활용사례

휘틀 아치와 유리 교량, 코벤트리
휘틀 아치와 유리 교량, 코벤트리
  • 재생 지역의 랜드마크 강철 구조물

  • 자중으로 인한 아치의 변위 해석

  • 교량 구조의 고유모드 해석


Whittle Arch and Glass Bridge, Coventry. Image: CVOne Ltd.

Coventry의 Phoenix 프로젝트의 일환으로, 이전에 방치되었던 도시의 일부를 완전히 재생하여 정원, 주택, 소매업체 및 두 개의 새로운 공공 공간이 조성되었습니다. 이 공간 중 하나인 Millennium Place는 두 개의 독특한 강철 구조물인 Whittle Arch와 Glass Bridge를 포함하고 있습니다. Whitbybird(현재 Ramboll)는 Coventry 시청을 대신하여 구조물의 설계를 지원하기 위해 LUSAS 유한 요소 해석 소프트웨어를 사용했습니다.

Whittle Arch

Whittle Arch는 Millennium Place 개발의 전체적인 초점이 되는 극적인 쌍 아치 튜브 구조물입니다. 이 구조물은 Coventry에서 태어난 제트 엔진의 개척자, Sir Frank Whittle을 기리기 위해 명명되었습니다. 서비스 도로를 가로질러 60m를 가 spanning , 아치는 공기역학적 단면의 튜브 격자로 형성되어 있으며, 천공된 스테인리스 강판으로 피복되어 있습니다. 아치는 플레이트 다이어프램 사이를 교차하는 표준 원형 강관으로 제작됩니다. 하중 케이스에 따라 축 방향 압력과 굽힘 모멘트를 지탱하기 위해 한 세트의 튜브가 직접 다이어프램 사이를 가로지르며, 또 다른 세트는 다이어프램 사이에 나선형으로 형성되어 전단력과 비틀림을 운반합니다. 아치는 서로를 지탱하며 약 15m 높이의 정점에서 단일 연결 지점으로 기울어져 있습니다. 밤에는 구조물이 강철 메시 클로딩 내부에서 조명을 받습니다.

Whittle Arch, Coventry. Image cyberinsekt

이 아치는 Frank Whittle의 뒤를 이어 기술 사용의 경계를 확장하고 있습니다. 아치 형상은 처음에 3D 컴퓨터 제도 프로그램을 사용하여 설정되었고, 이후 LUSAS로 가져와 유한 요소 해석을 수행하였습니다. LUSAS에서 얻은 구조적 변 deflection는 CAD 소프트웨어 패키지로 직접 전송되어 강재 시공업체에 필요한 전 캠버 형상을 제공할 수 있었습니다.

Whittle Arch, Coventry. Image G-man

Glass Bridge

Coventry의 운송 박물관 옆에 건설된 Glass Bridge는 Whittle Arch에서 불과 몇 미터 떨어진 곳에 있으며, 중세 도시 성벽을 넘어 Lady Herbert Garden을 지나 국제 우정의 정원으로 연결됩니다. 이 교량은 난간을 둘러싼 유리 핀에서 이름을 따왔지만, 구조물은 주로 강철로 제작되었습니다.

교량 및 경사 구조물은 교량의 프로필을 형성하는 데 필요한 다양한 반경으로 미리 구부러진 762mm 직경 튜브로 구성됩니다. 교량 아래의 구조물과의 간섭을 피하기 위해 불규칙하게 배치된 튜브형 강철 기둥이 이 튜브를 지지합니다. 정교한 강철 보와 난간 시스템이 유색 유리 핀과 함께 보행자들을 목적지로 안내합니다.

Glass bridge (Image: flickr:amandabhslater)

15m 직경의 나선형 경사는 복잡한 비틀림 구조의 좋은 예이며, 교량 전체 길이 130m 중 50m만을 차지하지만 주요 공학적 특징입니다. Ramboll은 LUSAS 유한 요소 해석을 사용하여 구조의 응답을 조사하고 특히 나선형 구간의 40m 길이에 대한 진동 모드를 판단하였습니다. 구조에 대한 기물 파손을 방지하기 위해 첫 번째 고유 모드의 진동을 처리하기 위해 크기가 조정된 세 개의 조절 질량 감쇠기가 강철 튜브 내에 장착되어 있습니다.

수상 경력

  • British Urban Regeneration Association Award (The Phoenix Initiative) 재생의 모범 사례 2006
  • Civic Trust Award 수상 소감 2004
  • Regeneration Award 최우수 복합 용도 프로젝트 2004
  • RIBA Award 지역 2004
  • Structural Steel Design Award 수상 소감 2004

이 프로젝트에서 LUSAS 사용에 대한 참고 자료

유사 사례

[Bridge] Space-Web Bridge (영국)

1

[Bridge] Glen 교량과 Taney Road 교량 (아일랜드)

1

[Bridge] Wacker 도로의 재건축 – 단계적 설계

1

[Bridge] Space-Web Bridge의 설계안 검토 (영국)

1

웰링턴 스트리트 스윙 교량

lusas_9169_1_wellington_street_swing_bridge_copyright_davy_markham_775

[Bridge] Vasco da Gama 교량과 접속교에 대한 내진 설계 (포르투갈)

1

글라스고 센트럴 역의 벽돌 아치 평가

lusas_9201_2_gcs_platforms_12_and_13_775

복합 교량의 반자동 설계

lusas_9181_2_comp_beam_incl_300

팔커크 휠

lusas_9158_2_Falkirk_wheel_half_way_round_famine_wikipedia_775

대만 고속철도 프로젝트를 위한 내진 저항 교량 설계

lusas_9166_1_thsr_River_Crossing_775

LPI 활용 기초 - 매크로 정의

LPI 란 ?

LUSAS Programmable Interfaace 를 의미하며,  반복적으로 수행하는 작업들에 대한 매크로를 정의하여 활용하는 것으로부터 LUSAS 를 플랫폼으로 하는 모델링, 해석, 설계검토, 도면작성 등의 전과정에 대한 자동화 프로그램 개발에도 활용할 수 있습니다.

작업 기록 개시

  • File > Script > Start Recording 

대화창에서 파일명을 지정하면, 이후 작업들이 VBS 혹은 JS 명령문 형태로 저장됩니다.

Line 1 개 정의

모델러에서 Line 1개을 정의해 봅니다.

작업 기록 종료

  • File > Script > Stop Recording 

기록을 종료합니다.

기록 내용 확인

아래와 같이 Line 을 정의하는 명령문 조합이 기록됩니다.

기록 내용 수정

아래와 같이 기록된 내용을 수정해 봅니다.
좌표를 변경시켜 가며, 총 10회 반복하도록 한 것입니다.

수정된 파일 실행

  • File > Script > Run Script 

수정된 파일을 실행시키면, 아래와 같이 10 개의 Line 이 작도 됩니다.