL+1.3WY 입력 12. Loadcases and Factors에서 Load Cases 선택란에 DL(ST) 선택 13. Factor 입력란에 1.2 입력 14. 동일한요령으로 LL(ST) 와 WY(ST) 에 Factor 0.5 와 1.3 입력 15. 버튼클릭 39

40 8. 해석결과검토및분석. Table에서데이터를입력하는경우, 수정중임을표시하는기호 ( 그림 1.21의 ) 가제거되어야입력이완료된것이다. 다른위치의 cell을지정하여수정중표시가삭제되도록한후, 버튼을클릭합니다. 그림 1.21 하중조합조건 40

41 8. 해석결과검토및분석 8-3 반력확인 모델의모든지지점에서해석결과발생된반력을확인하기위해 Tree Menu에서 Results > Reactions > Reaction Forces / Moments ( 또는 Main Menu에서 Results > Results > Reactions > Reaction Forces / Moments ) 순으로선택하고다음과같이각종선택사항을입력합니다. 1. Icon Menu 에서 Hidden 클릭 (toggle on) 2. Tree Menu 의 Menu 탭에서 Results > Reactions >Reaction Forces/Moments 선택 여기서 CBS는 Steel Design 탭에서작성한하중조합조건 (combination) 을의미합니다. Type of Display Values 우측에있는버튼을클릭하면화면에출력되는반력의자릿수를조절할수있다. 적색으로표현된부분이최대반력이발생하는지점입니다. 3. Load Cases/Combinations 선택란에서 CBS:LCB1 ( 하중조합조건 1) 선택 4. Components 선택란에서 FZ 선택 5. Type of Display 선택란의 Values와 Legend에 표시 6. 버튼클릭 Components의 Local (if defined) 을선택하면, 절점에 Node Local Axis가부여되어있는경우절점반력을 local 축방향으로출력합니다. 그림 1.22 지점반력 41

42 8. 해석결과검토및분석 본예제에서다루는모델은형태가단순하기때문에전체모델상에서반력의확인이 쉽습니다. 그러나기하형상이복잡한모델의경우에는전체모델상에서반력의확인 이쉽지않기때문에특정위치만을선택하여반력을확인할필요가있습니다. 이번단계에서는특정위치에서지점반력을선택적으로확인하는방법에대해 알아보도록합니다. 특정위치의절점을선택하기쉽도록 절점번호가표시되도록합니다. Display Node Number 를클릭하여화면에 마우스로원하는절점을클릭하면 message window 에해당절점에서구속된 6개자유도의반력값이모두출력됩니다. ( 그림 1.23 ) 1. 기능목록표 ( 그림 1.23의 ) 에서 Search Reaction Forces/ Moments 선택 2. Icon Menu에서 Display Node Number 클릭 (toggle on) 3. Node Number 입력란을마우스로 1회클릭 4. 마우스로절점 1과 3 지정 그림 1.23 특정지점반력의확인 42

43 8. 해석결과검토및분석 지금까지특정지지점의반력을마우스를사용하여확인하는방법을소개 하였습니다. 이제각각의지점반력들을확인하고이를그래프로표현하는방법에 대해서알아보도록합니다. 1. Main Menu에서 Results > Tables > Results Tables > Reaction를선택 2. Records Activation Dialog 대화상자에서 DL(ST) 를클릭하여선택 3. 버튼클릭 4. Result-[Reaction] table window에서 [Ctrl] key를누른상태에서 Node, FX, FY, FZ 출력란을마우스로각각드래그하여선택 5. 마우스의오른쪽버튼을클릭하여 Show Graph 선택 6. Graph Type 선택란에서 Web Chart 선택 7. X Label(Index) 선택란에서 Node 확인 8. 버튼클릭 9. Table Graph View window의최대화버튼 ( ) 클릭 그림 1.24 지점반력의그래프 (web chart) 43

44 8. 해석결과검토및분석 8-4 변형도및변위확인 복잡한구조물의경우변형도는화면에서 wire frame 으로표현될때확인이보다 용이합니다. 하지만여기서는 Hidden 상태에서변형도를확인합니다. 1. 그림 1.24 의닫기버튼 ( ) 을클릭하여 Table Graph View와 Result-[Reaction] 창종료 2. Icon Menu에서 Display Node Number 클릭 (toggle off) 3. 기능호출용탭 ( 그림 1.25의 ) 에서 Deformations 선택 4. 기능목록표에서 Deformed Shape 선택 5. Load Cases / Combinations 선택란에서 ST:DL 선택 DXYZ = DX DY DZ 이상태에서는절점변위로만변형도를나타냅니다. 이상태에서는부재의실제변형형상을나타냅니다. Real Deform을선택하면요소의길이를따라가면서내부변형량을재해석하기때문에 Nodal Defo rm 을선택한경우보다많 은연산시간이소요됩니 다. 따라서요소수가많은경우에는 Nodal Deform을선택하는것이보다효과적입니다. 6. Components 선택란에서 DXYZ 확인 7. Type of Display 선택란에서 Deform, Undeformed, Values, Legend에 표시 8. 버튼클릭 9. Type of Display 선택란에서 Deform 우측에위치한 버튼클릭 10. Deformation 선택란에서 Real Deform 선택 11. 버튼클릭 그림 1.25 변형도 (Deformed shape) 44

45 8. 해석결과검토및분석 그림 1.25 에서화면에나타난변형의정도는우측 Legend 의중앙에표기 ( 그림 1.25 의 ) 된 scale factor 만큼변위를확대하여나타낸것입니다. 그러나각절점상에나타난 변위수치는실제변위입니다. 화면상에서나타난변형거동을보다쉽게확인하기위해변형정도를현재화면보다 5 배확대시킵니다. 그리고단위를 m 에서 mm 로변환하여단위변환에따른 화면변화의결과를확인한후단위를다시 m 로환원하는과정을익혀봅니다. 1. Load Cases / Combinations 선택란에서 ST:WY 선택 2. Type of Display 선택란에서 Deform 우측에위치한 버튼클릭 3. Deformation Scale Factor 입력란에 5 입력 4. 버튼클릭 5. 화면하단 ( 그림 1.26의 ) 의단위변환창에서 을클릭한후 mm 선택 Type of Display에서 Values 우측의버튼을클릭하면화면에표시되는수치의소수점이하자리수를조절할수있다. 그림 1.26 변형도 (Deformed shape, scale factor = 5.0) 45

46 8. 해석결과검토및분석 특정위치에서반력을확인한것과동일한방법으로특정위치의변위도확인이 가능하며그절차는다음과같습니다. 1. 기능목록표 ( 그림 1.27 의 ) 에서 Search Displacements 선택 2. Node Number 입력란을마우스로 1 회클릭 3. 마우스로절점 2, 4, 13 선택.( 그림 1.27 의 참조 ) 그림 1.27 특정위치의변위확인 46

47 8. 해석결과검토및분석 부재의변위를연속적인등고선도로표현하는기능이 Displacement Contour 입니다. 변형정도를등고선도로확인하는절차는다음과같습니다. 1. 기능목록표 ( 그림 1.28의 ) 에서 Displacement Contour 선택 2. Load Cases / Combinations 선택란에서 CBS:LCB2 선택 3. Components 선택란에서 DXYZ 확인 4. Type of Display 선택란의 Contour, Deform, Values, Legend에 표시 5. 버튼클릭 ST : Static Load Case CB : General 탭 CBS: Steel Design 탭 CBC: Concrete Design 탭 CBF: Footing Design 탭 CBR: SRC Design 탭 그림 1.28 변형도 ( 등고선도 ) 47

48 8. 해석결과검토및분석 그림 1.28 의 contour 분포를보다부드럽게나타내기위해색조확산 (gradation) 처리하는 방법을알아봅니다. 그리고모델은투시도 (perspective view) 형태로나타내어봅니다. 1. Icon Menu 의 Perspective 클릭 (toggle on) 2. Type of Display 선택란에서 Contour 우측에위치한버튼클릭 3. Number of Colors 선택란에서 18 선택 Gradient Fill을선택하고 windows meta file로출력하면상당히많은시간이소요되므로가능하면사용하지않는것이좋다. 4. Contour Fill에서 Gradient Fill에 표시 5. Apply upon OK에 표시해제 6. 버튼클릭 7. Deform 우측의 버튼클릭 8. Deformation Scale Factor에 3 입력 9. Deform Type에 Real Deform 선택후 버튼클릭 10. 버튼클릭 그림 1.29 변형도 ( 등고선도 Gradient Fill) 48

49 8. 해석결과검토및분석 8-5 부재력확인 요소에발생한부재력을확인하는절차를요소좌표계 y 축에대한모멘트를예로 알아봅니다. 1. 그림 1.30 에위치한단위선택버튼 을클릭한후 m 선택 2. Icon Menu에서 Perspective 클릭 (toggle off) 3. 기능호출용탭 ( 그림 1.30의 ) 에서 Forces 선택 4. 기능목록표에서 Beam Forces / Moments 선택 5. Components 선택란에서 My 확인 6. Type of Display 선택란의 Contour, Values, Legend에 표시 7. Values 우측 버튼을클릭하여 Decimal Points를 1 로수정 8. 버튼클릭 9. Output Section Location 선택란의 All에 표시 10. 버튼클릭 그림 1.30 부재력등고선도 ( 요소좌표계 y축에대한휨모멘트 ) 49

50 8. 해석결과검토및분석 8-6 전단력및휨모멘트도 전단력과휨모멘트도 (shear force and bending moment diagram) 의도화처리절차는 거의유사하므로여기서는휨모멘트도의확인절차에대해알아봅니다. 1. 기능목록표 ( 그림 1.31의 ) 에서 Beam Diagrams 선택 2. Load Cases / Combinations 선택란에서 ST:DL 선택 3. Components 선택란에서 My 확인 4. Display Options 선택란에서 Exact, Solid Fill 을선택하고, Scale 입력란에 2 입력 5. Type of Display 선택란에서 Contour, Values, Legend에 표시확인 6. Output Section Location 선택란의 All에 표시확인 7. 버튼클릭 midas Gen 은강축과약축에대한모멘트선도를각각출력하는기능뿐만아니라 양축모두에대한휨모멘트도를동일화면상에도화처리하는기능도포함하고 있습니다. 모델의일부분에대한강 / 약축모멘트선도를동시에확인하는절차는다음과 같습니다. 1. Components 선택란에서 Myz 선택 2. Display Option 에서 Line Fill 선택 3. 버튼클릭 Myz 선택시에는양축에대한휨모멘트중큰값이 value로화면에출력된다. 4. Zoom Window 로그림 1.31 의절점 2 부분확대 5. 휨모멘트도확인후 Zoom Fit 클릭 50

51 8. 해석결과검토및분석 절점 2 그림 1.31 휨모멘트도 (bending moment diagram) 실무에서는특정부분에대한구조적거동의분석결과를발췌하여보고서에 포함하는경우가많습니다. 다음은그림 1.1 의 1 열 (Y-Z 평면 ) 에발생한휨모멘트도를발췌하는절차를 서술합니다. 1. Icon Menu에서 Select Plane 클릭 2. YZ Plane 선택 3. 마우스로그림 1.1의 1평면상에위치한한절점클릭 4. 버튼클릭 5. Icon Menu에서 Activate 클릭 6. Icon Menu에서 Right View 클릭 51

52 8. 해석결과검토및분석 midas Gen 은다양한선택 (Selection) 기능과활성화 / 비활성화 (Activate/In-activate) 기능을 이용하여특정평면뿐만아니라입체공간또는일부부재등필요한영역만을선택적으로 도화처리할수있습니다. 다음에실행될단계를위하여화면상태를특정영역활성화이전단계로환원합니다. 1. Icon Menu 에서 Activate All 클릭 2. Icon Menu 에서 Iso View 클릭 그림 1.32 Y-Z 평면의휨모멘트도 52

53 8. 해석결과검토및분석 8-7 요소별해석결과확인 지금까지는구조해석의결과를반력, 변위, 부재력등특정 component에대해확인하는방법을알아보았습니다. 해석결과의확인이나구조설계목적상특정요소의부재력또는응력을종합적으로확인하고자할때에는 Element Detail Results기능을이용합니다. 1. Icon Menu에서 Initial View 클릭 2. Icon Menu에서 Display Element Number 클릭 (toggle on) 3. Main Menu에서 Results > Detail > Beam/Element > Element Detail Results 선택 4. Load Case 선택란에서 CBS:LCB1 선택 5. Element Number 입력란을마우스로한번클릭한후요소 11 클릭 6. Information 탭에서요소의속성을확인하고 Force 탭과 Stress 탭을 순차적으로선택하여해석결과확인 7. 닫기버튼 ( ) 을눌러Element Results 대화상자를종료 53

54 8. 해석결과검토및분석 그림 1.33 Element Detail Results 54

55 8. 해석결과검토및분석 8-8 부재응력확인및동영상처리 midas Gen 은부재축응력도와강 / 약축방향의전단응력도및휨응력도등을 제공합니다. 방향성분이동일한축응력과강 / 약축방향에대한휨응력들은상호 조합되어조합응력 (combined stress) 의형태로산출됩니다. 여기서는모델의 LCB 2( 하중조합조건 2) 에대한조합응력을확인하고, 해당응력과 변형도를조합하여동영상으로표현하는기능에대해알아봅니다. 1. Main Menu에서 Results > Results > Stresses > Beam Stresses 선택 2. Load Cases / Combinations 선택란에서 CBS:LCB2 선택 3. Components 선택란에서 Combined 확인 4. Combined(Axial+Moment) 에서 Maximum 선택 5. Type of Display의 Contour, Values, Legend에 표시확인 6. Output Section Location의 Max에 표시 7. Icon Menu에서 Display Element Number 클릭 (toggle off) 8. 버튼클릭 그림 1.34 보요소의조합응력 55

56 8. 해석결과검토및분석 midas Gen 은출력화면을보다생동감있게처리하기위해 Dynamic View 기능과 Animation 기능을제공하고있습니다. midas Gen 이제공하는 Dynamic View 기능을요약하면다음과같습니다. Dynamic View 기능에는 Zoom Dynamic, Pan Dynamic, Rotate Dynamic 이 있으며, 원하는시각에서구조물을사실적으로표현할수있도록지원하는기능입니다. 특히 Zoom 과 Rotate Dynamic 기능을 Render View 기능과연계하여사용하면, 사용자가 구조물내부를걸어가면서관찰 (walk through effect) 하거나공중을비행하면서 보는것과같은효과를연출할수있습니다. Dynamic View Toolbar 는 model window 좌측에세로로위치 ( 그림 1.35 의 ) 하고 있으며사용법은다음과같습니다. Zoom Dynamic 을클릭하고마우스커서를 Modeling View Window 에위치시킨다 음좌측마우스버튼을누른상태에서우측 ( 상단 ) 으로드래그하면모델이확대되고, 좌측하단으로드래그하면축소됩니다. Pan Dynamic 을클릭하고마우스커서를 Modeling View Window 에위치시킨다음 좌측마우스버튼을누른상태에서상하좌우로드래그하면모델이원하는방향으로 이동합니다. Rotate Dynamic 을클릭하고마우스커서를 Model View Window 에위치시킨다음 좌측마우스버튼을누른상태에서상하좌우로드래그하면모델이원하는방향으로 회전하게됩니다. 위의여러가지 Dynamic View 기능을이용하여아래절차에따라조합응력상태의 구조물을살펴봅니다. 56

57 8. 해석결과검토및분석 그림 1.35 Model View 그림 1.36 Eye level view 1. Icon Menu 에서 Perspective 클릭 (toggle on) 2. Dynamic View 기능을이용하여여러시각및위치에서응력상태관찰 ( 그림 1.35, 1.36 참조 ) 57

58 8. 해석결과검토및분석 현재의화면에서해당응력과변형도를조합한동영상 (animation) 을만들어봅니다. LCB 2( 하중조합조건 2) 에서의변형경향을보다쉽게파악할수있도록 Rotate Dynamic 을이용하여모델을그림 1.37 과같이회전시킵니다. 원하는화면이선택되면 Zoom Fit 과 Perspective 를이용하여화면을조정합니 다. 동영상을만드는절차는다음과같습니다. 1. Icon Menu에서 Perspective 클릭 (toggle on) 2. Icon Menu에서 Rotate Dynamic을클릭한후원하는 view point로조정 3. Type of Display 선택란의 Contour, Deform, Legend, Animate에 표시 4. Deform 우측의 버튼클릭 5. Deformation Details 대화상자의 Deformation 선택란에서 Real Deform 선택 6. 버튼클릭 동영상을제어하는대표적인 icon기능은다음과같다. 7. 그림 1.37 의 에서 Record 버튼클릭 Play pause Stop Skip Back Rewind Fast Forward Skip Forward Save Record Close 상기절차를완료하고잠시기다리면조합응력과변형도가조합된동영상이 그림 1.37 과같이화면에나타납니다. 요소 11 그림 1.37 동영상화면 58

59 8. 해석결과검토및분석 8-9 Beam Detail Analysis midas Gen 은보요소의강 약축방향별상세변위와전단력 / 휨모멘트도및임의단면에 대한응력분포를상세해석과정을통해제공하고있습니다. midas Gen 에서 Beam Detail Analysis 기능은 Main Menu 의 Results > Detail > 각분포도상의상세수치는대화상자하단의스크롤바를움직여가면서확인한다. Beam/Element > Beam Detail Analysis를선택하여실행하며, 주요내용은다음과같습니다. 강 / 약축에대한상세변위 / 전단력 / 모멘트분포그래프및관련수치제공 요소길이방향에서임의위치에대한최대응력분포그래프제공 임의단면에대한강 / 약축별응력분포그래프및단면응력도제공 1. 그림 1.37의 에서 Close 클릭 2. Main Menu에서 Results > Detail > Beam/Element > Beam Detail Analysis 선택 3. Load Cases/Combinations 선택란에서 ST:DL 선택 4. Element Number입력란을마우스로한번클릭한후 model view창에서요소 11 ( 그림 1.37 참조 ) 선택 5. Beam Detail Analysis 창의최대화버튼 ( ) 클릭 Model window 에전체화면이나타나지않으면우측의스크롤바를이용한다. 6. 그림 1.39 에서 DISP/SFD/BMD z-dir 탭과 DISP/SFD/BMD y-dir 탭 그리고 Section 탭을순차적으로선택하여해석결과확인 59

60 8. 해석결과검토및분석 Main Menu의 window에서현재열려있는창을여러가지형식으로자동정렬할수있다. ( 그림 1.38의 ) Z-dir 탭에서는 Dz, Fz, My 가출력된다. 그림 1.38 보상세해석 (DISP/SFD/BMD z-dir) 그림 1.39 보상세해석 (DISP/SFD/BMD y-dir) 60

61 8. 해석결과검토및분석 Stress Section에서 Normal을선택하고, 단면의하부플랜지를지정한화면 그림 1.40 보상세해석 (Section ) 61