midas gen tutorial

midas Gen TutorialIntergrated Solution System for Building and General Structures

3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015 V1.1MIDAS IT

1. 개요 ................................................................3

1-1 해석모델과 하중조건 ..............................4

2. 파일열기및작업기본환경설정 ................6

2-1 단위계 .......................................................7

2-2 메뉴 시스템 ..............................................9

2-3 좌표계와 그리드 ....................................10

3. 부재재질및단면데이터입력 ....................13

4. 절점및요소를사용한구조모델링 ..........16

5. 구조물지지조건입력 ................................23

6. 각종하중입력 ............................................26

6-1 하중조건 설정 ........................................27

6-2 자중의 입력 ............................................28

6-3 바닥하중 입력 ........................................29

6-4 절점하중 입력 ........................................30

6-5 등분포하중 입력 ....................................31

7. 구조해석수행 .............................................35

8. 해석결과검토및분석 ...............................37

8-1 Mode .......................................................38

8-2 하중조합 .................................................39

8-3 반력 확인 ................................................41

8-4 변형도 및 변위 확인 ..............................44

8-5 부재력 확인 ............................................49

8-6 전단력 및 휨모멘트도 ...........................50

8-7 요소별 해석결과 확인 ...........................53

8-8 부재응력 확인 및 동영상 처리 .............55

8-9 Beam Detail Analysis ...............................59

Table of Contents

1. 개요3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

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midas Gen Tutorial 3D - 2Bay Frame

1. 개요

1. 파일 열기 및 작업 기본환경 설정

2. 부재재질 및 단면데이터 입력

3. 절점 및 요소를 사용한 구조모델링

4. 구조물 지지조건 입력

5. 각종 하중 입력

6. 구조해석 수행

7. 해석결과 검토 및 분석

이 예제는 midas Gen을 처음 접하는 사용자들이 간단한 3차원 2-bay frame에 대해

모델링에서부터 구조해석 결과의 분석단계까지 안내에 따라 쉽게 따라 할 수

있도록 구성되었습니다.

이 장은 midas Gen의 환경과 사용법을 빠른 시간 안에 쉽게 이해하고 익힐 수 있도록

계획되었습니다. 이 장의 안내에 따라 프로그램을 직접 운용하면 midas Gen에 쉽게

입문할 수 있을 것입니다.

마이다스 건축분야 홈페이지(http://kor.midasuser.com/building/)에는, 본 예제의 모든

모델링과 해석 및 결과확인 절차가 수록된 동영상이, 음성설명과 함께 제공됩니다. 동

영상과 음성설명을 통해 전체적인 해석절차를 먼저 이해하면, 따라하기 예제를 더욱

효율적으로 활용할 수 있습니다.

이 예제에 서술된 단계별 해석절차는 실무에 일반적으로 적용되고 있는 절차이며

내용은 다음과 같습니다.

5


1. 개요

1-1 해석모델과하중조건

3D-2bay frame의 구조형상과 사용부재는 그림 1.1과 같고, 하중조건은 문제를

단순화하기 위해 다음의 4가지 조건을 고려하기로 합니다.

그림 1.1 3D-2bay frame

하중조건 1 : 모델의 자중과 2층 바닥에 중력방향으로 고정 하중

5.0 kN/m2 재하

하중조건 2 : 2층 바닥에 적재하중 2.5 kN/m2 재하

하중조건 3 : 열 상단에 (+)X 방향으로 집중하중 100 kN 재하

하중조건 4 : ①열의 모든 부재에 (+)Y 방향으로 등분포하중

10 kN/m 재하

바탕화면이나 해당 폴더에서 midas Gen의 Icon 을 두 번 클릭합니다.

화면상단의 File > New Project (또는 )를 선택하여 작업을 시작하고, 추후에

File > Save 메뉴(또는 )를 선택하여 이름을 부여하고 저장합니다.

2. 파일열기 및 작업 기본환경 설정3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

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2. 파일열기 및 작업 기본환경 설정

2-1 단위계

midas Gen은 여러 종류의 단위(units)를 함께 사용할 수 있도록 설계되었기 때문에

단일단위계(예: SI단위계의 경우 m, N, kg, Pa)를 사용할 수도 있고, 복합단위계

(예: m, kN, lb, kgf/mm2)를 사용할 수도 있습니다.

또한 입력데이터의 특성에 맞도록 단위를 임의로 변경할 수 있기 때문에, 위치입력

단위로는 ‘m’를 사용하다가 단면 입력시는 화면 하단의 단위 변환창 (또는 Main

Menu의 Tools > Setting > Unit System)을 사용하여 ‘mm’로 변경할 수도 있고, 해석은

‘N’, ‘m’로 수행되었지만 해석 결과인 응력단위는 ‘kN/m2’으로 변환 되도록 할 수도

있습니다.

그림 1.2 midas Gen의 초기화면

Tool Bar

Status Bar

MessageWindow

Modeling View Window

Main Menu

Tree Menu

Group

8



사용되는 단위계가 화면의 하단(status bar의 단위변환창-그림 1.2의 )과 데이터

입력창에 자동변환 표기되기 때문에 혼돈 없이 쉽게 작업할 수 있습니다.여기서는 ‘m’

와 ‘kN’을 사용하기로 합니다.

1. Main Menu에서 Tools > Setting > Unit System 선택

2. Length 선택란에서 ‘m’ 선택

3. Force(Mass) 선택란에서 ‘kN(ton)’ 선택

4. 버튼 클릭

Toggle on Icon의 Toggle on 상황은

초기값 설정에 따라 달라

집니다. 따라하기를 학습

중에는 제시된 Toggle on

상황대로 작업환경을 일

치시켜 오류를 방지하는

것이 바람직합니다.

9



2-2 메뉴시스템

midas Gen은 최적의 작업환경을 구성하여 각종 기능을 쉽게 호출할 수 있도록

다음과 같은 4가지 메뉴 시스템을 제공하고 있습니다.

Main Menu는 windows 체계에서 일반적으로 채택하고 있는 메뉴이며, 화면 상단에

위치한 Main Menu로부터 Ribbon Menu를 선택하도록 구성되어 있습니다.

Tree Menu는 model window의 좌측에 위치하고 있으며 구조해석과 설계과정에

수반되는 일련의 단위기능을 실무에서의 절차대로 tree구조로 체계화하여 구성되어

있기 때문에, 초보자도 제시된 tree를 순서대로 따라가면서 해석 작업을 쉽게 완료

할 수 있도록 고안되었습니다.

Tree Menu의 Works Tree에는 현재까지의 입력상황을 한눈에 확인할 수 있도록 입력

내용이 계층구조로 display됩니다. 각 항목을 이용하여 Drag & Drop으로 모델

데이터를 입력 또는 수정하거나, Select 및 Activity 기능을 효율적으로 활용할 수

있습니다.

Icon Menu는 사용자의 작업효율을 높이기 위하여 작업과정 중에 자주 사용될 수

있는 기능(각종 Model View 기능 또는 Selection 기능 등)을 icon화하여 제공하는

Menu System입니다.

Context Menu는 화면에서 마우스의 동선을 최소화하기 위하여 설계되었으며,

사용자가 model window에서 간단히 마우스의 우측버튼을 클릭함으로써 빈번히

사용될 수 있는 기능 메뉴들을 쉽게 호출 할 수 있는 메뉴 시스템입니다.

이 예제에서는 Tree Menu와 Icon Menu를 주로 이용하도록 합니다.

Main Menu

Tree Menu

Icon Menu

Context Menu

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2-3 좌표계와그리드

midas Gen은 전체좌표계(GCS, Global Coordinate System)와 요소좌표계(ECS, Element

Coordinate System) 이외에 입력의 편의를 위해 절점좌표계(NCS, Node local Coordinate

S y s t e m )와 사용자좌표계 ( U C S , U s e r C o o r d i n a t e S y s t e m ) 를 제공하고

있습니다.

GCS는사용자가구조물의 전체 기하형상을 정의하는데 사용되는기본좌표계입니다.

ECS는 요소의 특성을 반영하고 해석결과 확인의 편의를 위해 개개의 요소에

부여되는 좌표계입니다.

NCS는 트러스요소, 인장력 전담요소, 압축력 전담요소 또는 보요소와 연결된 임의의

절점에 특정방향으로 경계조건(local boundary condition)이나 강제변위를 부여하는데

사용됩니다.

UCS는 사용자가 구조물의 형상적 배치 특성을 고려하여, 모델링작업에 용이 하도록

GCS상에 추가로 설정하는 좌표계를 말합니다.

입력된 절점과 그리드 및 마우스커서 위치의 좌표값은 UCS와 GCS에 대해서

status bar(그림 1.2 )에 표시됩니다.

일반적으로 실무에서 접하게 되는 구조물은 복잡한 3차원 형상을 가지고 있기 때문에,

기본적인 형상데이터를 입력하는 모델링의 초기단계에서는 2차원 평면으로

설정하여 작업하는 것이 편리합니다.

특히, 복잡한 평면 모델이 포함되는 구조물의 경우는 해당평면을 UCS의 x-y 평면으로

설정하고, point grid 또는 line grid을 배치한 다음 스냅 기능과 연계 하여 사용하면

대단히 효과적입니다.

모든 대화상자에서 GCS는

대문자 (X, Y, Z), UCS및

ECS는 소문자 (x, y, z) 로

표기합니다..

midas Gen에서는 별도로

UCS를 설정하지 않으면

U C S 가 G C S 와 일 치

하는 것으로 간주합니다.

그리고 Grid는 UCS의 x-y

평면에 자동배치 됩니다.

11


1. Main Manu에서 Structure > UCS > X- Z Plane 클릭

2. Origin 입력란에 ‘0, 0, 0’ 확인

3. Angle 입력란에 ‘0’ 확인

4. 버튼 클릭

Toggle on


이 구조물의 경우는 형상이 단순하기 때문에 그리드 기능의 도움 없이도 절점을

입력하고 그 절점을 이용하여 요소를 배치할 수 있지만, 사용자 좌표계와 그리드의

개념을 이해하기 위해 이 기능들을 이용하도록 합니다.

구조물의 열(그림 1.1 참조)에 위치한 3개의 기둥과 2개의 보를 입력하기 위해 우선

X – Z(또는 Tree Menu의 Menu 탭에서 Geometry > User Coordinate System >X - Z Plane)

기능을이용하여 ①평면(GCS X-Z평면)을 UCS의 x-y평면으로설정합니다.

버튼을

클릭하면 적용된 사용자

좌표계를 저장하며 필요

할 때 재호출하여 쉽게

적용할 수 있습니다.

여러 가지의 UCS를 번갈

아 적용하는 경우 대단히

편리합니다.

그림 1.3 사용자 좌표계 지정

12


1. Icon Menu에서 Front View 클릭

2. Icon Menu에서 Point Grid Snap 클릭(toggle on)

3. Main Manu에서 View > Grids/Snap > Snap

> Line Grid Snap, Snap All 클릭(toggle off)


midas Gen이 최초 기동

될 때, 사용자 편의를 위

해 그리드 스냅 기능이

자동으로 적용된다. 따라

서, 이미 toggle on 상태가

되어 있으면 추가로 클릭

할 필요는 없습니다.

모델링의 편의를 위해 UCS x-y평면에 1m 간격의 point grid를 다음과 같이 배치합니다.

1. Main Manu에서 Structure > UCS/Plan > Grids > Define Point Grid 클릭

2. dx, dy 입력란에 ‘1, 1’ 입력

3. 버튼 클릭

그림 1. 4 점 그리드 설정

현재 화면의 view point는 Iso View로 설정되어 있으므로 입력편의를 위해 point

grid의 가로, 세로방향이 모델 윈도우와 일치하도록 Front View ( 또는 Main Menu

의 View > Dynamic View > View Point > Front (-Y) )로 전환합니다. 그리고 요소의

입력시 마우스커서의 클릭 포인트가 인접한 point grid상으로 자동설정 되도록

Point Grid Snap을 적용합니다.

3. 부재재질 및 단면데이터 입력3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

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1. Tree Menu에서 Properties > Material > Material Properties 선택

2. 그림 1.5에서 버튼 클릭

3. General의 Material ID 입력란에 ‘1’ 확인(그림 1.6 참조)

4. Type 선택란에서 ‘Steel’ 확인

5. Steel의 Standard 선택란에서 ‘KS(S)’ 확인

6. DB 선택란에서 ‘SS400’ 선택

7. 버튼 클릭

8. Properties 대화상자 상부(그림 1.5의)의 Section 탭 선택

9. 버튼 클릭

10. Section 대화상자 상부(그림 1.7의)의 DB/User 탭 확인

11. Section ID 입력란에서 ‘1’ 확인

12. 단면형태 선택란에서 ‘H - Section’ 확인

13. DB 선택란에서 ‘KS’ 확인

14. Sect. Name 선택란에서 ‘H 200 200 8/12’ 선택

15. 버튼 클릭

16. Section ID 입력란에서 ‘2’ 확인

17. Sect. Name 선택란에서 키보드로 ‘H 4’(blank)입력

18. 버튼 클릭

19. 그림 1.5의 Properties 대화상자에서 버튼 클릭


예제모델에 사용된 구조부재의 재질과 단면을 다음과 같이 가정합니다.

재질번호 1 : SS400

단면번호 1 : H 200 200 8/12 - 기둥

2 : H 400 200 8/13 - 보

단면 데이터는 MainMenu

에서 Properties > Section >

Section Properties으로 입

력가능 합니다.

버튼은 입력

된 내용을 수행하고, 대화

상자를 종료합니다.

버튼은 입력

내용을 수행 한 후 대화

상자가 대기하므로 여러

개의 단면을 연속적으로

입력할 때 적합합니다.

15


버튼을 선택하면 해당 단

면의 강성 데이터를 확인

할 수 있습니다.

그림 1.5 단면성질 대화상자

그림 1.6 재질 데이터 입력

그림 1.7 단면 데이터 입력


4. 절점 및 요소를 사용한 구조모델링3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

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1. Icon Menu에서 Hidden 클릭(toggle on)

2. Icon Menu에서 Display를 클릭한 후 Node 탭에서 Node Number,

Element 탭에서 Element Number에 ‘’표시

(또는, Icon Menu에서 Display Node Number, Display Element Number

클릭(toggle on) )

3. 버튼 클릭

Toggle on

구조부재를 입력하기 전에 부재의 입력상태를 단면형상과 같이 확인할 수 있도록

Hidden(또는 Main Menu의 View > Rinder View > Hidden)기능을 적용합니다. 만약

Hidden이 toggle off 상태에 있으면 부재가 단면형상 없이 선(wire frame)으로만

표현됩니다.

생성되는 절점과 요소의 번호를 확인할 수 있도록 Display Node Number와

Display Element Number를 선택합니다.

보요소(beam element)를 이용하여 A열 (그림 1.1 참조) 에 위치한 기둥과 보를 입력합니다.

1. Main Menu에서 Node/Element > Elements > Create Elements 클릭

2. Element Type 선택란에서 ‘General beam/Tapered beam’ 확인

3. Material Name 선택란에서 ‘1 : SS400’ 확인

4. Section Name 선택란에서 ‘1 : H 200 200 8/12’ 확인

5. Beta Angle 선택란에서 ‘90’ 선택(해설 1 참조).

6. 화면하단(status bar)의 UCS 좌표를 참조하여 (0, 0, 0)과 (0, 3, 0) 위치를

순차적 으로 지정하여 요소 1을 생성

7. UCS 기준으로 (5, 0, 0)위치와 (5, 3, 0)위치를 순차적으로 지정하여

요소 2를 생성.

8. UCS 기준으로 (10, 0, 0)위치와 (10, 3, 0)위치를 순차적으로 지정하여

요소 3을 생성

Icon Menu의 Display

Option을 클릭하여 label의

크기와 font를 조절할 수

있습니다 .

Nodal Connectivity 입력란

에 좌표나 거리를 입력 할

경우 절점번호를 ‘,’ 또는

‘ ’(blank)로 구분하여 입력



18



9. Icon Menu에서 Zoom Fit 클릭

10. Section Name 선택란에서 ‘2 : H 400 200 8/13’ 선택

11. Beta Angle 선택란에서 ‘0’ 선택

12. Intersect 선택란에서 Node와 Elem에 ‘’표시 확인

13. 절점 2와 6을 마우스커서로 순차적으로 지정하여 요소 4, 5 생성

Intersect 선택란의 Node와

Elem에 ‘’표시하면 생성

될 요소상에 기존의 절점

이 있거나 기존요소 와 교

차될 경우 해당 위치에서

요소가 자동 분할됩니다.

Main Menu의 Structure >

Type > Structure Type을 선

택하여 Align Top of Beam

Section to Floor(X-Y Plane

) for Panel Zone Effect/Dis

play에 ‘’표시를 하면 그

림 1.8의 (처럼 보와 기둥

의 끝단이 일치됩니다.

Auto Fitting 버튼을 먼

저 toggle on하면 프로그램

에서 자동으로 scale을 조

정하여 신규 생성된 요소

를 포함한 전체 모델의 화

면을 볼 수 있기 때문에

매번 Zoom Fit를 클릭

하는 번거로움을 피할 수

있습니다.

Reference Point는 요소좌

표계 z축의 연장선상에 있

는 임의의 점의 좌표를 입

력하여 beta angle을 자동

계산하는 기능입니다.

해설 1

Beta angle이란 보요소 또는 트러스요소의 단면배치 방향을 지정하는 각도(degree)입니다.

단면이 H-Section인 경우 기둥부재(GCS Z축과 평행한 부재)는 web 방향이 GCS X축과

평행하도록 프로그램에서 초기 설정되어 있기 때문에 이 예제와 같이 web 방향이 GCS Y축과

평행할 때에는 90º만큼 회전시켜야 합니다. 그리고 보부재(기둥부재를 제외한 모든 보요소 및

트러스요소)는 web 방향이 이 예제와 마찬가지로 GCS Z축에 평행하도록 자동배치되기 때문에

beta angle은 0º가 됩니다. (자세한 사항은 On-line Manual 참조)

그림 1.8 2차원 프레임 생성

19


구조물A열(그림 1.1 참조)에 입력된 요소들을 복제하여 B열의 요소들을 생성합니다.

2차원 상태에서 평면모델을 입력하고 추가로 3차원 모델을 생성할 때에는 Iso View

상태에서 입력하는 것이 편리하기 때문에 좌표계를 GCS로 전환하고 View Point도

Iso View를 선택합니다.

복제대상요소를 지정하기 위해 Select All (또는 Main Menu의 View > Select > Select >

Select All )을 클릭한 후 Translate Elements 기능으로 요소를 복제합니다.

midas Gen에서는 현재 모델링 기능에서 다른 기능으로 전환할 때 Main Menu나 Tree

Menu를 이용할 수도 있지만, 서로 연관성이 있는 기능(예: Create Elements, Translate

Elements 등)의 경우는 기능목록표(그림 1.9의 )를 이용하여 바로 전환이

가능합니다.

적용대상이 다르거나 연관성이 작은 기능의 경우는 Model Entity 탭(그림 1.9 의

Node, Element, Boun..., Mass, Load)을 이용하면 더욱 편리하게 사용 할 수 있습니다.

1. Main Menu에서 View > Grids/Snap > UCS/GCS > GCS 클릭

2. Icon Menu에서 Iso View 클릭

3. Icon Menu에서 Select All 클릭

4. 기능목록표(그림 1.9의)에서 Translate Elements 선택

5. Mode에서 ‘Copy’ 확인

6. Translation에서 ‘Equal Distance’ 확인

7. dx, dy, dz 입력란에 ‘0, 6, 0’ 입력 (해설 2 참조)

8. Number of Times 입력란에서 ‘1’ 확인

9. Icon Menu에서 Auto Fitting 클릭

10. 버튼 클릭

Toggle on

GCS로 전환하면 grid point

의 위치는 자동으로 GCS

원점의 X-Y 평면 으로 배

치됩니다.

Iso View에서 입력 작

업을 할 경우, Point Grid S

nap이 켜져 있으면 마우스

로 지정한 절점이 사용자

의 의도와는 달리 주변의

grid point로 지정 될 수 있

습니다. 따라서 Grid Snap

이 필요하지 않은 경우에

는 toggle off 하고 Node 또

는 Element Snap을 이용하

여 입력하는 것이 바람직

합니다.

dx, dy, dz를 키보드로 직

접 입력하는 대신 mouse

editor 기능을 이용하여

이동복제거리와 방향을

마우스커서로 자동입력


(그림 1.9의)


20


그림 1.9 에서

: 동종기능

호출기능목록표

: Model Entity 탭

dx, dy, dz는 UCS 기준으

로 입력해야 하며 UCS가

별도로 설정되지 않은

경우에는 GCS와 동일한

것으로 간주합니다.

Snap된 절점이나 요소의

속성을 보여주는 Dynamic

Query기능은 그림 1.9의

에서 버튼을 Toggle

off하면해제됩니다.

Dynamic Query 기능으로

확인할 수 있는 속성은

다음과같습니다.

절점번호, 좌표

요소번호, 요소종류

재질/단면/두께번호

Beta Angle

연결된절점번호

요소길이/면적/체적


해설 2

복제거리 입력란에는 Mouse Editor 기능이 적용됩니다. Mouse Editor란 사용자가 키보드를

이용해 입력란에 좌표나 거리를 직접 입력하는 작업을 대신하여 마우스커서로 모델윈도우상의

임의의 점을 클릭하여 좌표나 거리를 자동 입력하는 기능입니다. 만약 Mouse Editor 기능이

실행되지 않을 때에는 해당입력란을 마우스로 한번 클릭하여 바탕을 연녹색으로 반전시킨 후

다시 실행합니다.

그림 1.9 2차원 프레임 복제

21


1. 마우스커서로 요소 4와 9의 중앙위치를 연결하여 요소 14 생성

2. Select Single을 클릭하고 요소 14를 선택

3. Model Entity 탭(그림 1.10의)에서 Boundary 선택

4. 기능목록표에서 Beam End Release 선택

5. 버튼을 클릭하고 버튼 클릭

구조물의 1, 2, 3열(그림 1.1 참조)의 거더를 입력합니다.

기능목록표에서 Create Elements를 선택하여 요소를 생성합니다. 이때 절점과 그리드

와 의 혼돈을 피하기 위해 Point Grid 와 Point Grid Snap 기능을 toggle off 상태

로 전환하는 것이 바람직합니다.

1. Icon Menu에서 Point Grid, Point Grid Snap 클릭(toggle off)

2. 기능목록표(그림 1.10의)에서 Create Elements 선택

3. Element Type 선택란에서 ‘General beam/Tapered beam’ 확인

4. Material Name 선택란에서 ‘1 : SS400’ 확인

5. Section Name 선택란에서 ‘2 : H 400 200 8/13’ 확인

6. Beta Angle 선택란에서 ‘0’ 확인

7. 마우스커서로 절점 2와 8을 연결하여 요소 11 생성

8. 마우스커서로 절점 4와 10을 연결하여 요소 12 생성

9. 마우스커서로 절점 6과 12를 연결하여 요소 13 생성

Toggle on

다음은 요소 11과 12 사이에 작은 보를 입력합니다. Element Snap 기능을 이용하면

절점을 입력하는 과정을 생략하고 바로 요소를 생성할 수 있습니다.

작은 보의 단부에 beam end release 조건을 부여하고, 우측 스팬으로 복제 합니다.

요소 복제시에는 복제대상요소에 부여되어 있는 경계조건(beam end release)까지

동시에 복제되도록 하면, 후속작업을 줄일 수 있으므로 대단히 효과적입니다.

Display Node Number

를 사용하지 않더라도

Dynamic Query (그림 1.10

) 기능을 이용하면

스냅된 절점의 속성을

쉽게확인할수있습니다.

midas Gen은 요소 중앙

위치뿐 아니라 요소내의

임의 위치에 대해서도 화

면 하단의 임의위치 스냅

기능 (그림 1.10의 )을

이용하여 마우스가 스냅

되도록 할 수 있습니다.


22


6. Model Entity 탭(그림 1.10의)에서 Element 선택

7. 기능목록표에서 Translate Elements 선택

8. Mode에 ‘Copy’ 확인

9. Equal Distance의 dx, dy, dz 입력란을 마우스로 1회 클릭

10. 마우스로 절점 14와 요소 10의 중간위치를 순서대로 지정하여 ‘5, 0, 0’

자동입력

11. Intersect의 Node와 Element에 ‘’ 표시

12. Copy Element Attributes에 ‘’ 표시 후 우측의 버튼 클릭

13. Boundaries의 Beam Release에 ‘’ 표시 확인

14. Copy Element Attributes 대화상자의 버튼 클릭

15. Shrink 클릭

16. Select Previous를 클릭하여 요소 14 선택

17. Translate Elements Dialog Bar의 버튼 클릭

18. Display 클릭

19. 기능호출용 탭(그림 1.10 )에서 Boundary 선택

20. Beam End Release Symbol에 ‘’ 표시하고 버튼 클릭

그림 1.10 거더와 작은 보의 입력

Shrink 기능을 이용하

면 요소 절점의 연결상태

를 쉽게 확인할 수 있습

니다.

기능목록표 우측의

버튼이나 Main Menu의

Node/Element > Nodes > N

odes Table 또는 Node/Ele

ment >Elements > Elements

Table을 이용하여 절점과

요소들의 입력사항을 확

인 할 수 있으며 수정도

가능합니다.


5. 구조물 지지조건 입력3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

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1. Display 대화상자의 Beam End Release Symbol에 ‘’ 표시 해제

2. 버튼 클릭

3. Shrink 클릭(toggle off)

4. Icon Menu에서 Select by Plane 클릭

5. ‘XY Plane’ 선택

6. 6개 기둥의 하단부 중 한 절점을 마우스로 지정

7. 버튼 클릭

구조물형상에 대한 입력작업이 완료되면 6개 기둥 하단부에 지지조건을 입력합니다.

이 예제에서는 기둥하부가 고정 ( 6개 방향에 대해 자유도 구속 ) 된 것으로

가정합니다.

지지조건을 입력하기 전에 대상 절점을 지정하기 위해 6개 기둥의 하단부가 위치한

바닥평면을 Select by Plane ( 또는 Main Menu에서 View > Select > Select >

Plane…)기능으로 선택합니다

지지조건을 입력하기 위해 해당 기능을 호출합니다.

1. Model Entity 탭(그림 1.11의)에서 Boundary 선택

2. 기능목록표에서 Supports 선택

3. Options 선택란에서 ‘Add’ 확인

4. Support Type(Local Direction) 선택란에서 D-ALL 및 R-ALL에 ‘’ 표시

5. 버튼 클릭


25


midas Gen은 사용자의 편

의를 위해 다양한 형태의

선택기능을 제공합니다.

Select Identity-Nodes

Select Identity-Elements

Select Single

Select by Window

Select by Polygon

Select by Intersect

Select by Plane

Select by Volume

Select All

Select Previous

Select Recent -Entities

그림 1.11 구조물 지지조건의 입력


6. 각종 하중 입력3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

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1. Model Entity 탭(그림 1.11의)에서 Load 선택

2. Load Case Name 선택란 우측의 버튼 클릭

3. 그림 1.12과 같이 Static Load Cases 대화상자의 Name 입력란에 ‘DL’ 입력

4. Type 선택란에서 ‘Dead Load(D)’ 선택

5. Description 입력란에 ‘Floor Dead Load’ 입력

6. 버튼 클릭

7. Static Load Cases 대화상자에 나머지 하중조건을 그림 1.12과 동일하게 입력

8. 버튼 클릭

6-1 하중조건설정

하중을 입력하기 전에 하중조건(load cases)을 설정합니다.

Model Entity 탭(그림 1.11의)에서 Load를 선택하여 하중입력상태로 전환합니다.

하중조건을 설정하기 위해 Load Case Name 선택란 우측의 버튼 (또는 MainMenu

에서 Load > Create Load Cases > Static Load Cases ) 을 클릭하여 Static Load Cases

대화상자를 호출한 다음 아래와 같이 하중조건을 입력합니다.

Type 선택란을 1회 클릭

하고 키보드로 “D”를 입력

하 면 Load Type 에 서

“Dead Load (D)”가 선택됩

니다. 적재하중과 풍하중

도 “L”이나 “W” 등 첫머리

의 글자만 키보드로 입력

하여 쉽게 선택할 수 있습

니다.

풍 하 중 지 정 시 “ Wind

Load on Structure(W)” 와

“Wind Load on Live Load

(WL)”를 혼동하지 않도록

주의해야 합니다.

※ Type 선택란에서 선택된 하중종류 ( Dead Load, Live Load, Snow Load, ... 등 ) 는

후처리 모드에서 지정된 설계기준에 따라 하중조합조건을 자동으로 생성할 때

참조한다.

그림 1.12 하중조건


28


1. 기능목록표에서 Self Weight 확인

2. Load Case Name에 ‘DL’ 확인

3. Self Weight Factor의 Z에 ‘-1’ 입력

4. 버튼 클릭

6-2 자중의입력

모델에 포함된 요소들의 자중을 고정하중으로 입력합니다.

그림 1.14 Floor load type의 정의

그림 1.13 자중의 입력


29


6-3 바닥하중입력

중력방향 하중을 입력하기 위해 기능목록표에서 Assign Floor Loads를 선택합니다.

floor load를 입력하기 위해서는 먼저 floor load type을 정의하고 하중을 입력할 영역

을 지정합니다.

1. 기능목록표(그림 1.15의)에서 Assign Floor Loads 선택

2. Load Type 선택란 우측의 버튼 클릭

3. Name 입력란에 ‘Office Room’ 입력

4. Description 입력란에 ‘2nd Floor’ 입력

5. Load Case 1.선택란에서 ‘DL’선택한 후 우측 Floor Load 입력란에 ‘- 5.0’ 입력

6. Load Case 2.선택란에서 ‘LL’ 선택한 후 우측 Floor Load 입력란에 ‘- 2.5’ 입력

7. 버튼 클릭

8. 버튼 클릭

9. Load Type 선택란에서 ‘Office Room’ 선택

10. Distribution Type 선택란에서 ‘Two Way’ 확인

11. Nodes Defining Loading Area 입력란을 마우스로 한번 클릭하면

바탕색이 연 녹색으로 변화됩니다. 이때 모델 윈도우에서 하중 재하영역의

꼭지점의 절점들 (절점 2, 6, 12, 8, 2 ) 을마우스로 순차적으로 지정

Description란은 입력하지

않아도 됩니다.

화면에서 절점의 위치를

확인하고자 할 때에는

Query > Query Nodes에서

찾고자 하는 절점번호를

입력하고 Enter를 치면 화

면에 절점의 위치가 표시

되고 message window에

절점 좌표가 표시됩니다.

화면하단의 Status bar에는

현재 스냅된 절점 또는

요소의 번호가 출력됩니

다.

그림 1.15 바닥하중 입력

Display Option의 Size

탭에서 Label Symbol의

Size를 조정하면 display된

하중 label의 크기가 조절

됩니다.


30


6-4 절점하중입력

X 방향 풍하중 (하중조건 3) 을 절점에 작용하는 집중하중으로 입력합니다.

1. 기능목록표(그림 1.16의)에서 Nodal Loads 선택

2. Icon Menu에서 Hidden 클릭(toggle off)

3. Icon Menu에서 Select by Window 클릭(toggle on)

4. 마우스커서로 집중하중을 입력할 절점 2와 8을 선택

5. Load Case Name 선택란에서 ‘WX’ 선택


7. FX 입력란에 ‘100’ 입력

8. 버튼 클릭

Toggle on

절점이 선택되면 해당 절

점의 색상이 변하고 그림

1.16 의 절점 선택창에

절점 2와 8이 자동입력된

것을 확인할 수 있습니다.

그림 1.16 X 방향 풍하중 입력


31


1. Icon Menu에서 Select by Plane 클릭

2. ‘XZ Plane’ 선택

3. 마우스커서로 A열(그림 1.17 참조)의 한 절점을 지정

4. 버튼 클릭

5. 기능목록표(그림 1.17의)에서 Element Beam Loads 선택

6. Load Case Name 선택란에서 ‘WY’ 선택


8. Load Type 선택란에서 ‘Uniform Loads’ 확인

9. Direction 선택란에서 ‘Global Y ’ 선택

10. Projection 선택란에서 ‘No’ 확인

11. w 입력란에 ‘10’ 입력

12. 버튼 클릭

6-5 등분포하중입력

Y 방향 풍하중(하중조건 4)은 Element Beam Loads로 입력합니다.

3Points기능을 이용해서

A평면상의 3개의 절점을

지정하여 해당 평면을

선택할 수도 있습니다.

그림 1.17 Y 방향 풍하중 입력

임의의 요소들을 선택한

후 Query > Element Detail

Table을 실행하면 요소에

입력된 모든 데이터를 확

인할 수 있습니다.

Element Detail Table 은

하중의 중복입력 등의

모델링 오류를 검토하는

데 매우 편리합니다.


32


midas Gen에서는 사용자

가 설정한 Display 항목과

무관하게, 최근 입력내용

의 label 을 자 동 으 로

display하여 입력내용의

확인이 용이하도록 하였

습니다 . 이렇게 표현된

label은 다음단계의 입력

내용이 실행되거나, 별도

의 display 조작이 수반되

면 자동으로 모델윈도우

에서 삭제됩니다.

모델해석에앞서 모델링시 지정된 Display상태를다음 절차에 따라 해제합니다.

1. Icon Menu에서 Display를 클릭한 후 Node 탭을 선택하여 Node Number에

‘’ 표시 해제(또는 클릭(toggle off))

2. Element 탭을 선택한 후 Element Number에 ‘’ 표시 해제

( 또는 클릭 (toggle off)).

3. 버튼 클릭

4. Element Beam Loads dialog의 버튼 클릭

5. Tree Menu의 Works 탭 선택


Works Tree에서는 지금까지 입력된 모델 데이터가 항목별로 정리되어 있어서

모델링의 진행상황을 한 눈에 확인할 수 있습니다.

또한 데이터의 속성을 수정하거나 할당된 속성을 변경하려는 경우는 Works Tree의

Context Menu와 Drag & Drop 방식의 모델 데이터 수정기능을 이용하면 대단히

편리합니다. 여기에서는 기둥의 단면치수를 변경하는 절차를 간단히 설명합니다.

1. Hidden 클릭(toggle on)

2. Works Tree의 Properties > Section에서 ‘1: H 200 200 8/12’ 항목에

위치시킨 후, 우측버튼을 클릭하여 ‘Properties’ 선택

3. Sect. Name 입력란을 마우스로 1회 클릭하고, ‘H 3’ 입력

4. 버튼 클릭

Works Tree의 context Menu

에서는 지정된 속성의

Assign, Select, Activity,

Delete 그리고 속성의 변

경을 수행할 수 있습니다.

33


단면데이터를 수정하면

모델 윈도우에 변경된 단

면의 크기가 반영되어

display됩니다.

그림 1.18 Works Tree를 이용한 단면데이터의 수정


34


1. Works Tree의 Properties > Section에서 ‘2: H 400 200 8/13’ 항목을

더블클릭하여 보요소 선택

2. Section에서 ‘1: H 300 150 6.5/9’를 지정한 상태로 마우스를

Modeling View Window까지 Drag

3. Modeling View Window의 보 치수가 수정되는 것을 확인

4. Fast Query 기능을 이용하여 11번 요소의 단면번호가 ‘1’로 수정된 것을 확인

5. Undo 우측의 Undo List 클릭

6. ‘5. Modify Section’을 지정하여 1~5번 항목을 모두 선택

7. 버튼 클릭

그림 1.19 Drag & Drop 방식의 모델 수정

Drag

Drop

다음은 Works Tree가 제공하는 최신의 모델링기능인 Drag & Drop 방식의 모델

데이터 수정방법을 설명합니다.

단면번호 2번 항목이 푸

른색으로 변경되는 것은

해당속성이 어느 요소에

도 할당되지 않았음을

의미합니다.


7. 구조해석 수행3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

36


입력된 하중조건으로 모델을 해석하기 위해 Main Menu의 Analysis > Perform >

Perform Analysis 를 선택합니다.

본 예제에서는 선형정적해석 (linear static analysis) 만을 수행하므로 별도의 다른

해석데이터는 필요하지 않습니다.

구조해석이 시작되면 그림 1.20와 같이 화면중앙에 구조해석이 수행되고 있음을

알려주는 대화상자가 나타나고, 화면 하부(그림 1.20의 )의 Message Window에

요소강성행렬의 구성과 조합과정을 포함한 전 해석과정이 단계별로 나타납니다.

해석작업이 완료되면 총 해석 소요시간이 Message Window에 표시되고, 화면 중앙의

창이 사라집니다.

그림 1.20 구조해석 수행과정

7. 구조해석 수행

8. 해설결과 검토 및 분석3D – 2Bay Frame

midas Gen 2015

38


8-1 Mode

midas Gen은 프로그램의 효율성과 사용자의 편의를 위해 프로그램 환경체계를

전처리 모드(preprocessing mode)와 후처리 모드(post-processing mode)로 구분하고

있습니다.

모델링작업에 수반되는 모든 입력작업은 전처리 모드에서만 가능하고, 반력변위

부재력응력 해석결과에 대한 분석작업은 후처리 모드에서 수행되도록 설정되어

있습니다.

해석과정에서 구조해석이 오류 없이 완료되면, mode 환경이 전처리 모드에서 후처리

모드로 자동 전환됩니다. 모델링 과정에서 입력된 사항을 다시 확인하거나 일부

데이터를 수정, 변경하기 위해 post-processing mode에서 preprocessing mode로 전환할

경우 Icon Menu의 Preprocessing Mode를 클릭합니다.

midas Gen은 선형 정적해석 결과에 대한 확인작업(verification)을 위해 다음과 같은

후처리 기능을 제공하고 있습니다.

해석작업이 완료된 후 후

처리 모드에서 전처리 모

드로 전환하여 입력사항

을 수정, 변경하면 기존에

해석된 내용들이 삭제되

므로 주의가 필요합니다.

하중조합(Load Combinations) 및 그룹화한 하중조합 조건들에서

최대/ 최소값 추출(Envelop)

반력 확인, 검색(Search) 기능 및 반력도(Reaction Plots) 제공

변위 확인,검색기능 및 변형도(Deformed Shape, Displacement Contour) 제공

부재력도(Element Forces Contour, BMD, SFD) 제공

응력도(Element Stresses Contour) 제공

보요소의 상세해석 결과(Beam Detail Analysis) 제공

개별요소의 해석결과 요약(Element Detail Results) 제공

판형요소나 입체요소의 절점력으로부터 임의 방향의 부재력 산출

(Local Direction Force Sum)제공

반력, 변위, 부재력, 응력 등 해석결과에 대해 spread sheet 형식의 table제공

구조해석의 결과를 사용자의 의도대로 조합하거나 요약한 text output 제공


39


1. Main Menu에서 Results > Combination > Load Combination 선택

2. Steel Design 탭 선택

3. Load Combination List의 Name 입력란에 ‘LCB1’(하중조합조건 1) 입력

4. Active탭에서 Strength/Stress 선택

5. Description 입력란에 ‘1.0 DL + 1.0 LL’ 입력

6. 우측 Loadcases and Factors에서 Load Case 선택란을 마우스로 클릭한 후

버튼을 이용하여 ‘DL(ST) | Floor Dead Load’ 선택

7. Factor 입력란에 ‘1.0’ 입력

8. Load Case입력란의 두번째 줄에서 ‘LL(ST) | Floor Live Load’ 선택

9. Load Combination List의 두번째 줄 Name 입력란에 ‘LCB2’ 입력

10. Active탭에서 Strength/Stress 선택

11. Description 입력란에 ‘1.2 DL + 0.5 LL+1.3WY’ 입력

12. Loadcases and Factors에서 Load Cases 선택란에 ‘DL(ST)’선택

13. Factor 입력란에 ‘1.2’ 입력

14. 동일한 요령으로 ‘LL(ST)’와 ‘WY(ST)’에 Factor ‘0.5’와 ‘1.3’입력

15. 버튼 클릭

8-2 하중조합

구조해석 과정에서는 전처리 단계에서 입력한 ‘DL’ ‘LL’, ‘WX’, ‘WY’의 4가지

단위하중조건에 대해 정적 해석을 수행하였습니다 .여기서는 해석된 4가지

하중조건을 선형조합(linear load combination)하는 방법에 대해 알아봅니다.

midas Gen은 하중조합조건을 입력단계에서 미리 정의할 필요없이 후처리 단계에서

입력할 수 있도록 설계되었습니다.

후처리 단계에서 원하는 하중조합조건을 입력하면 각 단위하중 조건별 해석결과가

선형조합과정을 거쳐 출력되기 때문에 보다 효율적입니다.

이 예제에서는 다음과 같이 간단한 2개의 하중조합조건만을 입력해서 결과를 확인해

보도록 합니다. 이 하중조합은 구조물의 실제 조건과는 무관하게 임의로 선정한

것입니다.

하중조합조건 1(LCB 1) : 1.0 DL + 1.0 LL

하중조합조건 2(LCB 2) : 1.2 DL + 0.5LL+ 1.3 WY

하중조합조건은 Main Menu의 Results > Combination > Load Combination에서

하중조합 대화상자 (그림 1.21)를 호출하여 입력합니다.

설계기준을 선택하여 구

조 설계에 필요한 하중조

합조건을 자동생성 할 수

있습니다.

여기서 ST는 정적하중

(static)을 의미합니다.

Factor 입력란에 초기값으

로 이미 ‘1.0’이 설정되어

있으므로 이 단계를 생략

하고 6단계를 수행하면

1.0이 factor로 적용됩니다.


40


Table에서 데이터를 입력

하는 경우, 수정중임을 표

시하는 기호(그림 1.21의

)가 제거되어야 입력이

완료된 것이다. 다른 위치

의 cell을 지정하여 수정중

표시가 삭제되도록 한 후,

버튼을 클릭합니다.

.

그림 1.21 하중조합 조건


41


1. Icon Menu에서 Hidden 클릭(toggle on)

2. Tree Menu의 Menu탭에서Results > Reactions >Reaction Forces/Moments선택

3. Load Cases/Combinations 선택란에서 ‘CBS:LCB1’(하중조합조건 1) 선택

4. Components 선택란에서 ‘FZ’ 선택

5. Type of Display 선택란의 Values와 Legend에 ‘’ 표시

6. 버튼 클릭

8-3 반력확인

모델의 모든 지지점에서 해석결과 발생된 반력을 확인하기 위해 Tree Menu에서

Results > Reactions > Reaction Forces / Moments ( 또는 Main Menu에서 Results > Results

> Reactions > Reaction Forces / Moments ) 순으로 선택하고 다음과 같이 각종

선택사항을 입력 합니다.

그림 1.22 지점 반력

여기서 CBS는 Steel Design

탭에서 작성한 하중조합

조건(combination)을 의미

합니다.

Components의 Local

(if defined)을 선택하면, 절

점에 Node Local Axis가

부여되어 있는 경우 절점

반력을 local 축방향으로

출력합니다.

Type of Display Values 우

측에 있는 버튼을 클릭

하면 화면에 출력되는 반

력의 자릿수를 조절 할 수

있다. 적색으로 표현된 부

분이 최대 반력이 발생하

는 지점입니다.


42


본 예제에서 다루는 모델은 형태가 단순하기 때문에 전체 모델상에서 반력의 확인이

쉽습니다. 그러나 기하형상이 복잡한 모델의 경우에는 전체 모델상에서 반력의 확인

이 쉽지 않기 때문에 특정 위치만을 선택하여 반력을 확인할 필요가 있습니다.

이번 단계에서는 특정위치에서 지점 반력을 선택적으로 확인하는 방법에 대해

알아보도록 합니다.

특정위치의 절점을 선택하기 쉽도록 Display Node Number를 클릭하여 화면에

절점번호가 표시되도록 합니다.

1. 기능목록표(그림 1.23의)에서 Search Reaction Forces/ Moments 선택

2. Icon Menu에서 Display Node Number 클릭(toggle on)

3. Node Number 입력란을 마우스로 1회 클릭

4. 마우스로 절점 1과 3 지정마우스로 원하는 절점을

클릭하면 message window

에 해당 절점에서 구속된

6개 자유도의 반력값이 모

두 출력됩니다.

(그림 1.23 )

그림 1.23 특정지점 반력의 확인


43


1. Main Menu에서 Results > Tables > Results Tables > Reaction를 선택

2. Records Activation Dialog 대화상자에서 DL(ST)를 클릭하여 선택

3. 버튼 클릭

4. Result-[Reaction] table window에서 [Ctrl] key를 누른 상태에서

Node, FX, FY, FZ 출력란을 마우스로 각각 드래그하여 선택

5. 마우스의 오른쪽버튼을 클릭하여 Show Graph 선택

6. Graph Type 선택란에서 ‘Web Chart’ 선택

7. X Label(Index) 선택란에서 ‘Node’ 확인

8. 버튼 클릭

9. Table Graph View window의 최대화 버튼( )클릭

지금까지 특정 지지점의 반력을 마우스를 사용하여 확인하는 방법을 소개

하였습니다. 이제 각각의 지점 반력들을 확인하고 이를 그래프로 표현하는 방법에

대해서 알아보도록 합니다.

그림 1.24 지점 반력의 그래프(web chart)


44


1. 그림 1.24 의 닫기 버튼( )을 클릭하여 Table Graph View와

Result-[Reaction] 창 종료

2. Icon Menu에서 Display Node Number 클릭(toggle off)

3. 기능호출용 탭(그림 1.25의)에서 Deformations 선택

4. 기능목록표에서 Deformed Shape 선택

5. Load Cases / Combinations 선택란에서 ‘ST:DL’ 선택

6. Components 선택란에서 ‘DXYZ’ 확인

7. Type of Display 선택란에서 Deform, Undeformed, Values, Legend에 ‘’표시

8. 버튼 클릭

9. Type of Display 선택란에서 Deform 우측에 위치한 버튼 클릭

10. Deformation 선택란에서 ‘Real Deform’ 선택

11. 버튼 클릭

8-4 변형도및변위확인

복잡한 구조물의 경우 변형도는 화면에서 wire frame으로 표현될 때 확인이 보다

용이합니다. 하지만 여기서는 Hidden 상태에서 변형도를 확인합니다.

DXYZ

= 2 2 2DX DY DZ

이 상태에서는 절점변위

로만 변형도를 나타냅니

다 .

그림 1.25 변형도 (Deformed shape)

이 상태에서는 부재의 실

제 변형형상을 나타냅니

다. Real Deform을 선택하

면 요소의 길이를 따라가

면서 내부 변형량을 재해

석하기 때문에 Nodal Defo

rm을 선택한 경우보다 많

은 연산 시간이 소요됩니

다. 따라서 요소수가 많은

경우에는 Nodal Deform을

선택하는 것이 보다 효과

적입니다.


45


그림 1.25에서 화면에 나타난 변형의 정도는 우측 Legend의 중앙에 표기 (그림 1.25의

)된 scale factor만큼 변위를 확대하여 나타낸 것입니다. 그러나 각 절점상에 나타난

변위 수치는 실제 변위입니다.

화면상에서 나타난 변형거동을 보다 쉽게 확인하기 위해 변형 정도를 현재 화면보다

5배 확대시킵니다 . 그리고 단위를‘m’에서‘mm’로 변환하여 단위변환에 따른

화면변화의 결과를 확인한 후 단위를 다시‘m’로 환원하는 과정을 익혀봅니다.

1. Load Cases / Combinations 선택란에서 ‘ST:WY’ 선택

2. Type of Display 선택란에서 Deform 우측에 위치한 버튼 클릭

3. Deformation Scale Factor 입력란에 ‘5’ 입력

4. 버튼 클릭

5. 화면하단(그림 1.26의)의 단위변환창에서 을 클릭한 후 ‘mm’선택

그림 1.26 변형도(Deformed shape, scale factor = 5.0)

Type of Display에서 Values

우측의 버튼을 클릭하

면 화면에 표시되는 수치

의 소수점 이하 자리 수를

조절할 수 있다.


46


특정 위치에서 반력을 확인한 것과 동일한 방법으로 특정 위치의 변위도 확인이

가능하며 그 절차는 다음과 같습니다.

1. 기능목록표(그림 1.27의)에서 Search Displacements 선택

2. Node Number 입력란을 마우스로 1회 클릭

3. 마우스로 절점 2, 4, 13 선택.(그림 1.27의참조)

그림 1.27 특정 위치의 변위 확인


47


부재의 변위를 연속적인 등고선도로 표현하는 기능이 Displacement Contour입니다.

변형 정도를 등고선도로 확인하는 절차는 다음과 같습니다.

1. 기능목록표(그림 1.28의)에서 Displacement Contour 선택

2. Load Cases / Combinations 선택란에서 ‘CBS:LCB2’ 선택

3. Components 선택란에서 ‘DXYZ’ 확인

4. Type of Display 선택란의 Contour, Deform, Values, Legend에 ‘’ 표시

5. 버튼 클릭

그림 1.28 변형도(등고선도)

ST : Static Load Case

CB : General 탭

CBS: Steel Design 탭

CBC: Concrete Design 탭

CBF: Footing Design 탭

CBR: SRC Design 탭


48


그림 1.28의 contour 분포를보다 부드럽게 나타내기 위해 색조확산(gradation)처리하는

방법을 알아봅니다.

그리고 모델은 투시도(perspective view) 형태로 나타내어 봅니다.

1. Icon Menu의 Perspective 클릭(toggle on)

2. Type of Display 선택란에서 Contour 우측에 위치한 버튼 클릭

3 . Number of Colors 선택란에서 ‘18’ 선택

4. Contour Fill에서 Gradient Fill에 ‘’ 표시

5. Apply upon OK에 ‘’ 표시 해제

6. 버튼 클릭

7. Deform 우측의 버튼 클릭

8. Deformation Scale Factor에 ‘3’ 입력

9. Deform Type에 Real Deform 선택 후 버튼 클릭

10. 버튼 클릭

그림 1.29 변형도(등고선도– Gradient Fill)

Gradient Fill을 선택하고

windows meta file로 출력

하면 상당히 많은 시간이

소요되므로 가능하면 사

용하지 않는 것이 좋다.


49


8-5 부재력확인

요소에 발생한 부재력을 확인하는 절차를 요소좌표계 y축에 대한 모멘트를 예로

알아봅니다.

1. 그림 1.30 에 위치한 단위 선택버튼 을 클릭한 후 ‘m’ 선택

2. Icon Menu에서 Perspective 클릭(toggle off)

3. 기능호출용 탭(그림 1.30의)에서 Forces 선택

4. 기능목록표에서 Beam Forces / Moments 선택

5. Components 선택란에서 ‘My’ 확인

6. Type of Display 선택란의 Contour, Values, Legend에 ‘’ 표시

7. Values 우측 버튼을 클릭하여 Decimal Points를 ‘1’로 수정

8. 버튼 클릭

9. Output Section Location 선택란의 All에 ‘’ 표시

10. 버튼 클릭

그림 1.30 부재력 등고선도(요소좌표계 y축에 대한 휨모멘트)


50


8-6 전단력및휨모멘트도

전단력과 휨모멘트도(shear force and bending moment diagram)의 도화처리 절차는

거의 유사하므로 여기서는 휨모멘트도의 확인 절차에 대해 알아 봅니다.

1. 기능목록표(그림 1.31의)에서 Beam Diagrams 선택

2. Load Cases / Combinations 선택란에서 ‘ST:DL’ 선택

3. Components 선택란에서 ‘My’ 확인

4. Display Options 선택란에서 ‘Exact’, ‘ Solid Fill’을 선택하고,

Scale 입력란에 ‘2’ 입력

5. Type of Display 선택란에서 Contour, Values, Legend에 ‘’ 표시 확인

6. Output Section Location 선택란의 All에 ‘’ 표시 확인

7. 버튼 클릭

midas Gen은 강축과 약축에 대한 모멘트 선도를 각각 출력하는 기능뿐만 아니라

양 축 모두에 대한 휨모멘트도를 동일 화면상에 도화처리 하는 기능도 포함하고

있습니다.

모델의 일부분에 대한 강/약축 모멘트 선도를 동시에 확인하는 절차는 다음과

같습니다.

1. Components 선택란에서 ‘Myz’ 선택

2. Display Option에서 ‘Line Fill’ 선택

3. 버튼 클릭

4. Zoom Window 로 그림 1.31의 절점 2 부분확대

5. 휨모멘트도 확인 후 Zoom Fit 클릭

Myz 선택시에는 양축에

대한 휨모멘트 중 큰 값이

value로 화면에 출력된다.


51


그림 1.31 휨 모멘트도 (bending moment diagram)

절점 2

실무에서는 특정 부분에 대한 구조적 거동의 분석결과를 발췌하여 보고서에

포함하는 경우가 많습니다.

다음은 그림 1.1의 1열(Y-Z 평면)에 발생한 휨모멘트도를 발췌하는 절차를

서술합니다.

1. Icon Menu에서 Select Plane 클릭

2. ‘YZ Plane’ 선택

3. 마우스로 그림 1.1의 ①평면상에 위치한 한 절점 클릭

4. 버튼 클릭

5. Icon Menu에서 Activate 클릭

6. Icon Menu에서 Right View 클릭


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midas Gen은 다양한 선택(Selection)기능과 활성화/비활성화(Activate/In-activate)기능을

이용하여특정평면뿐만 아니라입체공간또는 일부 부재 등필요한영역만을선택적으로

도화처리 할 수 있습니다.

다음에 실행될 단계를 위하여 화면상태를 특정 영역 활성화 이전 단계로 환원합니다.

1. Icon Menu에서 Activate All 클릭

2. Icon Menu에서 Iso View 클릭

그림 1.32 Y-Z 평면의 휨모멘트도


53


8-7 요소별해석결과확인

지금까지는 구조해석의 결과를 반력, 변위, 부재력 등 특정 component에 대해

확인하는 방법을 알아보았습니다. 해석결과의 확인이나 구조설계 목적상 특정요소의

부재력 또는 응력을 종합적으로 확인하고자 할 때에는 Element Detail Results기능을

이용합니다.

1. Icon Menu에서 Initial View 클릭

2. Icon Menu에서 Display Element Number 클릭(toggle on)

3. Main Menu에서 Results > Detail > Beam/Element > Element Detail Results 선택

4. Load Case 선택란에서 ‘CBS:LCB1’선택

5. Element Number 입력란을 마우스로 한 번 클릭한 후 요소 11 클릭

6. Information 탭에서 요소의 속성을 확인하고 Force 탭과 Stress 탭을

순차적으로 선택하여 해석결과 확인

7. 닫기 버튼( )을 눌러 Element Results 대화상자를 종료


54


그림 1.33 Element Detail Results


55


8-8 부재응력확인및동영상처리

midas Gen은 부재축 응력도와 강/약축 방향의 전단응력도 및 휨응력도 등을

제공합니다. 방향 성분이 동일한 축응력과 강/약축 방향에 대한 휨응력들은 상호

조합되어 조합응력(combined stress)의 형태로 산출됩니다.

여기서는 모델의 LCB 2(하중조합조건 2)에 대한 조합응력을 확인하고, 해당 응력과

변형도를 조합하여 동영상으로 표현하는 기능에 대해 알아봅니다.

1. Main Menu에서 Results > Results > Stresses > Beam Stresses 선택

2. Load Cases / Combinations 선택란에서 ‘CBS:LCB2’선택

3. Components 선택란에서 ‘Combined’확인

4. Combined(Axial+Moment)에서 Maximum 선택

5. Type of Display의 Contour, Values, Legend에 ‘’ 표시 확인

6. Output Section Location의 Max에 ‘’ 표시

7. Icon Menu에서 Display Element Number 클릭(toggle off)

8. 버튼 클릭

그림 1.34 보요소의 조합응력


56


midas Gen은 출력화면을 보다 생동감 있게 처리하기 위해 Dynamic View 기능과

Animation 기능을 제공하고 있습니다.

midas Gen이 제공하는 Dynamic View 기능을 요약하면 다음과 같습니다.

Dynamic View 기능에는 Zoom Dynamic, Pan Dynamic, Rotate Dynamic이

있으며, 원하는 시각에서 구조물을 사실적으로 표현할 수 있도록 지원하는 기능입니다

.

특히 Zoom과 Rotate Dynamic기능을 Render View기능과 연계하여 사용하면, 사용자가

구조물 내부를 걸어가면서 관찰(walk through effect)하거나 공중을 비행하면서

보는 것과 같은 효과를 연출할 수 있습니다.

Dynamic View Toolbar는 model window 좌측에 세로로 위치 (그림 1.35의 )하고

있으며 사용법은 다음과 같습니다.

Zoom Dynamic을 클릭하고 마우스커서를 Modeling View Window에 위치시킨 다

음 좌측 마우스버튼을 누른 상태에서 우측(상단)으로 드래그하면 모델이 확대되고,

좌측 하단으로 드래그하면 축소됩니다.

Pan Dynamic을 클릭하고 마우스커서를 Modeling View Window에 위치시킨 다음

좌측 마우스버튼을 누른 상태에서 상하좌우로 드래그하면 모델이 원하는 방향으로

이동합니다.

Rotate Dynamic을 클릭하고 마우스커서를 Model View Window에 위치시킨 다음

좌측 마우스버튼을 누른 상태에서 상하좌우로 드래그하면 모델이 원하는 방향으로

회전하게 됩니다.

위의 여러가지 Dynamic View 기능을 이용하여 아래 절차에 따라 조합응력 상태의

구조물을 살펴봅니다.


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그림 1.36 Eye level view


그림 1.35 Model View

1. Icon Menu에서 Perspective 클릭(toggle on)

2. Dynamic View 기능을 이용하여 여러 시각 및 위치에서 응력상태 관찰

(그림 1.35, 1.36 참조)

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1. Icon Menu에서 Perspective 클릭(toggle on)

2. Icon Menu에서 Rotate Dynamic을 클릭한 후 원하는 view point로 조정

3. Type of Display 선택란의 Contour, Deform, Legend, Animate에 ‘’표시

4. Deform 우측의 버튼 클릭

5. Deformation Details 대화상자의 Deformation 선택란에서 ‘Real Deform’ 선택

6. 버튼 클릭

7. 그림 1.37의에서 Record 버튼 클릭

현재의 화면에서 해당응력과 변형도를 조합한 동영상(animation)을 만들어 봅니다.

LCB 2(하중조합조건 2)에서의 변형 경향을 보다 쉽게 파악할 수 있도록

Rotate Dynamic을 이용하여 모델을 그림 1.37과 같이 회전시킵니다.

원하는 화면이 선택되면 Zoom Fit과 Perspective를 이용하여 화면을 조정합니

다. 동영상을 만드는 절차는 다음과 같습니다.

상기 절차를 완료하고 잠시 기다리면 조합응력과 변형도가 조합된 동영상이

그림 1.37과 같이 화면에 나타납니다.


동영상을 제어하는 대표

적인 icon기능은 다음과

같다.

Play

pause

Stop

Skip Back

Rewind

Fast Forward

Skip Forward

Save

Record

Close

요소 11

그림 1.37 동영상 화면

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8-9 Beam Detail Analysis

midas Gen은 보요소의 강약축 방향별 상세변위와 전단력/휨모멘트도 및 임의 단면에

대한 응력분포를 상세해석과정을 통해 제공하고 있습니다.

midas Gen에서 Beam Detail Analysis 기능은 Main Menu의 Results > Detail >

Beam/Element > Beam Detail Analysis를 선택하여 실행하며, 주요 내용은 다음과

같습니다.

강/약축에 대한 상세변위/전단력/모멘트분포 그래프 및 관련수치 제공

요소길이 방향에서 임의 위치에 대한 최대응력분포 그래프 제공

임의 단면에 대한 강/약축별 응력분포 그래프 및 단면 응력도 제공

각 분포도상의 상세 수치

는 대화상자 하단의 스크

롤바를 움직여가면서 확

인한다.


1. 그림 1.37의에서 Close 클릭

2. Main Menu에서 Results > Detail > Beam/Element > Beam Detail Analysis 선택

3. Load Cases/Combinations 선택란에서 ‘ST:DL’ 선택

4. Element Number입력란을 마우스로 한번 클릭한후 model view창에서 요소 11

(그림 1.37 참조) 선택

5. Beam Detail Analysis 창의 최대화 버튼( ) 클릭

6. 그림1.39 에서 DISP/SFD/BMD z-dir 탭과 DISP/SFD/BMD y-dir 탭

그리고 Section 탭을 순차적으로 선택하여 해석결과 확인

Model window에 전체화면이 나타나지 않으면 우측의 스크롤바를 이용한다.

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Main Menu의 window에서

현재 열려 있는 창을 여러

가지 형식으로 자동정렬

할 수 있다.

(그림 1.38의)

Z-dir 탭에서는 Dz, Fz, My

가 출력된다.

그림 1.38 보 상세해석(DISP/SFD/BMD z-dir)


그림 1.39 보 상세해석(DISP/SFD/BMD y-dir)

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그림 1.40 보 상세해석(Section )

Stress Section에서

Normal을 선택하고, 단면

의 하부 플랜지를 지정한

화면


midas gen tutorial

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