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해석설계 설정 생성 편집

[eGEN] 제어정보

기능

  • 해석 설계에 필요한 모든 정보를 하나의 대화상자에서 입력합니다.
    [해석설계 기본설정] 대화상자에서 입력된 값은 전체 부재에 일괄적으로 적용됩니다.
    해석/설계 완료 후, [해석설계 기본설정]을 변경하면 해석/설계 결과가 삭제되므로 주의하기 바랍니다.

 

호출

메인 메뉴에서 [해석] 탭 > [해석설계 설정] 패널 > [해석설계 기본설정] > [제어정보] 탭

 

입력


제어정보

하중기준 및 해석, 설계에 사용되는 변수들을 설정합니다.


건축구조기준

하중 기준 및 설계기준을 설정합니다.

  설계기준 및 재질을 설정할 수 있습니다.

국토교통부 『필로티 건축물 구조설계 가이드라인』에 따른 모델 검토 및 설계결과를 적용/검토하는 기능을 활성화합니다.


Mesh size

메쉬로 생성되는 요소의 크기를 길이로 지정합니다.


철근콘크리트 보, 기둥 설계부재력 조정

 패널존 효과와 전단설계시 위험단면을 조정하는 기능입니다.
이 기능을 check on하면, 패널존 효과 옵션 보정계수가 1.0으로 적용되고 RC보, 기둥의 전단설계시 설계 부재력을 face면에서 0.8D 떨어진 위치에서 부재력을 찾아 계산합니다.
또한 이 옵션은 철골, 페데스탈, 내림기초층에 있는 보&기둥에는 무조건 적용되지 않습니다.

 일반적으로 패널존 효과는 철근콘크리트 라멘골조(모멘트-저항골조시스템)인 경우에 고려하며, 철골 라멘골조에서는 패널존 효과를 고려하지 않습니다. 철골 라멘골조에서 패널존 효과를 고려하지 않는 이유는 접합부의 강성이 철근콘크리트 접합부보다 작기 때문에 접합부에서 변형이 발생할 수 있기 때문입니다.
 골조부재로 구성되는 구조물의 기둥부재와 거더부재(기둥과 연결되는 수평부재)가 접합되는 패널존의 강성을 자동으로 고려하는데 사용됩니다.
 패널존 효과는 보요소에 대해 고려되며, 기둥부재는 전체 좌표계 Z축과 평행한 보요소, 그리고 보부재는 전체좌표계 X-Y 평면에 평행하게 배치된 보요소로 인식됩니다.

     

옵셋 보정계수 : 강단 이격 거리 보정계수
출력 위치 : 요소 내력 출력 위치
패널존 경계 :  패널존의 경계위치에서 요소내력 출력
옵셋 보정위치 : 옵셋으로 보정된 위치에서 요소내력 출력

 

설계부재력 조정 효과 기능 이용시 주의 사항

 Panel Zone Effects 기능은 Output Position = Offset Position이면, 요소강성과 자중 및 분포하중의 고려방법, 그리고 부재력의 출력위치가 Offset Factor(강단이격거리 보정계수)에 의해 조정된 강단이격거리에 따라 변하게 된다.
 그리고 Output Position = Panel Zone이면, 요소강성만 Output Position = Offset Position인 경우와 마찬가지로 Offset Factor(강단이격거리보정계수)에 따라 조정되고, 자중 및 분포하중의 고려방법, 부재력의 출력위치를 결정하는 강단이격거리 위치는 Panel Zone의 경계위치(보의 경우는 기둥의 면과 보의 끝단부가 접하는 위치, 기둥의 경우는 보의 상하부 면과 기둥이 만나는 위치)로 고정된다.

 참고로, Panel Zone Effects 기능에서 Output Position = Offset Position이고 Offset Factor = 1.0이면, Output Position = Panel Zone이고 Offset Factor = 1.0인 경우와 동일한 조건이 된다.
 그리고 Output Position = Offset Position이고 Offset Factor = 0.0이면 Panel Zone Effect 기능을 사용하지 않은 경우와 같은 조건이 된다.
 Panel Zone Effects 기능을 이용하여 강단이격거리를 자동 고려한 경우에는 Output Position에 따라 자중 및 분포하중의 고려방법이나 부재력의 출력위치가 결정되기 때문에 다음 사항에 유의하여야 한다.

요소강성의 계산 
요소의 강성을 계산할 때, 축방향강성과 비틀림강성에 대해서는 양 절점사이의 길이가 사용되고, 전단강성과 휨강성을 계산할 때는 Output Position에 관계없이 강단이격거리 보정계수가 고려된 길이 (L1 = L - ZF (Ri + Rj ))가 사용된다.
 여기서 L은 요소의 양 절점사이의 길이이다.

분포하중의 계산 
Output Position = Panel Zone이면, 강단이격거리와 절점사이의 구간에 재하되는 분포하중은 해당절점상에 전단력으로만 고려되며, 나머지 구간에 재하된 분포하중은 전단력과 모멘트로 치환되어 고려된다.
 Output Position = Offset Position인 경우는 Output Position = Panel Zone의 강단이격거리 대신 Offset Factor(강단이격거리 보정계수)가 고려된 위치(강단이격조정위치)를 사용한다.

자중의 고려길이 
기둥부재의 자중은 Panel Zone Effects 기능의 사용유무와 관계없이 강단이격거리를 고려하지 않은 양절점 사이의 길이에 대해 고려된다.
 거더부재의 경우는 Output Position = Panel Zone일 때는 양 절점사이의 길이에서 양단의 강단이격거리를 제외한 길이(L1 = L - (Ri + Rj ))가 자중의 계산에 사용되고, Output Position = Offset Position 일 때는 Offset Factor(강단이격거리 보정계수)에 의해 조정된 길이를 뺀 길이(L1 = L - ZF (Ri + Rj ))가 사용된다.
 그리고 이와 같이 결정된 자중은 전술한 분포하중 계산법에 따라 전단력과 모멘트로 치환되어 해석에 고려된다.

부재력의 출력위치
 기둥 및 거더부재의 부재력은 Output Position = Panel Zone이면Panel Zone의 끝단부와 Panel Zone 사이의 구간을 4등분한 위치에서 추가 출력된다.
 Output Position = Offset Position 이면, 강단이격조정위치가 주어진 거더부재의 경우는 양 절점사이의 길이에서 강단이격조정거리를 뺀 구간을 4등분한 위치에서 출력된다.
 참고로 Panel Zone Effect 기능에서 Output Position = Panel Zone이면, Output Position = Offset  Position 이면서 Offset Factor =1.0인 경우와 부재력의 출력위치가 동일하다.
 설계기능에서도 이 출력위치에서 출력된 부재력을 이용한다.

 단부자유도 해제조건(Beam End Release Condition)이 고려되었을 때의 강단이격거리와 단부자유도 해제조건을 동시 적용할 수 있습니다. ("Beam End Release"참조)


모든 부재의 자유도 연결

구조물의 유한요소 메쉬를 분할할 때, 각 요소가 세분화되면서 경계절점이 모두 이웃 부재의 세부 절점과 결합되서 인접절점 위치의 변위가 완전히 일치하게 됩니다.  


짧은 벽체의 강성 저감

짧은 벽체에 해당하는 벽길이를 입력하여 해당하는 벽체의 강성을 조절하여 실무적인 설계결과를 확인할 수 있습니다.

해석 및 설계방법

해석시 축과 휨 두께는 모델링 두께의 20%를 적용하고, 전단두께는 모델링 두께의 1%로 합니다.
설계는 기본배근으로 하며, 부재력이 0이어도 최소철근비 검토 등을 해서 그 값을 출력해 줍니다.
단, 짧은 벽체의 면적이(길이*두께) 600㎠ 미만인 경우 설계에서 제외됩니다.


두께/재질/편심이 다른 연속된 벽을 일체로 해석/설계 

 평면상 두께/재질/편심이 다르지만 연속된 벽이라면 일체로 해석 및 설계를 할 경우 하나의 그룹명으로 설계가 진행됩니다.
 (기본값 : check on)

 벽체를 두께별로 짧게 모델링 하여도 실제 거동은 하나의 긴 벽으로 볼 수 있으며 실제 해석/설계하는 단위를 연속된 길이대로 보는 것입니다.
 따라서 벽체 두께를 다르게 모델링하여도 후처리에서 같은 그룹핑으로 이름이 부여되어 결과를 확인 할 수 있습니다.

 이와 반대로 Check off하면 모델링한 두께별로 그룹핑이 되어, 실제 해석/설계하는 길이가 짧아지므로 배근이  Check on한 경우
 보다 많이 나올 수 있습니다.
 다만 후처리에서는 모델링 두께별로 그룹핑이 부여되는 결과를 볼 수 있습니다.


도면표기를 위한 층구간

도면에 원하는 부재를 나타내기 위한 층 레벨을 지정할 수 있습니다.

기본적으로 해당 층의 도면에 표시되는 부재들은 아래층 바닥 +1500mm에서부터 해당 층 바닥의 +1500mm까지 포함된 부재들을 나타냅니다.
Midas eGen에서는 사용자가 이러한 층레벨을 조정함으로써 원하는 부재를 원하는 평면도에 표현될 수 있도록 하였습니다.

특정 부재만 지정하여 원하는 도면에 나타내고 싶습니다.

특정 부재만을 선택하여 원하는 평면도에 나타내는 기능은 [모델링] > [특성지정] > [도면표기 부재지정] 으로 가능합니다.

 


벽 개구부에 대한 처리

벽의 개구부 크기가 아래조건을 동시에 만족할 때 무시됩니다. 무시되는 개구부 폭의 기본값을 설정합니다.


층별 슬래브 형식 지정

각 해당 층별로 슬래브 형식을 지정합니다.

슬래브 배근 타입을 C타입으로 하고 싶습니다. 어떻게 변경하나요?

[해석설계 기본설정]의 [제어정보] 탭에 층별 슬래브 형식 지정에서 내력벽식 슬래브로 설정하시면 C 타입으로 결과를 확인하실 수 있습니다.

내력벽식 구조입니다. 배근리스트에 슬래브 설계결과가 안나옵니다.

 내력벽식구조 슬래브의 배근결과는 해당층 구조평면도 다음페이지에서 층구조평면도에 직접 배근을 그려서 출력됩니다.
 리스트로 출력결과를 보고자 하는 경우에는, 해석설계 기본설정에서 제어정보 탭에 층별 슬래브 형식 지정에서 [보 슬래브]로
 설정하시면 슬래브 배근리스트에서 확인할 수 있습니다.


해석

수행할 해석의 종류를 일괄적으로 선택 및 해제하며, 이를 통해 사용편의성을 도모합니다.
선택 가능한 해석의 종류에는 고유치 해석, P-Delta 해석이 있습니다.

   * 고유치 해석 Click

구조물의 질량행렬과 강성행렬로 구성되는 특성방정식을 풀어 구조물의 동적특성을 분석하는 해석입니다.
결과로 출력되는 구조물의 주요하나 동적특성은 고유모드(또는 모드형상), 고유주기(또는 고유진동수) 그리고 모드기여계수
가 있습니다.

* 해석방법

- Lanczos 
 저차모드의 고유치 해석을 수행하는데 효과적이며 삼중대각행렬(Tri-diagonal Matrix)을 사용하여 고유치 해석을 수행하는 방법입니다.

- Subspace Iteration
 규모가 큰 유한요소 시스템(Matrix 규모가 큰 시스템)의 고유치 해석을 수행하는데 있어 매우 효과적이며 일반적으로 엔지니어에게 가장 많이 이용되는 방법으로써 Subspace Iteration이라는 행렬연산을 통해 고유치 해석을 수행하는 방법입니다.

* 고유치

- 모드수
  모드 개수의 고려 방법, 모드 개수, 모드기여계수의 합을 지정합니다. 모드 개수의 지정방법은 자동 지정 방법과 사용자 지정 방법이 있습니다.

- 자동제어변수
  진동수: 구조물에서 계산하고자 하는 진동수의 범위를 지정합니다.

고유치 해석시 유의사항

1. 고유모드
- 구조물이 자유진동(또는 변형)할 수 있는 일종의 고유형상입니다.
- 고유모드는 주어진 모양으로 변형시키는데 소요되는 에너지가 적은 것 부터 차례대로 1차 모드, 2차 모드,...,
   n차 모드라고 합니다.

2. 고유주기
- 고유모드와 일대일 대응되는 고유한 값으로 구조물이 자유진동 상태에서 해당 모드 형상으로 1회 진동하는데
  소요되는 시간입니다.

3. 모드기여계수
- 특정 모드의 영향을 전체 모드에 대한 비율로 나타낸 것입니다.

 

   * P-delta 해석 Click

P-Delta 해석을 수행하는데 필요한 하중조건 입력과 반복수행을 제어합니다. P-Delta 해석은 기하비선형(geometric nonlinear) 해석의 일종으로, 횡력과 축력을 동시에 받는 구조물의 2차적인 거동을 고려할 때 수행합니다.

* 제어변수

- 반복회수 : P-Delta 해석의 반복회수를 입력하는 항목
                   해석의 반복회수가 클수록 결과는 정확해지나 해석수행시간이 길어지므로 적절한 반복회수를 지정할 필요가
                   있습니다. 아래의 오차범위와 함께 두 가지 해석종료조건 중 하나라도 먼저 만족되면 해석은 종료됩니다.

- 오차범위 : 수렴여부를 판단하는 수렴오차의 한계를 입력하는 항목
                   연속된 해석 결과의 차이가 지정된 오차범위 이내로 들어오면 해석이 종료됩니다. 오차범위가 작으면 해석결과는
                   정확해지나, 해석의 수행회수가 증가하므로 적절한 값을 지정할 필요가 있습니다.
                   위의 반복회수와 함께 두 가지 해석종료조건 중 하나라도 먼저 만족되면 해석은 종료됩니다.

 

* P-delta 조합

- 하중조건 : P-Delta 해석을 위한 기하강성행렬을 구성하는데 적용되는 하중을 선택하며, 다수의 Load Case와 Scale Factor
                  로 입력됩니다. 일반적으로 구조물에 작용하는 상시하중(자중, 고정하중 등)을 선택합니다.

- 보정계수 : 각 하중조건에 적용할 보정계수 입니다.

 

* 적용방법

하중조건과 보정계수의 입력 및 수정 방법은 다음과 같습니다.

신규로 입력하거나 추가하는 경우 : 하중조건과 Scale을 입력하고 추가 버튼을 누릅니다.
입력된 조건의 Scale을 조정하는 경우 : 하중조건을 선택하고 Scale을 수정한 다음 수정 버튼을 누릅니다.
입력된 조건을 삭제하는 경우 : 목록표에서 해당 하중조건을 선택하고 Delete 버튼을 누릅니다.

 

    * 동적지진해석 보정계수(Cm)산정

보정계수는 동적해석 밑면전단력에 대한 등가정적해석 밑면전단력의 비율로 산정하게 됩니다.
'층전단력'에 체크한 경우 Base층에 속한 층전단력을 동적해석 밑면전단력으로 이용하여 산정합니다.
기초 단차가 있거나 층 중간 레벨에 지지조건이 있는 경우, 층전단력이 과소평가되어 보정계수가 크게 나올 수 있습니다.
이 경우 '반력'에 체크하여 모든 기초의 지지조건에서 도출한 반력을 고려하는 것이 좋습니다.


설계

RC 부재 설계

콘크리트 부재를 일괄설계하기 위한 메뉴
설계시 필요한 부재를 선택하여 일괄설계에 포함.

보 설계 : 프래임보,Sub Beam,Transfer Beam등 보부재를 일괄 설계
기둥 설계 : 프래임기둥,Transfer Column등 기둥부재를 일괄설계
가새 설계 : 가새 부재를 일괄 설계
벽 설계 : 벽체 부재를 일괄 설계
슬래브 설계 : 슬래브 부재를 일괄 설계
기초 설계 : 기초 부재를 일괄 설계

Steel 부재 강도체크

철골부재를 일괄설계하기 위한 메뉴
설계시 필요한 부재를 선택하여 일괄설계에 포함.

보 강도체크 : 프래임보,Sub Beam,Transfer Beam등 보부재를 일괄 강도체크
기둥 강도체크 : 프래임기둥,Transfer Column등 기둥부재를 일괄 강도체크
가새 강도체크 : 가새 부재를 일괄 강도체크
주각부 설계 : 주각부 부재를 일괄 설계
볼트커넥션 설계 : 볼트커넥션 부재를 일괄 설계
콘크리트 매입강판 설계 : 콘크리트 매입강판 부재를 일괄 설계
중도리&띠장 강도체크 : 중도리와 띠장 부재를 일괄 강도체크


처짐 체크

RC부재 처짐체크 

midas eGen DS 버전에는 콘크리트 보와 슬래브의 장기처짐을 검토할 수 있는 기능이 포함되었습니다. 콘크리트가 휨모멘트를 받아 균열이 발생한 경우 보의 휨강성이 감소하며 이는 보의 처짐은 증가시킵니다. 또한 콘크리트는 시간에 따라 크리프와 건조수축이 발생합니다. 이 또한 보의 처짐을 증가 시킵니다.

L : 부재의 길이   

부재의 형태 고려해야 할 처짐 처짐 한계
과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조 요소를
지지 또는 부착하지 않은 평지붕구조
활하중 L에 의한 순간처짐 L / 180
과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조 요소를
지지 또는 부착하지 않은 바닥구조
활하중 L에 의한 순간처짐 L / 360
과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조 요소를
지지 또는 부착한 지붕 또는 바닥구조
전체 처짐 중에서 비구조 요소가 부착된 후에
발생하는 처짐부분 (모든 지속하중에 의한 장기처짐과
추가적인 활하중에 의한 순간처짐의 합)
L / 480
과도한 처짐에 의해 손상될 우려가 없는 비구조 요소를
지지 또는 부착한 지붕 또는 바닥구조
L / 240

 

Steel 부재 처짐체크

L : 부재의 길이   

부재의 형태 고려해야 할 처짐 처짐 한계
양단 지지보 외장재의 누수나 건축적인 손상 L / 300
창호나 미닫이 간벽의 작동에 지장 유발 L / 200

 


현재 설정값을 초기값으로 설정

[해석설계 기본설정]을 변경한 후 버튼을 클릭하면 향후 새로운 프로젝트의 구조설계 작업을 수행할 때에도 기존의 설정된 정보를 적용할 수 있습니다.
자주 사용하는 제어정보를 입력하여 저장해 두면 편리합니다.


 

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