| ■ 제품 구성 · 가격 변경 안내 (2018/11/06) |
| 차기 릴리스 Engineer 's Studio® Ver.8보다 Advanced 이상의 기능으로 제품 구성 · 가격을 개정합니다. (2018 년 12 월 1 일부터 적용)
제품 구성은 지금까지와 마찬가지로 옵션Engineer's Studio® Section이 추가됩니다.
이변경에 따라 Advanced 이상의 Subscription 서비스 계약 중 유저 분들은 다음 업데이트시에만 아래 안내 표 1의가격입니다. 또한 현재 Subscription 서비스 계약 (Advanced 이상)의 업데이트전이라면, \ 260,000 (세금별도)을 지불함으로써 Engineer 's Studio® Section을 추가 할 수 있습니다. Subscription 서비스계약 기간은 변경되지 않습니다. >>Engineer's Studio® 제품구성・가격 변경 안내
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프로그램 개요
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Engineer's Studio는, 당사가 프레 처리~계산 엔진~포스트 처리까지의 모두를 자사 개발한 3차원 유한요소법(FEM)해석
프로그램입니다.
토목•건축 구조물의 부위를 1개봉으로 선정한 보요소나 평면적으로 연속한 평판요소로 모델화하여, 구조물의 비선형 거동을 해석하는
툴입니다. |
| 관련 정보 |
◆관련 제품
■ 출시 보도 >> 백 넘버
■ Web뉴스 소개 사례 >> 백 넘버
■ 신제품소개 >> 백넘버
■ 연재중
■ 단계별 동영상
■ 세미나 참가 신청 접수중
■ 개별 강습 안내
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Ver.9.0.0 개정내용 ＜2019년 4월 25일출시＞
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- 64bit버전 지원
- 단면 검토에 대한 입력의 간소화
- 온라인 도움말
- 영어 도움말
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프로그램의 기능과 특징
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■분석의 특징
해석면에서의 주요 특징은,UC-win/FRAME(3D)에 서 높은 평가와 많은 실적이있는 3 차원 파이버 요소와 Reissner-Mindlin 이론에 근거한 평판 요소를 갖추고 있는지, 그리고 그 재료 비선형 및 기하학적 비선형 (대변 위)을 동시에 고려한 정적 해석 및 동적 해석이 가능한 점입니다.
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| ▲파이버 요소의 이미지도 (우측이 수학 모델) |
평 판 요소는 두께 방향으로 복수의 층을 가지는 적층 구조로 할 수 있으며, 각 층에는 다른 재료 종류 나 선형 · 비선형의 설정을 개별적으로 정의 할 수 있습니다. 평판 요소에 적용 할 콘크리트 구성 칙에, 동경 대학 콘크리트 연구실에서 개발 된 세계적으로 평가가 높은 철근 콘크리트 비선형 구성 칙 (분산 균열 모델)을 채용하고 있습니다. 본 제품의 평판 요소는 UC-win / WCOMD의 RC 요소를 두께 방향으로 다층으로 확장하여 면내 변형뿐만 아니라 면외 변형의 비선형 거동도 해석 가능하게했다고도 말할 수 있습니다.평판 요소는 FEM에서 자주 이용되는 아이소 파라 메트릭 요소를 채용하고 있습니다.
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| ▲적층 평판 요소의 이미지도 (우측이 수학 모델) |
삼각형 1차 요소를 추가하여 복잡한 형태의 영역을 자동 메쉬 분할 할 때, 사각형 1차 요소와 삼각형 1차 성분을 함께 혼합 할 수 있습니다 (아래 그림의 Triangular Liner 참조).
또한 고차 요소 메쉬 요소 (사각형 2 차 요소 삼각형 2 차 요소)를 선택 후 저차 요소 (사각형 1 차 요소 삼각형 1 차 요소)로 변환이 가능합니다.
- 삼각형 1차요소 ： 3절점 요소, 형상 함수는1차
- 삼각형 2차요소 ： 6절점 요소, 형상 함수는2차
- 사각형 1차요소 ： 4절점 요소, 형상 함수는1차
- 사각형 2차요소 ： 8절점 요소, 형상 함수는2차
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| ▲평판 요소의 종류 |
▲평판 요소 작성 명령 3 종류 |
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| ▲사각형과 삼각형의 1차요소를 혼합한 자동 메쉬 분할 |
▲고차요소를 저차요소로 변환 버튼 |
64bit 버전에 대응하고, 메모리를 많이 사용하는 대형 모델의 입력 및 결과 확인이 가능합니다.
페이지 수가 많은 보고서 출력 (예를 들어, 30,000 페이지)도 가능합니다.
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| ▲대형 모델의 모델 이미지 |
■주요 분석 기능
| 항 목 |
내 용 |
| 해석 |
정적 해석 / 동적 해석 / 고유 진동수 / 영향선 해석 (1개본) |
| 비선형해석 |
재료 비선형/기하학적 비선형(대변위 이론)/복합 비선형(재료 비선형과 기하학적 비선형을 동시에 고려) |
| 적용 이론 |
미소 변위 이론/대변위 이론/탄성바닥위의 보 이론/Bernoulli-Euler의 보이론/Timoshenko보이론(전단 변형 고려)/Reissner-Mindlin이론 |
| 요소 |
탄성보요소/강체요소/보요소/Ｍ－φ요소/파이버요소/평판요소(적층 플레이트) |
| 경계요건 |
절점에 대해서 6자유도의 구속 조건(자유or고정or스프링)/탄성보요소에 대해서 분포스프링(부재축방향＋부재축 직각2방향)/연성스프링(절점에 정의) |
| 재료의 종류 |
콘크리트/철근/PC강재(강연선, 강봉)/강판/탄소 섬유 시트/아라미드 섬유 시트/탄성 재료(탄성계수를 임의로 입력)/비구조 재료(단위체적중량만을 고려한 재료) |
| 정의 가능한 하중 |
-프레임 요소에 대해
절점 하중 / 부재 하중 (집중, 분포, 투영 길이) / 온도 하중 / 강제 변위평판 요소에 대해평판면 하중 (분포 하중)/
평판 체적 힘 (질량에 비례하는 작용력)평판 지반 변위 (원통형 수조가 대상 지반 응답 변위를 하중으로 재하)평판 동수압 (원통형 수조가 대상. 하우스나의 근사 식)
-케이블 요소에 대해
분포 하중 (케이블 길이에 분포하는 하중) / 온도 하중 |
| 자동 생성하는 하중 |
사하중/프리스트레스하중/수평 진도 하중 |
| 정적 하중 |
단조 증가/반복(일정, 증가)/반전 반복(일정, 증가) |
| 동적 하중 |
가속도 파형(연직과 수평 2성분의 개별 또는 동시 입력) |
| 동적 해석 |
Newmark-β법(β＝1/4)에 의한 직접 적분법 |
| 감쇠 |
요소별 강성 비례형(초기 강성, 순간 강성)/Rayleigh형(초기 강성, 순간 강성)/요소별 Rayleigh형(초기 강성, 순간 강성) |
| 질량 매트릭스 |
Consistent mass matrix／Lumped mass matrix |
■동적 분석 결과에 입력 파형을 동시에 표시
동적 해석의 시각 결과를 확인 할 때, 입력한 지진 파형을 호출 할 수 있습니다.
호출하면 새로운 화면 "입력 파형 표시"가 표시됩니다.
파형 그래프의 가운데를 클릭하면 단계 진행 모델의 변형도 및 단면력도 그 단계에 동기화됩니다.
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| ▲시각력 결과에 입력 파형을 표시 |
■비선형 특성
도로교 시방서에 준거 한 RC 단면에 대한 허용 굽힘 응력도 검토, 휨내력 검토, 평균 전단 응력도 검토 등, 전단 내력 검토, 최소 철근량의 검토가 가능합니다.
Ｍ－φ특성
- 골격 : 바이 리니어 (대칭, 비대칭) / 삼선 형 (대칭, 비대칭) / 테트라 리니어 (대칭, 비대칭)
- 내부 내역 : 일반 / Takeda / 탄성 / 원점 지향 / 원점 최대 점 지향 / H11 철도 내진
스프링 특성
- 골격 : 바이리니어 (대칭, 비대칭) / 삼선형 (대칭, 비대칭) / 테트라 리니어 (대칭, 비대칭) /
나고야 고속 고무 지승형 / BMR 댐퍼
- 내부 내역 : 일반 / Takeda / 탄성 / 원점 지향 / 원점 최대 점 지향 / H11 철도 내진 /
정부 방향 / 정방향 / 역방향 / 완충 장치 / Clough / 슬립 형 / Gap / Hook 형
히스테리시스 (파이버요소의 응력 변형 곡선)
| 재료 |
구성 원칙 |
| 콘크리트 |
2차 곡선 |
많은 준수 기준으로 종국 휨 모멘트 산출용으로 채용된 모델. |
| Hoshikuma |
골격은 횡구 효과를 고려한 n 차 곡선과 변형 연화 직선(도로교 시방서) 내부 기록은 "F3D 오리지널 '과 "사카이 - 카와시마 모델" |
| COM3 |
도쿄 대학 콘크리트 연구실에서 개발 된 구성 칙.2002 년 제정 토목 학회 콘크리트 표준 시방서 [내진 성능 검토 편]을 준수합니다. |
| JSCE |
「COM3」형태를 봉 부재에 대한 단순화 된 모델. |
| Mander |
골격은 횡구 효과를 고려한 분수 함수.
내부 기록은 「사카이 - 카와시마 모델」 |
철근, 강판,
PC 강재 |
골격 :
바이 리니어 (대칭, 비대칭)
삼선 형 (대칭, 비대칭) |
내부 내역 : 이동 경화 법칙 (직선) / 수정Menegotto-Pinto (사카이 - 카와시마) / 수정Menegotto-Pinto (F8) |
탄소 섬유,
아라미드 섬유 |
골격 :
선형 (인장측만) |
내부 이력 |
파이버 요소
- 파이버 요소 (원본) : 강체 링크 분포 스프링 요소를 이용한 비선형 보 요소.
전 단 변형의 영향은 무시. 부재 양단의 변형 및 강성이 독립하고 부정적인 강성이 발생 부재의 분석에 적합하다. 또한 요소의 절반 길이까지 곡률 일정한 가정에 따라 강성 매트릭스를 위해 도로교 등 곡률 일정 구간을 가정 소성 힌지 등의 가정도 일관성이 잡기 쉬운.
- 파이버 요소 (1 차) : 형상 함수에 1 차 곡선을 이용한 2 절점 아이소 파라 메트릭 요소. Timoshenko 보 이론에 따라 전단 변형의 영향을 고려. 요소 길이 방향의 곡률 분포는 일정. 부재 가운데 하나의 가우스 적분 점에서의 강성 평가에 따라 가우스 적분하여 요소의 강성 매트릭스를 구축.
- 파이버 요소 (2 차) : 형상 함수에 2차 곡선을 이용한 3절점 아이소 파라메트릭 요소.
비선형 평판 요소의 융합성 개선 및 손상 지표
비 선형 RC 평판 요소에 대한 검토 기능으로 토목 학회 「콘크리트 표준 시방서 (2012, 2017)」의 손상 지표인 편차 변형 제 2 불 변량과 정규화 진행형 변형 에너지를 산출합니다. 또한 비선형 평판 요소를 대상으로 한 컨버전스 설정을 새롭게 제정하고, 비선형 평판 요소가 수렴하기 어려운 문제를 개선했습니다. 따라서 하중 변위 관계에서 최대 피크 후의 연화 현상을 재현하기 쉬워졌습니다.
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▲RC 비선형 보의 편차 변형 제 2 불변량
(가중치 평균 후) |
▲하중 - 변위 관계 |
■설계 지원
・파이버 요소, M-φ 요소, 스프링 요소의 손상 표시
・M-φ 요소의 손상 표시· 스프링 요소의 손상 표시
· 응력도 계산 (주로 도로교 시방서)
· 내력 계산 (주로 도로교 시방서)
· 곡률의 검토 / 스프링 요소의 검토
· 도로교의 잔류 변위 검토 기능
· 도로교의 소성 율 검토 (μ = δmax / δy, μa = δls2 / (α * δy))
· 도로 교량의 변위 검토
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| ▲변위도 콘타 |
▲상판 휨 모멘트 등고선 |
・ CAD 데이터 (DXF · DWG 형식) 가져 오기 / 내보내기 지원
· IFC 내보내기 지원
■토목 구조 두축 단면 계산
(부분 계수법 · H29 길 표시 대응) 옵션
헤 세이 29 년 도로교 시방서에 채택 된 부분 계수 법에 의한 검토를 실시합니다. 구조물의 동적 해석에 대한 검토로 최대 응답 값에 대한 전단 내력 검토 및 곡률 검토가 가능합니다. 단주식 RC 교각 또는 단주 식 강철 교각에 대해서는 변위 검토 및 잔류 변위 검토를 전 단계에서 실시하여 매우 엄격한 검토 결과를 추출합니다. 또한 변위 검토 및 잔류 변위 검토에서는 이축 휨에도 대응한 검토가 가능합니다.
출시
Engineer's Studio® Ver.7출시。토목 구조 두 축 단면 계산 (부분 계수법 · H29 길 표시 대응) 옵션을 추가
（'17.09.26게재) |
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■2012 년 도로교 시방서 대응
주요 지원 항목은 "신도 표시의 지진 파형수록", "철근 콘크리트 단면 및 철강 교각 단면의 M-φ", "잔류 변위 검토"
■활하중의 계산
활 하중 계산은 1 개의 막대기의 영향 선 해석입니다. 프로그램은 영향 선을 작성한 후, 활하중 (L 하중, T 하중, 연행 하중)을 이동시키면서 각 착안점에서의 단면력 등이 최대 · 최소가되는 위치를 검색합니다. 도로교의 교축 방향이 주된 용도입니다.
■강철 부재의 변형 검토
"철강 · 합성 구조 표준 시방서 내진 설계 편」(토목 학회 2008 년 제정, 2008 년 2 월)에 준거한 변형 검토를합니다. 강철 부재를 파이버 요소로 모델링하여 안전 계수 나 종국 변형을 설정과 변형에 의한 검토 결과를 얻을 수 있습니다.
■각종 검토에서는 NG 부재의 빨간색 표시
" 각종 검토에서 NG가 된 요소 (프레임 요소, 스프링 요소)를 모델 그림에서 빨간색 표시하는 기능을 추가했습니다.지원되는 검토 결과는 단면 검토, 한계 상태 검토, 곡률 검토 소성 율 검토 변위 검토, 잔류 변위 검토, 봄 검토합니다.
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| ▲검토에서는 NG 부재의 빨간색 표시 |
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■Engineer's Studio® 데이터 관련도
■Engineer's Studio®와 UC-win/FRAME(3D)기능 비교
◎＝기능 강화 ○＝대응 ×＝미대응
| 항목 |
기능 |
ES |
F3D |
| 분석 |
정적 분석, 동적 분석, 모달 분석, 영향선 분석 (1 개 봉) |
○ |
○ |
| 비선형분석 |
재료 비선형 기하학적 비선형 (대변 위), 복합 비선형 |
○ |
○ |
| 계산 엔진 |
|
64bit |
32bit |
| 적용 이론 |
미소 변위 이론 대변 위, 탄성 바닥의 보 이론Bernoulli-Euler의 보 이론, Timoshenko 보 이론 (전단 변형 고려) |
○ |
○ |
| Reissner-Mindlin이론 (평판 요소의 적용 이론) |
○ |
× |
| 요소 |
탄성 보 요소, 강체 요소, 스프링 요소, M-φ 요소, 파이버 요소 |
○ |
○ |
| 평판 요소 (탄성) 평판 요소 (RC 비선형 적층) 케이블 요소 감쇠 요소 (속도 지수 형 점성 댐퍼) |
○ |
× |
| 경계 조건 |
절점 : 6 자유도 (자유 · 고정 · 봄), 탄성 보 요소 : 분포 봄연성 스프링 (절점에 정의) |
○ |
○ |
| 재료 종류 |
콘크리트, 철근, PC 강재, 강판, 탄소 섬유 시트, 아라미드 섬유 시트, 탄성 재료, 비 구조 재료 |
○ |
○ |
| 하중 |
절점 하중, 부재 하중 (빔 요소), 온도 하중 (빔 요소), 강제 변위 초기 단면력 |
○ |
○ |
내력 하중 평판 체적 힘, 평판면 하중, 평판 지반 변위, 평판 동수압, 케이블 요소 :
분포 하중 (케이블 길이에 분포하는 하중), 온도 하중 |
○ |
× |
| 자동 생성 하중 |
사하중, 프리스트레스 하중, 수평 진도 하중 |
○ |
○ |
| 정적 하중 |
단조 증가 반복 (일정, 증가) 반전 반복 (일정, 증가) |
○ |
○ |
| 동적 하중 |
가속도파형 |
○ |
○ |
| 동적 분석 |
Newmark-β 법 (β = 1 / 4)에 의한 직접 적분법 |
○ |
○ |
| 감쇠 |
요소별 강성 비례 형, Rayleigh형 요소별 Rayleigh형 |
○ |
○ |
| 질량 매트릭스 |
정합 질량 매트릭스 집중 질량 매트릭스 |
○ |
○ |
| 비선형 특성 |
M-φ 특성 ... 바이 리니어, 트라이 리니어, 테트라 리니어스프링 특성 ... 바이 리니어, 트라이 리니어, 테트라 리니어 나고야 고속 고무 지승 형, BMR 댐퍼히스테리시스 (파이버 요소 용) ...
콘크리트 : 2 차 곡선, Hoshikuma, COM3 JSCE, Mander강재 : 바이 리니어, 트라이 리니어 / 섬유 시트
: 선형 (인장 만)
파이버 요소의 종류 ... 섬유 요소 (원래 1 차, 2 차) |
○ |
○ |
| 설계 지원 |
파이버 요소의 손상 표시 M-φ 요소의 손상 표시, 스프링 요소의 손상 표시
보 요소의 응력도 검토, 보 요소의 내력 검토, 보 요소의 곡률 검토스프링 요소의 검토 |
○ |
○ |
도로교의 잔류 변위 검토 기능 (道示),
한계 상태 설계 (토목, 철도 표준) |
◎ |
○ |
| 평판 요소의 콘타도, 도로 교량의 변위에 의한 소성율 검토 |
○ |
× |
| 모델링 |
표형식 입력, 여러 모델 보기 |
○ |
× |
| 언도 · 리도 기능 대규모 모델 대응 모델의 범위 확대 복사 · 붙여 넣기 |
◎ |
○ |
| 불러오기(import) |
fsd 파일 (FRAME 관리자) f3d 파일 (UC-win / FRAME (3D))
sdfファイル（Steel Detailing Neutral File ） |
○ |
○ |
| $ o1 파일 (구 FRAME 관리자) e2d 파일 (Engineer 's Studio 면내)DXF · DWG 파일 (CAD 데이터) |
○ |
× |
| 내보내기(export) |
rc2 파일 (UC-win / Section) |
○ |
○ |
| DXF · DWG 파일 (CAD 데이터), IFC 파일 |
○ |
× |
■화면의 예
<예 1> 아래 그림은 왼쪽 트리를 "그림 설정"탭으로 전환하여 솔리드 표시나 절점의 비표시 등의 설정을 선택하고 오른쪽 화면에서는 조감도 평면도 · 측면도 정면도를 표시하는 버튼을 눌러 각 그림을 자유 늘어 놓은 모습입니다.
<예 2> 여러 표형식 입력 화면을 하나의 창에 나란히 모습입니다. 얼마든지 동시에 나란히 할 수 있으며, 탭 전환하도록 재배치 할 수 있습니다. 모델을 마우스 조작으로 절점을 추가 · 삭제 등을하면 자동으로 표에도 반영됩니다.
＜예3＞
왼쪽 그림은 삼각형의 평판 요소를 마우스 조작으로 작성한 모습입니다.
공 간의 3개소를 차례로 클릭하고 적용 버튼을 누르면 자동으로 삼각형의 메쉬 분할이 실행됩니다. 오른쪽 그림의 사각형 요소는 공간 내의 2 점을 드래그하여 자동으로 사각형 요소가 생성됩니다. 모두 메쉬 분할의 사이즈나 요소 종류를 그림과 작은 화면으로 설정합니다.
＜예4＞
검색 화면을 호출하여 탄성 보 요소를 검색한 모습입니다. 검색된 요소에 십자선과 교점에 표시가 그려집니다. 검색 한 요소를 선택 상태로하는 옵션도 있습니다.
＜예5＞
평판 요소가 변형 한 상태와 변형에 의한 손상 판정 결과를 동시에 표시시킨 모습입니다.
오른쪽은 층마다 판정 한 그림, 좌측은 요소 전체로 판정 한 그림입니다.
＜예6＞
푸시 오버 분석을 실시하고 지진시 보유 수평 내력 법에 의한 검토 것 예입니다.
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| ▲푸시 오버 분석 모델예 |
▲푸시 오버 분석의 변형도 |
▲푸시 오버 분석의 하중 변위 관계 |
＜예7＞
보고서 출력을 설정하는 화면입니다. 출력했을 때 목차에 가까운 이미지로 출력 설정을 합니다.
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