프로그램 개요
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유한요소법(FEM)을 이용한 지반의 동적 변형 해석 프로그램.
유효 응력에 근거하는 탄소성 이론에 의한 방법, 지진시의 과잉 간격 수압의 발생, 강성의 저하를 고려하여 지반의 변형을 시각력으로
계산 가능.
해석 대상은 토구조물(제방•성토)의 지진시 안전성의 검토, 지중구조물의 부상의 검토, 지반과 구조물의 동적 상호 작용의 검토등에
적용 가능합니다.
또한 액상화 파라미터 결정 기능 프로그램을 부속. FEM모델의 작성은 CAD적인 입력 방법에 대응하여 간단하게 작성 가능. SXF파일의
가져오기에도 대응하고 있습니다.
본 제품의 해석부는 군마 대학 공학부•우가이 연구실의 지반 해석 프로그램을 이용하여 당사가 프리포스트부의 개발을 하는 공동 개발
체제를 취하고 있습니다.
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＜ Ver.1.03.00 (07/12/28 릴리스) 개정 내용 ＞
１．Web인증 방식에 대응,렌탈 라이선스•플로팅 라이선스에 대응
２．제품 도움말의 HTML형식으로 대응(WindowsVista대응)
３．Pre부의 좌표축 표시, 팝업메뉴, 사각형 선택•BOX지정 모드, 표시 영역을 확대, 절점의 표시•비표시에 대응
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프로그램의 기능과 특징
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■해석의 특징
- 요소 시험 시뮬레이션을 실시하여 액상화 파라미터의 설정이 가능
- 1차원 해석 및 2차원 해석을 실시
- 전응력법의 동적 해석과 유효 응력법의 동적 해석(액상화 해석)이 가능
- 전응력법 적용 요소(수압 비고려)와 유효 응력법 적용 요소(수압 고려)의 혼재가 가능
- 지반의 투수 현상을 고려한 토/수련성의 동적 해석
- 풍부한 지반의 구성 모델(8종류)를 적용할 수 있으며 그것들을 자유롭게 혼재할 수 있다
- 수렴 계산의 고속화법인 라인 서치, BFGS를 채용
- 동적 해석의 시간 스텝을 자동 조정함으로써 해석의 안정화를 실현
■적용 범위
본 프로그램은 주로 하기의 검토에 적용할 수 있습니다.
- 전응력법을 이용한 지반과 구조물의 동적 상호 작용의 검토
- 토구조물(예를 들면 하천 제방)의 액상화시를 포함하는 지진시 안전성의 검토
- 액상화 지반내 구조물의 부상 검토
- 액상화 대책공으로써 구조물에 의한 공법/고결 공법/샌드컴펙션파일공법/
과잉 간격 수압 소산 공법에 대응
- 원심 진동 실험이나 대형 진동대 실험등 실험의 시뮬레이션
- 1차원 지진 응답 해석에 의한 상세 액상화 판정
또한 검토 가능한 액상화 대책공으로써
- 구조물에 의한 공법
- 고결 공법
- 샌드컴펙션파일공법
- 과잉 간격 수압 소산 공법
등을 들 수 있습니다.
■해석 이론
1.요소 라이브러리
(1)평면 변형 요소
3절점 3각형 요소, 6절점 3각형 요소, 4절점 4각형 요소, 8절점 4각형 요소의 4종류를 정의할 수가 있습니다.
(2)보요소
1차의 보요소를 정의할 수가 있습니다.
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(3)축방향 스프링요소
2개의 절점으로 정의합니다. 또한 스프링의 길이는 10-5m
이상 필요합니다.
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(4)전단 스프링요소
2개의 절점으로 정의합니다. 또한 스프링의 길이는 10-5m
이상 필요합니다.
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(5)절점 집중 질량 요소
1개의 절점에 대해서 정의하는 것으로 합니다.
(6)댐퍼요소
2개의 절점으로 정의합니다. 또한 축방향과 전단방향의 감쇠를 지정합니다.
2．구성 모델
(1)평면 변형 요소 모델
- 선형 탄성 모델
- 적층 탄성 모델
- 탄•완전 소성 모델(MC-DP모델)
- 수정 Ramberg-Osgoodm모델(RO모델)
- 수정 Herdin-Drnevich모델(HD모델)
- 우가이•와카이 모델(UW-Clay모델)
- 모래의 Pastor-Zienkiewicz모델(PZ-Sand모델)
- 점토의 Pastor-Zienkiewicz모델(PZ-Clay모델)
(2)보요소 모델
보요소의 복원력 특성으로써 선형 탄성 모델 또는 바이리니어 모델을 적용할 수가 있습니다.
(3)스프링요소 모델
축방향 및 전단 스프링요소의 복원력 특성으로써 선형 탄성 모델 또는 바이리니어 모델을 적용할 수가 있습니다.
또한 본 제품의 축방향 및 전단 스프링요소로는 스프링의 양단 절점에 절점 집중 질량을 정의할 수가 있습니다.
3．질량 매트릭스와 감쇠 매트릭스
(1)집중 매트릭스와 컨시스턴트 매트릭스
본 프로그램에서는 질량 매트릭스 및 감쇠 매트릭스로써 각각 집중 매트릭스를 적용하는가, 컨시스턴트
매트릭스를 적용하는가를 선택할 수가 있습니다.
- 질량 매트릭스・・・집중 질량 매트릭스 or 컨시스턴트 질량 매트릭스
- 감쇠 매트릭스・・・집중 감쇠 매트릭스 or 컨시스턴트 감쇠 매트릭스
단, 점성 감쇠로써 Rayleigh감쇠를 고려하는 경우에는 컨시스턴트 감쇠 매트릭스를 적용하지 않으면 안됩니다.
(2)Rayleｉgh감쇠
에너지 감쇠로써는 이력 감쇠 외에 점성 감쇠와 일산 감쇠가 있습니다.
본 프로그램에서는 계의 점성 감쇠로써 Rayleigh감쇠를 고려할 수가 있습니다.
4．운동 방정식과 연립 방정식
(1)운동 방정식의 이산화와 적분법
- 양해법・・・전진차분법
- 음해법・・・Newmark-β법/HHT-α법/WBZ-α법/Generalized-α법
(2)연립 방정식의 해법
본 프로그램에서는 스카이라인법에 의해 전체 강성 매트릭스를 기억합니다.
연립 방정식의 해법으로써 가우스 소거법의 변형인 LDLT분해법을 채용하여 주십시오.
■해석 결과 표시 기능
- 모델도
- 변형도
- 시각력도(변형도/콘타도)
- 복원력 특성도
- 응답 스펙트럼도
- 푸리에 스펙트럼도
- 콘타도
- 단면력도
- 주응력/주변형도.
또한 애니메이션 표시에 대응
참고 문헌
[고규격 제방 성토 설계•시공 매뉴얼(2000년 3월)] 강변지대 정비 센터(참고－48~49페이지)
UWL소개 문헌
동적 변형 해석의 개요와 적용 예(각종 동적 변형 해석의 방법)로써 소개되고 있습니다.
[고규격 제방 성토 설계•시공 매뉴얼(2000년 3월)] 강변지대 정비 센터 |
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