질문
단순보 해석을 위해 양단 힌지, 롤러 경계조건해석 시 Singular Error가 발생됩니다.
답변
Structure Type에서 3차원 또는 2차원 구조해석을 수행할 것인지 여부를 지정한 후 그에 맞는 경계조건을 부여하셔야 합니다.
1. 3차원에서 2차원 경계조건으로 구조물 해석
위 모델은 구조물과 이에 작용하는 하중 및 반력이 동일 평면 내에 있는 단순보로서 Hinge와 Roller를 모델링하기 위해 X, Z방향 이동 및 X축 회전 변위만 구속하는 오류를 범하기 쉽습니다. 그러나 CIVIL은 기본적으로 3차원 해석을 수행하기 때문에 Y 방향 이동 및 Z축 회전 변위를 추가로 구속하여 강체 거동을 구속하지 않으면 불안정한 구조가 되어 Singular Error가 발생하게 됩니다.
즉, 구조물이 Model X-Z 평면에 존재한다는 가정에 따라 Y축 이동과 Z축 회전 자유도는 존재하지 않으나, 프로그램은 기본적으로 3차원 구조물로 인식하기 때문에 Y축 이동 및 Z축 회전 자유도를 추가적으로 정의하셔야 합니다.
다른 방법으로, Structure > Type > Structure Type에서 모델링한 평면을 선택하면 2D 선택 시 불필요한 경계조건은 자동으로 구속되기 때문에 사용자는 2D 해석에 연관된 경계조건만 정의하면 됩니다. 예를 들어, X-Z 평면을 선택하면 Dy 및 Rx , Rz는 자동으로 구속됩니다.
2. 3차원 구조물을 2차원 경계조건으로 해석
위 모델은 구조물과 이에 작용하는 하중 및 반력이 같은 평면 내 있지 않는 3차원 Frame 모델입니다. 3차원 모델임에도 불구하고, 이 모델을 Structure > Type > Structure Type에서 X-Z 평면을 선택하고 해석을 하는 경우가 간혹 있습니다.
이러한 경우 모델에 Y 축 이동 및 Z 축 회전 자유도가 자동으로 구속되기 때문에 해석은 이상 없이 수행되나 비정상적인 결과가 출력됩니다.