Tunnel Lining Moel

Intro

터널 라이닝 해석을 위한 모델을 생성합니다.

DXF 파일로 Import 한 요소들을 기준으로, 지반반력계수를 적용한 spring 모델을 생성합니다.

스프링 계수의 경우 콘크리트 라이닝 세부 설계기준(한국도로공사 2016)에 따른 AFTES, 미공병단이론식을 적용합니다.

Version

Applicable Standards

Benefits of this plugin

터널 라이닝 해석을 위해, 라이닝 중심선을 추출한 dxf 파일을 civil에 import 한 뒤, 지반반력계수를 산정하고 각 요소의 크기를 고려한 스프링 강성을 계산하게 됩니다.

본 플러그인에서는 라이닝 중심선을 import 한 뒤 각 요소 절점의 외측 법선 방향으로 1m 떨어진 위치에 절점을 자동 생성해줍니다. 또한 입력한 주변 지반 탄성 계수와 포아송비를 고려하여 미공병단이론식을 통해 지반반력계수를 자동 산정하며, 각 요소의 크기를 고려하여 압축전담스프링강성을 계산, 생성합니다.

단부의 경우 Hinge 와 Spring 모델을 지원하며, Spring 모델의 경우 요소의 단면 크기를 고려하여 스프링강성을 계산합니다.

How to use this plugin?

본 플러그인을 사용하기 위해서는, 터널 라이닝 중심선을 추출한 dxf 파일을 civil 에 import 해야 합니다.

요소에 단면이 할당되지 않은 상태에서는 단부 경계조건을 Hinge 로 생성해야 하며, 단면이 할당 된 경우 단면 크기를 고려하여 spring 강성 값을 계산사여 단부 경계조건을 생성 할 수 있습니다.

1. Selected Elements
   터널 라이닝 모델을 생성할 요소들을 midas civil에서 선택 한 후 플러그인을 클릭하면 요소들을 입력할 수 있습니다

2. 지반반력계수
   각 요소의 절점에 적용할 스프링 강성을 계산하기 위한 인수들을 입력합니다. 지반 탄성계수와 포아송비를 입력하며, 미공병단이론식에 따라 Ks 를 계산합니다.
   각 요소 절점 스프링 계수는 인접 요소의 길이에 따라 자동계산되어 입력됩니다.

3. 단부 경계조건
   단부 경계조건은 Hinge 와 Spring 으로 모사 할 수 있습니다.
   각 조건에 따른 생성 방법은 아래와 같습니다.
   Hinge : 단부 절점에 Hinge 경계조건이 생성됩니다. 단면 할당과 상관 없이 경계조건이 생성됩니다.
   Spring : 라이닝 축선을 따라 스프링(Elastic Compression Only)이 생성됩니다. 스프링 강성은 단부에 할당된 요소의 폭에 따라 계산되므로, 단면이 할당 된 경우에 정상적으로 계산됩니다.

4. Create
   터널 라이닝 모델을 생성합니다. 터널 라이닝 모델은 import 한 dxf 파일의 각 요소의 법선 방향 벡터를 고려하여 1m 떨어진 위치에 절점을 생성합니다. 해당 절점과 원 절점을 압축전담스프링(Compression Only Elastic Link)으로 연결합니다. 각 스프링 강성은 인접한 요소의 길이를 고려하여 생성됩니다.

Note

단부 경계조건의 Spring 경계조건은 요소에 단면이 할당되어 있을 경우에만 요소의 폭을 고려하여 계산할 수 있음에 유의하시기 바랍니다.

Conclusion

터널 라이닝 해석 모델은, 라이닝 중심선을 dxf 파일로 불러와 각 절점으로부터 1m 떨어진 거리에 새로운 절점을 생성하고 압축전담스프링 경계조건을 모사하게 됩니다.

본 플러그인 에서는 라이닝 중심선을 불러온 상태에서 모델파일을 빠르게 생성할 수 있도록 하며, 기본적인 경계조건(압축전담스프링)과 단부 경계조건(Hinge 또는 Spring)을 생성해줍니다.