활용사례

이순신 교량의 데크 세그먼트 해석
이순신 교량의 데크 세그먼트 해석

이순신 교량의 데크 구간 해석

  • 세계 4위의 현수교

  • 트윈 박스 강재 데크 구간의 선형 정적 해석

  • 다이아프램 설계 강화 및 최적화

유신엔지니어링은 전라남도청의 의뢰를 받아 이순신 교량에 사용될 길이 6미터의 트윈 박스 강재 거더 데크 구간에 대한 상세 해석을 수행하기 위해 LUSAS 교량 해석 소프트웨어를 사용했습니다. 이 교량은 광양과 여수시를 연결하며, 이름은 한국의 해적 영웅인 이순신의 이름을 따왔습니다. 그는 1545년에 태어나며, 교량의 주 경간 길이에도 고의적으로 그 길이를 맞추었습니다.

개요

이 교량은 357.5 + 1545 + 357.5 미터의 3경간 현수교로, 총 길이는 2260 미터에 달하며, 완료 시 세계에서 네 번째로 긴 교량이 될 것입니다. 콘크리트 타워는 H형이며, 높이는 270미터로 세계에서 가장 높습니다. 해양 수면에서 데크의 아래쪽까지의 높이는 약 85미터로, 세계에서 가장 큰 컨테이너 선박이 안전하게 통과할 수 있도록 설계되었습니다. 초기 설계는 2006년에 시작되었고, 세부 설계 작업은 2007년 내내 진행되었습니다. 트윈 박스 거더 데크 조각이 모든 하중 조건에서 어떻게 작용할지를 이해하는 것은 어려웠으므로, LUSAS 교량 해석 소프트웨어가 선택되었습니다.

모델링 및 해석

LUSAS를 사용하여 6미터 길이의 데크 구간에 있는 모든 웹, 플랜지, 리브 및 기타 소형 부재가 모델링되었습니다. 수직 지지대는 행거 위치에 배치되었고, 모멘트 지지대는 데크 구간이 접합되는 가장자리에 배치되어 지역 모델이 교량의 전반적인 거동을 정확하게 일치할 수 있도록 하였습니다.

세그먼트 모델의 수직 및 모멘트 지지대
세그먼트 모델의 수직 및 모멘트 지지대

4차선 한국 DB24 트럭 하중이 적용되었으며, 차선 및 분포 하중 또한 적용되어 선형 정적 해석이 수행되었습니다. 총 6개의 하중 조합이 24가지 차량 하중 및 고정 하중을 분석하고 조사하는 데 사용되었습니다.

데크 세그먼트 단면의 전형적인 하중 표시
데크 세그먼트 단면의 전형적인 하중 표시

관심 영역에서 다이아프램의 단면을 슬라이스하여 주요 응력과 본 미세 응력을 SM490 강재 부재의 허용 응력과 비교했습니다. LUSAS의 상세 해석 결과, 주 구조 거동은 횡 방향에서 주로 발생하는 것으로 나타났고, 이 결과로 인해 초기 다이아프램 설계가 강화되어야 한다고 판단되었습니다. 전형적인 결과 플롯은 다음과 같습니다:

전형적인 데크 세그먼트 응력 결과 플롯
전형적인 데크 세그먼트 응력 결과 플롯

슬라이스 섹션 응력 결과 플롯
슬라이스 섹션 응력 결과 플롯

전형적인 데크 세그먼트 응력 결과 플롯
전형적인 데크 세그먼트 응력 결과 플롯

슬라이스 섹션 응력 결과 플롯
슬라이스 섹션 응력 결과 플롯

교량 시공은 2007년 말에 시작되었으며, 완료는 2012년 초로 예정되어 있습니다. 총 프로젝트 비용은 약 4340억 원에 달합니다.

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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.

라이센스 등록

License key 란 ?

컴퓨터 정보 또는 USB Lock 정보와 결합하여  사용할 수 있는 기능 범위 등의 정보를 저장하고 있는 텍스트 파 입니다.  유효한 Licence Key 를 프로그램에 등록하여야 LUSAS 를 사용할 수 있게 됩니다.

라이센스 등록

  • 윈도우 시작> LUSAS > Configuration Utility 실행

Add / Standalone  대화창에서 발급받은 Licence Key 파일을 선택하면 LUSAS 프로그램에 Licence Key 가 등록됩니다.

네트워크 라이센스

License key 란 ?

컴퓨터 정보 또는 USB Lock 정보와 결합하여  사용할 수 있는 기능 범위 등의 정보를 저장하고 있는 텍스트 파 입니다.  유효한 Licence Key 를 프로그램에 등록하여야 LUSAS 를 사용할 수 있게 됩니다.

네트워크 라이센스 란 ?

LUSAS Network License Manager 를 설치한 컴퓨터를 License Server 라고 할 때, License Key 는 License Server 에 등록합니다. 

Network License 2 User 를 구매하였다면, License Server 와 네트워크로 연결되는 어느 컴퓨터에서건 최대 2 사람이 LUSAS 를 사용할 수  있게 됩니다.

이 때, Modeller 와 Solver 는 별도로 인지하므로,  오랜 시간이 소요되는 해석 작업을 2 대의 컴퓨터에서 수행 시키고 나머지 2대에서 모델링 작업을 수행할 수 있습니다.

네트워크 라이센스 등록

License key 란 ?

컴퓨터 정보 또는 USB Lock 정보와 결합하여  사용할 수 있는 기능 범위 등의 정보를 저장하고 있는 텍스트 파 입니다.  유효한 Licence Key 를 프로그램에 등록하여야 LUSAS 를 사용할 수 있게 됩니다.

네트워크 라이센스 등록

  • 윈도우 시작> LUSAS > LUSAS Server Utils 실행

아래와 같은 대화창에서 발급받은 Licence Key 파일을 선택하면 LUSAS 프로그램에 Licence Key 가 등록됩니다.

네트워크 클라이언트 라이센싱

라이센스 서버 란 ?

컴퓨터 정보 또는 USB Lock 정보와 결합하여  사용할 수 있는 기능 범위 등의 정보를 저장하고 있는 텍스트 파일을 Licence Key 라고 합니다. 네트워크 라이센스를 구매한 경우, USB Lock 이 연결하고 Network Licence Manager 프로그램을 설치한 컴퓨터를 ‘라이센스 서버’ 라고 부릅니다.

라이센스 서버 등록

  • 윈도우 시작> LUSAS > Configuration Utility 실행

LUSAS를 사용하고자 하는 컴퓨터에서, Configuration Utility를 열고, Add / Existing network license  의 대화창을 열면, License Sever 컴퓨터의 아이피 혹은 컴퓨터 이름이 자동으로 표시됩니다.  

표시되지 않는 경우는 직접 IP Address 를 입력하면, License Server 에 설치된 Network Licence Manager 를 확인하고 연결합니다.

연결이 완료되면, 이 컴퓨터에서 LUSAS 를 사용할 수 있게 됩니다.