토목일반

수직구 샘플 분석

2022. 6. 1. 09:18

01 수직구#1 구조계산서(PC SLAB).zip
4.33MB
01.MIDAS.zip
2.02MB

뭐부터 시작해야 할 지 모르겠다. 이 파일들은 거의 암호화되어 있다시피 할 정도다.

 

하중조합 MDE의 의미

일단 내진 해석파일에 하중조합을 살펴보니 MDE라는 하중조합이 보였고 NLC하중케이스들의 Env값들이 모이는 하중조합이었다. 엑셀 계산서에서 내진의 단면력은 MDE 조합에서 딴 것이었다. 그래서 MDE는 실제로 쓰이는 하중조합이었고 NLC들의 하중케이스들이 그래서 중요한 것 같았다.

마이다스 내진파일인데 MDE라는 알 수 없는 하중조합이름이 보인다. 문제의 NLC 하중케이스들의 조합이다
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요기있네?

이걸로 내진해석파일에 있던 MDE 라는 하중조합은 실제로 지진시 단면력에 사용되고 있는 하중조합이름이란 것을 알게 되었다.

검색을 하다보니 MDE는 Maximum Design Earthquake 최대 설계 지진 의 약자라는 것을 알 수 있었다.

아래 문헌에 "설계지진"의 종류들이 언급되었는데 그 설계지진 들 중에 최대가능지진(MCE, Maximum Credible Earthquake)와 최대설계지진(MDE, Maximum Design Earthquake), 안전성평가지진(SEE, Safety Evaluation Earthquake), 그 외에도 기능기반지진(OBE,Operating Basis Earthquake),  시공 지진 (CE; Construction Earthquake) 등이 있었다.

대댐의내진설계및내진성능평가가이드라인동향.pdf
1.59MB

샘플 내진해석파일에 있던 하중조합이름 MDE가 정말 최대설계지진을 생각하면서 지은 이름인지는 확실하지 않다.

 

응답수정계수 2 ?

그리고 위의 그림에 있는 엑셀에서 응답수정계수가 2가 들어가 있는데 이에 대한 근거를 아직 찾지 못했다.

공동구 설계기준
철도시설공단 내진설계 기준 (2014) 벽식교각의 응답수정계수 2 라고 나와있다
KR+C-02040+내진설계(170703,+Rev2).pdf
2.56MB

 

하중케이스 이름 FAC, UNF

상시 해석파일을 열어보니 FAC, UNF 라는 하중조합 이름이 있었다. 예상컨데 Factored, Unfactored 의 약자인 듯 하다. 그런데 FAC하중조합에는 LC1,LC2.. 들이 아니라 NLC1, NLC2 들 중에 Env값을 취하게 되어 있었다.

지진시 해석파일에도 NLC1, NLC2 라는 하중조합들이 있었는데...

 

도대체 NLC라는 하중 케이스 이름의 'N'은 도대체 뭐의 첫글자일까????

 

이놈의 N이 도대체 뭐야!!

그러다가 마이다스 상시파일과 내진파일 모두에 Using Load Combinations를 눌러보니 문제의 그 'N'이 여기서 생겼다는 것을 알았다.

상시파일에서의 Create Load Cases Using Load Combinations
내진 해석파일에서의 Create Load Cases Using Load Combinations

아무래도 NLC1, NLC2 등의 하중케이스는 이 기능을 이용해서 생성한 하중케이스들인 것 같다.

이해가 안가는 점은 LC는 LC1~LC10 까지밖에 없는데 NLC는 왜 NLC28까지 생성되어 있는 것일까.

.... 그런데 계산서 엑셀파일을 보니 하중조합에 하중조합이 28가지가 있다...??

하중조합이 28가지라서 마이다스에서 NLC하중케이스를28번까지 만든 듯

 

 

 

그래서 일단 NLC 하중케이스들을 다 삭제하고 재생성을 시도해보면서 분석하고자 한다.

여기를 쭈욱 긁어야 한꺼번에 삭제된다!!!

Create Load Cases Using Load Combinations의 기능 설명은 아래 링크 참고

http://manual.midasuser.com/KR/Civil/875/Start/05_Load/Make_Loads_by_Load_Combination.htm

 

Create Load Cases Using Load Combintions

Create Load Cases Using Load Combinations ▒ 기능 여러가지 하중조건(Load Case)을 포함하는 하중조합(Load Combination)을 하중계수가 적용된 하나의 정적하중조건(Load Case)으로 변환합니다. 하중조합의 결과는

manual.midasuser.com

이 기능을 이용하는 이유는 위 링크에도 나온대로 가져온다면..

"Tension-only, Compression-only, Cable 등의 비선형요소를 사용한 해석에서는 하중조건에 따라 경계조건이 변화하므로, 선형으로 조합되는 일반적인 하중조합을 사용할 수 없습니다.'

 

즉, 모델링에 위의 비선형요소가 들어있으면 하중조합을 사용못하는 것인데

샘플 마이다스 파일에는.... 

바닥면에 Elastic Link로 지반반력계수를 집어넣으면서 죄다 Comp-Only로 해놨다...;;

이것만 아니었으면 정상적인 하중조합 기능으로 구현할 수 있었을 것이다.

 

게다가 이 샘플 상시 파일을 Run해 보면 변위가 무슨 수십만 미터가 나온다....

확인해보니 어디서 본 건 있어가지고 상시에 하부슬래브 센터에 수평방향으로 고정을 시켜놓는다는게 그것도 Point Spring을 써서 x축, y축 스프링을 100kn/m 같은 말도 안되는 약한 걸 걸어놔서 그런 것이었다..

 

그리고 상시파일 연직반력을 검토해 본 결과

아니 반력이 다 정방향으로 잘 나오는데 왜 Comp-Only Elastic Link 를 달아???

연직반력 방향이 모두 정방향으로 아주 잘 나오고 있는 것으로 봐서 경계조건 스프링을 달 때 Comp-Only 스프링을 달 필요가 없는 듯 하다.

내진해석시에는 수평력이 주요한 하중이기 때문에 Comp-Only 스프링을 다는 것이 공학적으로는 합리적인 것 같다.

하지만 어짜피 그 스프링이 영향을 가장 크게 미치는 부재는 하부슬래브 중앙부이기 때문에 상시 단면력이 가장 크다.

즉, 어짜피 상시에 지배된다는 얘기다.

따라서 내진이든 상시든 그냥 일반 스프링으로 모델링하고 하중조합 정상적으로 쓰면 될 것 같다.

 

하중조합은 엑셀에 있는 거 쓰면 되니까..

아.. 세상 편안...;;; ㅋㅋ

 

지진력 방향을 검토해보았다.

지반변위하중은 +X방향으로 재하
+X방향으로 지반변위를 재하했다면 이방향은 맞다(우상향)
관성력도 +X방향 맞음.

세 가지 힘으로 지진력이 나뉘어져 있다보니 재하할 때 방향을 잘 신경써야 하겠다.

지진력 세 가지 힘들의 방향

수평토압

수평토압은 토층마다 토압계수가 다르기 때문에 토층별로 따로따로 계산해서 마이다스에 재하시켜야 한다.

하지만 이 샘플에서는 시간이 없고 누가 알아보지도 않으니 첫값과 끝값만 가지고 재하시킨 것 같다.

토층별로 계산한 수평토압(흰선), 그리고 처음값과 끝값으로 이어 만든 수평토압선(핑크색선)
하지만 샘플에는 그냥 첫값과 끝값만 가지고 사다리꼴로 재하하였음. 시간이 없고 뭐 누가 구별할 수 있는 것도 아니고 해서 그렇게 했겠지.