지반 및 구조물 상호작용 해석 모델링
일부 구조 해석 소프트웨어와는 달리, 적절한 지반, 비선형, 동적 및 열/현장 소프트웨어 옵션과 함께 사용되는 LUSAS 교량(LUSAS Bridge) 및 LUSAS 토목 및 구조(LUSAS Civil & Structural) 소프트웨어 제품은 단일 모델에서 지반과 구조물 모두에 대한 2D 또는 3D 유한 요소 모델링을 가능하게 하는 다양한 지반 특정 및 일반 구조 공학 해석 도구를 제공합니다.
각 모델 내에서 여러 분석과 분기 분석을 해결할 수 있으며, 최첨단 선형 및 비선형 요소 라이브러리; 고급 재료 모델; 선형 및 비선형 접합 모델을 통해 다양한 토지-구조 공학 문제를 해결할 수 있습니다.
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모델 빌딩
LUSAS 모델은 특성 기반 기하학 방법(점, 선, 표면 및 체적)을 사용하여 생성되며, LUSAS 모델러의 핵심 기능인 내장된 연관성 덕분에 모델 기하학이 수정되면 모든 할당된 하중, 지지, 메쉬 및 기타 속성이 자동으로 업데이트됩니다.
- CAD 가져오기/내보내기 기능을 통해 DXF 파일에서 점 및 선 데이터를 가져올 수 있으며, IGES/STEP 인터페이스를 통해 점, 선, 표면 및 체적을 가져오고, STL을 통해 삼각형 표면 데이터를 가져옵니다. CAD 스타일 드로잉 도구는 복사, 회전, 스케일, 변환, 압출 등의 다양한 모델링 유틸리티를 제공합니다.
- 2D 모델링의 경우, 지형 점 데이터에서 스플라인을 생성하고 이를 기반으로 층을 만들어낼 수 있습니다. 표면은 경계 점 및 선에서 정의될 수 있으며, 이를 통해 지반 질량을 정의할 수 있습니다. 구조물 및 지반 구성 요소를 모델링 목적으로 그룹화할 수 있습니다. 3D 모델링의 경우, 평면 또는 곡면을 압출하여 여러 체적을 생성할 수 있으며, 교차 및 차감 명령을 통해 체적을 자르거나 빈 공간을 만들 수 있습니다.
- 자동 2D 메싱(사각형/삼각형 요소 사용)과 3D 메싱(사면체/오각형/육각형 요소 사용)으로 모델링 프로세스 속도를 높입니다. 다양한 메쉬 정교화 방법이 제공됩니다.
기능
- 구성 지반 모델에는 트레스카, 폰 미제스, 드러커-프라거, 던컨-창, 호이크-브라운, 모어-쿨롱, 수정된 캠 클레이가 포함됩니다. 선택한 재료에 이단계 물질 특성을 추가하여 배수되지 않은/완전히 포화된 및 완전히 배수된/비포화된 다공성 매질의 변형을 모델링하고 느린 압밀 과정을 가능합니다. 부분적으로 배수된 재료에 대한 배수 및 충전 곡선을 지정할 수 있습니다.
- 깊이에 따라 변화하는 잔여 지반 응력을 고려할 수 있어, 통합 교량 및 배수로의 지반-구조 상호작용을 위한 유용한 기능을 제공합니다. 암석 조인트, 기포수 압력 해소, 압밀 해석, 장기 굴착, 점토 시공 및 임시 작업에 관련된 지반 공학 문제를 모두 해결할 수 있습니다.
- 초기 응력 상태를 계산하여 K0 데이터를 제공하고 이를 모든 지반 프로파일에 적용할 수 있습니다.
- 지반 특성을 깊이에 따라 변형을 모델링할 수 있습니다. LUSAS는 정의된 위치 사이의 보간을 수행합니다.

- 비선형 스프링을 사용하여 능동/수동 지반 조인트를 모델링할 수 있습니다. 인터페이스 메시는 지반과 구조물을 연결합니다. 접촉이 발생하거나 소실되거나 연삭(식) 마찰을 고려할 수 있습니다.
- 3D 모델에서 일련의 말뚝 위에 위치한 말뚝캡을 나타내기 위해 속성 행렬을 지정할 수 있습니다.
- 분기 해석을 사용하여 모어-쿨롱 또는 호이크-브라운 재료 모델에서 나타나는 토지의 파이-시 감소 안정성 확인을 수행할 수 있습니다.

- 트리리니어(능동/수동) 지반 압력 조인트 재료 마법사를 사용하여 다양한 토지-구조 상호작용 문제를 모델링하는 것을 단순화합니다. 깊이에 따라 변화하는 속성을 가진 구간 선형 조인트 재료 속성을 생성합니다. 물의 존재로 인한 특성 변화 또는 지반의 층을 나타내기 위해 여러 속성을 정의합니다.
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일반 지반 및 지반-구조 상호작용 기능
- 시공 시퀀스 모델링 – 임시 부재의 삽입 및 제거가 포함된 발굴/시공.
- 제방/경사 안정성 평가 및 임시 발굴로 인한 인접 구조물의 안정성 확인.
- 굴착의 되메우기 및 컷 앤 커버 터널 구조물.
- 침하 및 압밀을 포함하며, 기포수 압력 모델링을 포함합니다.
- 부분적으로 포화된 유체 흐름을 통한 배수 및 침투 모델링. 예를 들어, 댐을 통한 물의 침투로 인해 수위가 중요한 경우.
- 재료 감쇠, 비선형 거동, 지반 플라스틱성, 경계 거동 및 스프링/댐퍼를 포함한 모드 및 시간 이력 동역학.
- 지반-구조 상호작용 해석, 예를 들어, 인근 건물에 대한 말뚝 타격 영향 평가 및 철도 터널로부터 방출되는 진동에 대한 건물 반응.
- 말뚝 및 말뚝 그룹의 측면 변위 해석.
- 통합 교량.

응용 분야
해석 및 설계
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