활용사례

[Bridge] Plashet 학교의 (보행자용)인도교 교각의 설계
[Bridge] Plashet 학교의 (보행자용)인도교 교각의 설계

개요

  • 스틸판으로 된 교각

  • 고유값 버클링 해석

  • 최적화 설계

새롭게 건설된 67m 길이 보행자용 인도교가 Newham의 Plashet Grove를 가로질러 Plahet 학교의 두 편을 연결시키고 있다. 구조물 엔지니어에 의해 설계되었고, 지표면으로부터 비틀린 판으로 나와 교량의 양쪽을 죔쇠로 죄어 지탱되고 있었다. Techniker에 따르면, 교각의 조각 표현은 스틸 한 장으로부터 형성되도록 요구되었다. LUSAS Bridge가 최초의 설계 가정을 검증하는데 사용되었고, 보강재(Stiffeners)를 제거하는 것이 문제가 없다는 것을 증명할 수 있도록 판의 두께를 감소시켜 시험해보는데 사용하였다.

최종설계의 배후에는 비용 문제가 주요 관건이었고, 외적으로는 비교평가 될 필요가 있었다. 선택사양은 두꺼운 강판, 격벽 그리고 folded 보강판의 실제 비용의 차이를 조사할 수 있는 절충안이 검토되었다. 격벽은 강철골조를 아끼려는 제작비용으로 바로 제외되었다. 최초의 설계는 보강되지 않은 판의 두께 40mm를 보강재의 조정을 통하여 설계가 조정될 필요가 있다는 것을 제안하였다. 교각의 3차원 전체모델은 3차원 thick shell 요소를 사용하여 생성되었다. 다듬어진 메쉬는 교각하부에서 상층부에 사용되었고 또한 Stress 의 분배가 중요한 용접된 연결부 판에 사용하였다. 다른 5개의 하중에 대한 반응이 선형의 교각판 해석으로부터 얻어졌다. 50kN의 충돌하중이 지층 위 3m위에 고르게 퍼진 선하중으로써 수평으로 교각에 적용되었다. S-plan 형태는 지점부에서는 제거되어야 할 비틀림을 유발하였다. 부가적인 수평 하중이 건물의 허용범위와 가로축과 세로축 방향에 대해 교량상판의 +/- 50mm의 열팽창을 설명하기 위해 판의 연결부 표면에 적용되었다. 두개의 고유값 해석이 고유진동수와 구조물의 buckling load factors를 이끌어낼 수 있도록 수행되었다. Subspace Jacobi Iterations 사용하여 최초 5개의 모드에 대한 해결책을 얻어낼 수 있다. 결과 값과 모델의 비틀림에 대한 면밀한 연구를 통해 Techniker는 보강재의 제거가 합당함을 입증함으로써 강판의 두께를 최대치인 32mm까지 줄일 수 있었다. 이 프로젝트는 LUSAS Bridge의 사용으로 매우 빈곤한 예산의 범위내에서 독특한 조각의 강철제 골조작업을 창안해낼 수 있었다.

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