[토목자료] SAP2000 추가기능 정리

안녕하세요. 초보아빠 YangDaddy입니다. 이 자료는 상당히 오래된 자료를 정리하는 것이기 때문에 WINDOWS 95가 등장하고, 원시적인 내용일지는 모르지만 참고가 될만한 자료라 판단되어 정리를 한 번 해 봅니다. 

SAP2000 추가된 기능

일반적 기능

1) WINDOWS 95/NT VERSION -> 32 bit 소프트웨어, 속도향상
2) 다양한 출력기 지원
3) One Stop 계산 -> 그래픽 모델링 해석, 그래픽결과분석 및 부재설계과정의 통합처리
4) AutoCAD DXF 인터페이스 (Import & Export)
5) 임의의 치수사용 -> 무게 및 길이에 대한 단위를 작업과정 중 임의로 선택
6) On-Line Help
   (1) 문자 및 화상에 의한 기능기술
   (2) 목차, 색인, 단어찾기에 의한 빠른 검색

PRE-PROCESSOR (그래픽 모델링 기능)

1) 막강한 TEMPLATE 기능
  건물, 교량, 슬래브, 송전탑, 원통 및 구형탱크 데이터베이스/TEMPLATE 중첩기능
2) 다중화면(MULTI VIEW WINDOWS) -> 화면들간의 연계 (동시 생성, 삭제, POINTS)
3) GRIDLINE -> 현상의 생성, 변경, 관찰에 도움
4) 확대(ZOOM IN), 축소(ZOOM OUT), 이동(PAN)
5) QUICK VIEW 및 단층 단면도
  (1) 2D, XY, YZ, ZX 평면에 대한 빠른 도식
  (2) GRIDLINE을 통한 단층 도식
6) QUICK DRAW FRAME & SHELL
  -> GRID를 통한 FRAME 및 SHELL 요소의 빠른 해석
7) VIEW
  (1) 3차원의 자유로운 VIEW POINT 설정
  (2) 임의의 VIEW POINT 저장 (NAMED VIEW)
8) 선택(SELECT) 및 선택 취소(UNSELECT)
  (1) POINT, WINDOWS, INTERSECTING LINE, ALL, PREVIOUS
  (2) XY, YZ, YZ평면, GROUP, FRAME & SHELL SECTIONS NLLINK, PROPERTIES NLLINK PROPERTIES CONSTRAINT
  (3) 물성치, 하중, 경계조건 재하시 대상지정
  (4) 절점이동 및 삭제, 부재 분할 및 삭제시 대상지정
9) 선택부재만 도식 (SHOW SELECTION ONLY)
10) UNDO(실행취소) 및 REDO(재실행)
  (1) 횟수 제한 없음
  (2) 형상 생성 및 삭제에만 영향
11) COPY, CUT, PASTE
  (1) COPY : 모델의 일부분을 BUFFER에 저장
  (2) CUT : 모델의 일부분을 삭제 후 BUFFER에 저장
  (3) PASTE : 현 좌표계를 기준하여 BUFFER에 저장된 내용을 직교이동 복사
12) 다중 직교 및 원통좌표계
  -> 여러 개의 직교좌표뿐 아니라, 원통 좌표계를 사용하여 형상 생성 및 복사
13) 반복생성(REPLICATE)
  (1) LINEAR : 현 좌표계에 기준한 직교 이동 다중 복사
  (2) RADIAL : 현 좌표계에 기준한 회전 이동 다중 복사
  (3) MIRROR : 현 좌표계에 기준한 면대칭 복사
14) FRAME 요소의 분할 (DIVIDE FRAME) 및 연결 (JOIN FRAME)
  (1) 개수 및 비율분할
  (2) 교차분할 (INTERSECTION) : FRAME & FRAME, FRAME & JOINT
  (3) 선택한 FRAME을 연결
15) SHELL요소의 분할 (MESH SHELL)
  (1) LOCAL 1,2방향에 대한 개수 분할
  (2) SHELL EDGE상의 절정에 의한 분할
  (3) GRID의 격자에 의한 분할
16) 절점의 이동
  -> 절점의 이동을 통하여 요소의 이동 및 형상변경
17) 절점 및 부재의 중첩 (MERGE)
  (1) TOLERANCE(DEFAULT=1 inch)내의 절점은 자동 중첩
  (2) 같은 절점 연결성을 가지는 부재 자동 중첩
18) FRAME요소 좌표계의 간편성
  (1) DEFAULT 배치 : 기둥 H빔 및 브레이스는 FLANGE가 하늘(Z)방향으로 배치
  (2) ANGLE에 의한 간편한 변화
19) SHELL 요소 좌표계의 간편성
  (1) DEFAULT 배치 : 절점 연결순서나 요소 모양에 관계하지 않고 현 좌표계와 일치
  (2) ANGLE에 의한 간편한 변화
20) 단면모양을 표현한 도식 (EXTRUSION)
  (1) H, DOUBLE ANGLE, CHANNEL, 직사각형 단면에 대한 등단면 및 부등단면에 대한 실지모양 도식
  (2) 시각적인 부재 재배치 및 확인
21) 문자 LABEL
  (1) 절점, 부재, 물성치 및 하중 등에 대해서 숫자라벨 뿐아니라, 문자라벨 표시로 결과 분석시 이해력 증대
   (예) 1STG5 (1층 5번째 거더), 5THC8 (5층 8번째 기둥)
22) QUICK INFORMATION
  (1) 마우스 오른쪽 버튼에 의한 절점 선택으로 절점번호, 좌표, CONTRAINT RESTRAINT, 국부좌표, 하중 등 모든 정보 축출 -> 이때 절점번호 및 좌표변경 가능
  (2) 요소에 대한 요소번호, 절점 연결성, 국부좌표, 물성치, 단부이완, RIGID END OFFSET 등의 정보 축출

해석

1) 절점의 국부좌표계
  -> 절점에 대한 국부좌표계 정의로 경사된 절정력, 경계조건, 스프링, 질량 입력가능
2) SHELL요소에 대한 면외 전단력 (V13, 23)
  -> MIDDLE POINT가 아닌, CORNER POINT에 출력
3) SHELL 요소에 대한 UNIFORM LOAD
  (1) SAP90에서는 POTENTIAL 데이터블록에서 요소면에 수직방향(LOCAL 3)으로 절점에만 재하
  (2) SAP2000에서는 요소좌표계 (LOCAL 1,2,3) 뿐 아니라, 전체 좌표계 (GLOBAL X, Y, Z)에 대한 부재재하
4) Pressure : 포텐셜하중 (판에 수직한 하중)
5) JOINT PATTERN
  -> 절점의 좌표(X, Y, Z)값에 의한 방정식(AX+BY+CZ+D)을 만들어 절점 압력 재하
6) Nonlinear Analysis
  (1) 구조 비선형을 고려한 해석가능
    예) Uniaxial Damper, Uniaxial Gap, Uniaxial Plasticity Element, Biaxial Hysteretc isolator Element, Biaxial Friction , Pendulm lsolator Element
  (2) NONLINEAR TIME HISTORY ANALYSIS
7) CONSTRAINT
  ① RIGID BODY : 강체 거동, SHELL의 편심 연결
  ② WELD : 강체 거동의 집합, 하나의 구조물에 대해 분리모델
  ③ DIAPHRAME : IN-PLANE 강성이 무한대(RIGID MEMBERANCE 변형) 빌딩슬래브 및 교량상판
  ④ PLANE : 높이에 있어 단계가 있는 슬래브
  ⑤ PLATE : OUT-OF-PLANE 강성이 무한대 (RIGID BENDING변형) SOLID에 FRAME이나 SHELL요소 연결 시
  ⑥ ROD : RIGID AXIAL DEFORMATION, 빌딩 슬래브 2차원 해석
  ⑦ BEAM : RIGID BENDING DEFORMATION
  ⑧ EQUAL : 변위가 같거나 반대부호, 슬래브의 EXPANSION JOINT
  ⑨ LOCAL : 임의의 국부 좌표에 대해 변위가 같거나 반대부호 축 대칭 및 CYCLIC SYMMETRIC

POST-PROCESSOR (그래픽 후처리)

1) GROUP POINT FORCE
임의의 절점을 GROUP으로 정의하면 절점 집합체(GROUP)에 대한 합력출력 (전체좌표계)
2) MULTI WINDOW
다중화면을 통해 다른 VIEWPOINT에서 결과치 동시 도식
3) MULTI OPERATION
서로 다른 문제를 동시에 운영
4) QUICK INFORMATION
마우스 오른쪽 버튼을 통하여 절점의 변위, 반력 및 스피링력 축출 부재에 대한 응력 및 부재력 화상도식
5) SET OUTPUT TABLE MODE
마우스 오른쪽 버튼을 통하여 절점의 변위, 반력 및 스프링 축출, 부재에 대한 응력 및 부재력치 축출
6) 사용자정의 결과 출력파일( .OUT)
기존의 F3F , FEF, SOL, DSP 파일로 분리 생성되었던 결과파일이 OUT파일로 통합, 원하는 시점에 사용자의 선별출력
7) 하중치, 모멘트도, 전단력도, 반력도에서의 숫자표시
8) 비디오 출력
정해석의 변형도에 대한 ANIMATION화상 및 시간이력해석의 HISTORY화상을 실시간으로 AVI파일생성
9) SHELL요소에서 응력 및 내력 동시 출력
10) 재료비선형에 의한 시간이력해석
① GAP : 틈이 있고 압축력만 전달
② HOOK : 인장력만 전달
③ DAMPER : 속도에 비례하여 반력발생
④ PLASTIC : HARDENING을 고려한 탄소성재료
⑤ ISOLATOR : 지진에 의한 지반 진동으로부터 구조물을 단락 UBC94규준에서 BASE ISOLATION고려
11) FNA (FAST NONLINEAR ANALYSIS)이론
① 비선형 동적해석은 많은 계산시간 요구
② WILSON교수는 보다 빠른 해석이론 제시

부재설계

1) 철골부재에 대한 최적단면 선택
2) P-M상관도 도식
3) RC단면에 대한 배근단면도 도식
4) QUICK INFORMATION