[전산구조해석]SAP2000 레포트

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[전산구조해석]SAP2000 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

**목차**
1) 문제의 정의
2) SAP2000 해석모델 작성
- 주탑
- 주케이블
- 행거
- 보강형
- P-Delta
3) 완성된 해석모델을 이용한 해석 결과
4) 전체 해석 결과에 대한 토의

본문내용

tropic Deck Plate Box Girder
중앙 경간장
404m
측경간장
128m
총연장
660m
형하고
25m
주탑 높이
60m
주케이블
전직경 258mm, Strand 7개로 구성, 소선하나의 직경은 5m
노폭
2차선 차도 폭 7.2m, 보도 양쪽 1.22, 전체 폭 9.6m
총공사비
18억 7천만원
등급
일반국도(차량설계하중=DB18)
<남해대교 제원>
주탑과 케이블 연결부-1
주탑과 케이블 연결부-2
중앙 케이블 및 Hanger
Cable 정착단
Hanger Cable
남해대교
주탑과 거더 연결부-1
주탑과 거더 연결부-2
주탑과 교각
주탑 윈드슈
Girder 내부
Girder 내부
남해대교 일반도
2. SAP2000 해석모델 작성
2.1 주탑
2.1.1 모델링 방법
Pylon(주탑)을 NORTH와 SOUTH로 나누어 JOINTS를 입력하고, FRAME을 연결
Pylon 상단의 2개 절점에 UX 방향으로 50kN 하중적용
Pylon 상단의 2개 절점에 UY 방향으로 50kN 하중적용
Pylon 모델링에서 FRAME SECTION을 정의할 때, I=i33,i22를 이용하여 단면 2차 모멘트 자료 입력; SH=R 형상 정의를 통해 Local Axes 방향 확인
주탑형상
주탑 절점 번호
주탑 Frame 단면설정
주탑 절점 번호
2.1.2 해석모델의 검증
변위 형상 및 주탑 상단 변위(UX 변위)
변위 형상 및 주탑 상단 변위(UY 변위)
2.2 주케이블
2.2.1 모델링 방법
Main Cable(주 케이블)을 NORTH와 SOUTH로 나누어 JOINT를 입력하고, FRAME을 연결
전체 Main Cable에 2000kN의 PDFORCE 적용
케이블의 이름을 정할 때 크게 NORTH와 SOUTH로 나눈 뒤 WEST와 EAST로 나누어 CANW, CANE, CASW, CASE 이렇게 이름을 정함
주탑, 주케이블 형상
<주탑, 주케이블 extrusions view>
주케이블 절점 번호
주케이블 요소 번호
주케이블 단면라벨
변위 형상
2.2.2 해석모델의 검증
중앙경간 주케이블 변위
2.3 행거
2.3.1 모델링 방법
Hanger(행거)을 HA, HB, HC, HD로 나누어 JOINT를 입력하고, FRAME을 연결
Hanger(행거)을 H1~H49, HH1~HH49로 나누어 연결
주탑, 주케이블, 행거 형상
<주탑, 주케이블, 행거 extrusions view>
행거 절점 번호
행거 요소 번호
변위 형상
중앙경간 주케이블 변위
2.3.2 해석모델의 검증
2.4 보강형
2.4.1 모델링 방법
Girder(거더)를 RIGHT와 LEFT로 나누어 JOINT를 입력하고, FRAME을 연결
Wind Shoe(윈드슈)를 순서대로 JOINT를 입력하고, FRAME을 연결
거더에 이동하중 재하
거더의 이름을 정할 때 GN1~29, GS1~28으로 이름을 정함
추후 GR1~29, GL1~29으로 이름 단순화함.
윈드슈의 이름을 정할 때 순서대로 W1, W2 ··· 등으로 이름을 정함
주탑, 주케이블, 행거, 거더, soft link 형상
주탑, 주케이블, 행거, 거더, soft link 형상
<주탑, 주케이블, 행거, 거더, soft link extrusions view>
거더 절점 번호
거더 요소 번호
행거와 거더 제한조건 확인
<행거와 거더 및 거더와 윈드슈의 soft link > 북쪽
<행거와 거더 및 거더와 윈드슈의 soft link > 남쪽
2.4.2 해석모델의 검증
X방향 하중에 의한 중앙 거더 변위
Y방향 하중에 의한 중앙 거더 변위
Z방향 하중에 의한 중앙 거더 변위
2.5 P-Delta 해석
2.4.1 모델링 방법
기존 LOAD와 PDFORCE를 삭제
Term Project 자료를 기준으로 LOAD에 NAME=DL(자중) 정의
Term Project 자료를 기준으로 PDELTA, LANE, VEHICLE, VEHICLE CLASS, BRIDGE RESPONSE, MOVING LOAD, COMBO 정의
2.4.2 해석모델의 검증
형상
3. 완성된 해석모델을 이용한 해석 결과
3.1 자중에 대한 해석
PDELTA, 변위 형상
주탑 상단 변위 및 중앙 거더 변위
3.2 차량하중에 대한 해석
영향선
2. CANW29 절점 처짐 확인(교량 중간)
3. PN1 절점 처짐 확인(주탑 상부)
4. 전체 해석 결과에 대한 토의
모델링 후, LOAD를 추가하는 단계에서 오류가 있었다. 참조값과 해석값의 차이가 발생했다.
NOTEPAD 작성양이 갈수록 많아져서 오류를 해결하기가 어려웠다. Main Cabel과 Hanger 모델링을 할 때에도 어려웠지만 Girder가 가장 어려웠던 거 같다. SAP2000 프로그램을 돌릴 때에 계속 오류가 나왔고, 프로그램이 갑자기 작동하지 않아 재설치를 반복하였다. 개괄적인 교량 모델링을 하기에도 굉장히 복잡하고 신경 쓸 부분이 많았는데, 현장에서는 정말 더 꼼꼼해야 하고, 실수에 조심해야 될 거 같다.
5주차에는 이동하중을 재하한 후 sap2000 프로그램으로 검토를 하니 오류가 나왔다. 중앙 CANE29 절점이 연결되지 않아 영향선이 제대로 나오지 않은 것이었다. 그 부분을 notepad에서 수정한 후에 다시 검토를 했고, 다행히 오류를 해결했다. 코드가 길어지면서 오류 수정이 힘들어지기 때문에 각 단계에서 확실하게 검토를 해야겠다고 느꼈다.
참고문헌
백인열, 정길환 (2017), “고속도로 WIM 데이터의 통계분석을 통한 교량 설계활하중 KL-510의 모멘트 효과 분석”, 한국강구조공학회 논문집, 제29권, 제6호, pp. 467-477.
Computers and Structures, Inc. (1998), SAP2000 Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures INPUT FILE FORMAT, Computers and Structures, Inc.
Term Project 수업자료, 토목공학과(2023)
SAP2000_Manual
정대성, 윤자걸, 김남식, 김철영, “남해대교의 장기 동특성 변동”, 「대한토목학회」, 2000년도 학술발표회 논문집 제1권, 2000년, 1쪽

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