SAP2000 맛보기

이석종              [다정다감] http://www.chollian.net/~dolljong          1997.6

SAP2000 맛보기	--

SAP2000 제품군

■ SAP2000 PLUS

- 그래픽 전,후처리

- 선형 정적 및 동적해석(고유치,응답스펙트럼, 시간이력)

- 철골부재설계(AISC-ASD 89, AISC PLASTIC-89, AISC-LRFD 86)

KS규준 개발예정, 무료배포

- RC부재설계(ACI 318-89)

- 이동하중을 고려한 교량해석

■ SAP2000 NONLINEAR

- SAP2000 PLUS

- 비선형 시간이력 해석

■ SAP2000 EDUCATION

- SAP2000 PLUS

- 100절점 제한 (Unlimited Pre-Processor)

SAP2000 추가된 기능

■ 일반적 기능

- WINDOWS 95/NT VERSION → 32 bit 소프트웨어, 속도향상

- 다양한 출력기 지원

- ONE STOP 계산 → 그래픽 모델링, 해석, 그래픽결과분석 및 부재 설계과정의 통합처리

- AutoCAD DXF 인터페이스 (Import & Export)

- 임의의 단위사용 → 무게 및 길이에 대한 단위를 작업과정 중 임으로 선택

□ ON-LINE HELP

- 문자 및 화상에 의한 기능기술

- 목차, 색인, 단어찾기에 의한 빠른 검색

□ PRE-PROCESSOR (그래픽 모델링 기능)

- 막강한 TEMPLATE기능

건물, 교량, 슬래브, 송전탑, 원통 및 구형탱크 데이터베이스/TEMPLATE중첩 가능

- 다중화면(MULTI VIEW WINDOWS) → 화면들간의 연계(동시 생성, 삭제, POINTS)

- GRIDLINE → 현상의 생성, 변경, 관찰에 도움

- 확대(ZOOM IN), 축소(ZOOM OUT), 이동(PAN)

- QUICK VIEW 및 단층 단면도

→ 2D, XY, YZ, ZX 평면에 대한 빠른 도식

→ GRIDLINE을 통한 단층 도식

- QUICK DRAW FRAME & SHELL

- VIEW

> 3차원의 자유로운 VIEW POINT설정

> 임의의 VIEW POINT저장(NAMED VIEW)

- 선택(SELECT) 및 선택 취소(UNSELECT)

> POINT, WINDOWS, INTERSECTING LINE, ALL, PREVIOUS

> XY, XZ, YZ평면, GROUP, FRAME & SHELL SECTIONS NLLINK PROPERTIES

NLLINK PROPERTIES, CONSTRAINT

> 물성치, 하중, 경계조건 재하시 대상지정

> 절점이동 및 삭제, 부재 분할 및 삭제시 대상지정

- 선택부재만 도식 (SHOW SELECTION ONLY)

- UNDO(실행취소) 및 REDO(재실행)

> 횟수 제한 없음

> 형상 생성 및 삭제에만 영향

- COPY, CUT, PASTE

> COPY : 모델의 일부분을 BUFFER에 저장

> CUT  : 모델의 일부분을 삭제후 BUFFER에 저장

> PASTE : 현 좌표계를 기준하여 BUFFER에 저장된 내용을 직교이동 복사

- 다중 직교 및 원통좌표계

> 여러개의 직교좌표뿐 아니라, 원통좌표계를 사용하여 형상 생성 및 복사

- 반복생성(REPLICATE)

> LINEAR : 현좌표계에 기준한 직교 이동 다중 복사

> RADIAL : 현좌표계에 기준한 회전 이동 다중 복사

> MIRROR : 현좌표계에 기준한 면대칭 복사

- FRAME 요소의 분할 (DIVIDE FRAME) 및 연결(JOIN FRAME)

> 개수 및 비율분할

> 교차분할(INTERSECTION) : FRAME & FRAME, FRAME & JOINT

> 선택한 FRAME을 연결

- SHELL요소의 분할(MESH SHELL)

> LOCAL 1,2 방향에 대한 개수 분할

> SHELL EDGE상의 절점에 의한 분할

> GRID의 격자에 의한 분할

- 절점의 이동

> 절점의 이동을 통하여 요소의 이동 및 형상변경

> 절점 및 부재의 중첩(MERGE)

TOLERANCE(DEFAULT=1 inch)내의 절점은 자동 중첩

같은 절점 연결성을 가지는 부재 자동 중첩

- FRAME요소 좌표계의 간편성

> DEFAULT 배치

기둥 H빔 및 브레이스는 FLANGE가 하늘(Z)방향으로 배치

> ANGLE에 의한 간편한 변화

- SHELL 요소좌표계의 간편성

> DEFAULT 배치

절점 연결순서나 요소 모양에 관계하지 않고 현 좌표계와 일치

> ANGLE에 의한 간편한 변화

- 단면모양을 표현한 도식(EXTRUSION)

> H, DOUBLE ANGLE, CHANNEL, 직사각형 단면에 대한

등단면 및 부등단면에 대한 실지모양 도식

> 시각적인 부재 재배치 및 확인

- 문자 LABEL

- 절점, 부재, 물성치 및 하중 등에 대해서 숫자라벨 뿐아니라,

문자라벨 표시로 결과분석시 이해력 증대

예) 1STG5(1층 5번째 거더), 5THC8(5층의 8번째 기둥)

- QUICK INFORMATION

> 마우스 오른쪽 버튼에 의한 절점선택으로 절점번호, 좌표, CONSTRAINT

RESTRAINT, 국부좌표, 하중등 모든 정보 축출 → 이때 절점번호 및 좌표변경 가능

> 요소에 대한 요소번호, 절점연결성, 국부좌표, 물성치, 단부이완,

RIGID END OFFSET 등의 정보 축출

■ 해석

- 절점의 국부좌표계

> 절점에 대한 국부좌표계 정의로 경사된 절점력, 경계조건, 스프링, 질량 입력 가능

- SHELL요소에 대한 면외전단력(V13, 23)

> MIDDLE POINT가 아닌, CORNER POINT에서 출력

- SHELL 요소에 대한 UNIFORM LOAD

> SAP90에서는 POTENTIAL 데이터블록에서 요소면에 수직방향(LOCAL 3)으로

절점에만 재하

> SAP2000에서는 요소좌표계(LOCAL 1,2,3)뿐 아니라,

전체좌표계(GLOBAL X,Y,Z)에 대한 부재재하

- JOINT PATTERN

> 절점의 좌표(X,Y,Z)값에 의한 방정식(AX+BY+CZ+D)을 만들어 절점 압력 재하

- CONSTRAINT

> RIGID BODY : 강체거동, SHELL의 편심연결

> WELD       : 강체 거동의 집합, 하나의 구조물에 대해 분리모델

> DIAPHRAME : IN-PLANE 강성이 무한대(RIGID MEMBRANCE 변형)

빌딩슬래브 및 교량상판

> PLANE       : 높이에 있어 단계가 있는 슬래브

> PLATE       : OUT-OF-PLANE 강성이 무한대(RIGID BENDING변형)

SOLID에 FRAME이나 SHELL요소 연결시

> ROD          : RIGID AXIAL DEFORMATION, 빌딩 슬래브 2차원 해석

> BEAM        : RIGID BENDING DEFORMATION

> EQUAL       : 변위가 같거나 반대부호, 슬래브의 EXPANSION JOINT

> LOCAL       : 임의의 국부 좌표에 대해 변위가 같거나 반대부호

축대칭 및 CYCLIC SYMMETRIC

■ POST-PROCESSOR(그래픽 후처리)

- GROUP POINT FORCE

임의의 절점을 GROUP으로 정의하면 절점집합체(GROUP)에 대한 합력출력(전체좌표계)

- MULTI WINDOW

다중화면을 통해 다른 VIEWPOINT에서 결과치 동시 도식

- MULTI OPERATION

서로 다른 문제를 동시에 운영

- QUICK INFORMATION

마우스 오른쪽 버튼을 통하여 절점의 변위, 반력 및 스피링력 축출

부재에 대한 응력 및 부재력 화상도식

- SET OUTPUT TABLE MODE

마우스 오른쪽 버튼을 통하여 절점의 변위, 반력 및 스피링 축출

부재에 대한 응력 및 부재력치 축출

- 사용자정의 결과 출력파일( .OUT)

기존의 F3F , FEF, SOL, DSP 파일로 분리 생성되었던 결과파일이 OUT파일로 통합

원하는 시점에 사용자의 선별출력

- 하중치, 모멘트도, 전단력도, 반력도에서의 숫자표시

- 비디오 출력

정해석의 변형도에 대한 ANIMATION화상 및 시간이력해석의 HISTORY화상을 실시간

으로 AVI파일생성

- SHELL요소에서 응력 및 내력 동시 출력

- 재료비선형에 의한 시간이력해석

> GAP       : 틈이 있고 압축력만 전달

> HOOK     : 인장력만 전달

> DAMPER  : 속도에 비례하여 반력발생

> PLASTIC  : HARDENING을 고려한 탄소성재료

> ISOLATOR: 지진에 의한 지반 진동으로부터 구조물을 단락

UBC94규준에서 BASE ISOLATION고려

- FNA (FAST NONLINEAR ANALYSIS)이론

> 비선형 동적해석은 많은 계산시간 요구

> WILSON교수는 보다 빠른 해석이론 제시

■ 부재 설계

- 철골부재에 대한 최적단면 선택

- P-M상관도 도식

- RC단면에 대한 배근 단면도 도식

- QUICK INFORMATION

SAP2000 통합환경

목차

0. 시작하며	6

1. FILE메뉴	7

2. EDIT메뉴	9

3. VIEW메뉴	11

4. DEFINE메뉴	13

5. DRAW메뉴	15

6. SELECT메뉴	17

7. ASSIGN메뉴	17

8. ANALYZE메뉴	23

9. DISPLAY메뉴	24

10. DESIGN메뉴	24

11. OPTIONS메뉴	24

12. ICON소개	25

13. DXF불러오기	26

14. AutoCAD와 SAP2000을 이용한 Modeling예	26

0. 시작하며

SAP90에 익숙해져 있던 사용자들은 전혀 새로운 형태의 모델링/해석 방법을 가지고 있는 SAP2000통합환경을 보고 당황하지 않을 수 없을 것입니다. 물론 model의 특성에 따라 text형태의 input이 더 효율적일 수도 있고, 반대로 통합환경이 보다 효율적일 수도 있을 것입니다. 하지만 작업의 효율성을 떠나서 앞으로 컴퓨팅환경은 점점 더 비쥬얼한 방향으로 발전해 나갈것이므로 환경적응차원에서라도 통합환경을 한 번쯤 익혀두는 좋겠다고 생각합니다. 실제로 SAP2000은 기타 다른 범용해석프로그램보다 늦게 통합환경을 도입한 걸로 알고 있습니다.

이 □간단한 설명서□는 글쓴이가 교량설계업에 종사하는 관계로 주로 교량설계 업무에 필요한 기능들에 대해서 언급하였으며, 그중에서도 정적해석에 관계된 사항들만 설명했으며 글쓴이가 잘 모르는 부분들과 누구나 알수 있는 부분들은 얼렁뚱땅 넘어갔음을 미리 알려둡니다. 글쓴이가 모르는 부분들에 대해서 자세히 알고 계신다면 정보교환을 했으면 합니다. 그리고 글쓴이는 SAP2000을 만들거나 판매한 회사와는 전혀 관계없음을 알려드립니다.

참고로 마지막 장에 AutoCAD와 SAP2000을 이용하여 Steel BOX교를 frame요소로, RC-SLAB교를 shell요소로 모델링하는 방법을 기술해보았습니다.

1. FILE 메뉴

■ New Model

새로운 모델링을 시작한다. 아래와 같이 좌표계를 설정하는 Dialog box가 뜨는데, SAP2000에서 좌표계는 모델링을 할 때 매우 중요한 역할을 하므로 모델에 적절하게 설정해주는 것이 좋다. 좌표계 설정을 끝내면 그에 맞는 grid가 형성된다.

■ New Model from Template

아래와 같이 SAP2000이 가지고 있는 몇가지 형식의 모델들을 쉽게 불러다 쓸 수 있도록 되어있다. 자신의 모델이 Template가 지원하는 형태라면 작업은 아주 간단하게 끝낼 수 있겠다.

■ Open..

이미 만들어진 SAP2000용 통합파일( .sdb)을 불러온다.

■ Import

SAP2000형식(.sdb)이 아닌 model을 불러올 수 있다. 불러올 수 있는 형식은 아래와 같다.

SAP2000 .s2k  : SAP2000용 텍스트 데이타 파일, preprocessor를 이용하지 않고 기존의 sap90에서와 마찬가지로 text editor로도 modeling이 가능하다는 뜻!

SAP2000 .job  : 잘 모르겠음

SAP90        : SAP90 데이터 파일

.DXF         : AutoCAD에서 만들어진 DXF파일 (R12만 가능?)

■ Export

모델링을 다른 형식의 파일로 저장할 수 있다.

.DXF : AutoCAD용 파일, frame요소 → line , shell요소 → 3Dface

.s2k  : 모델을 text file로 만들어줌, (계산서에는 요놈이 들어가야 될껄)

■ Create history Video  → Video만들어준다는 데 만들 일 있을까?

■ Print setup

말 그대로 Print setup

■ Print graphics

현재 활성화되어 있는 창을 프린트 해준다. 이때 선의 두께, 색상 같은 것은 Options메뉴의 preferences에서 지정하도록 되어있다.

■ Print input tables..

모델링이 맞는지 틀렸는지 확인해볼 수 있는 파일을 만들어준다. sap90의 .sap파일과 같은 역할

■ Print output tables..

해석결과를 출력해준다. 원하는 case만 선택해서 printer, text file등으로 만들 수 있다.

.out(SAP2000의 기본 output file, Analyze 메뉴에서 설명) 과는 뭐가 다른거야?

■ User comments and session log

사용자가 메모하고 싶은 내용을 메모할 수 있음. 예를 들어 □6/14일 오후3시에 바뀌었슴□같이 모델링에 도움이 될만한 것을 적어두자는 것임.

■ Exit

끝났다 집에가자~

2. Edit 메뉴

이 메뉴의 명령들은 select가 되어있는 상태에서 수행할 수 있음. 먼저 선택하고 명령을 내리는 식임

■ Undo <전에 사용한 명령>

전에 사용한 명령을 취소할 수 있음.

■ Redo

취소시킨 명령을 다시 실행함

■ Cut, Copy, Paste, Delete

Windows사용자라면 누구나 다 아는 내용, 자르고, 카피하고 붙이기

단 붙이기(paste)에서는 AutoCAD에서같이 base point를 기준으로 해서 붙이는 것이 아니고 x축으로 얼마, y축으로 얼마, z축으로 얼마.. 이런식으로 입력함

■ Add to Model from template...

Template에서 골라 붙임(교량에서 쓸만한 template있나? 없을 껄~)

■ Merge joints..

일정거리(merge tolerance)보다 가까운 점은 한 점으로 만들어줌. 그림으로 모델링을 하다보면 자기딴에는 정확한 위치에 찍는다고 찍었는데 미소한 거리만큼 빗나갈 수도 있다. 이때 이 명령을 실행해서 그런 점들을 한 점으로 만들어주면 되겠다.

■ Move..

선택된 element들을 원하는만큼 이동시켜준다.

■ Replicate

복사하기! copy와의 차이점은? 하~ 이건 여러번 할 수 있다 이거지~ CAD로 말하자면 array라고나 할까~ 여기에는 아래와 같은 submenu가 있다.

- linear : 직선방향으로 array. CAD에서같이 양방향으로는 안되는군.

- radial :  CAD array의 'p' 옵션같은 것. 원을 중심으로 array

- mirror : CAD의 mirror명령같은 것

■ Divide frames...

선택된 frame을 잘라줌. 여기에는 세가지 옵션이 있음

- Divide into {N} frames   → N개로 잘러라.

- Last/First ratio { } → 마지막것과 처음것의 비율을 지정. 예를들어 길이가 1인 frame을 0.25와 0.75의 길이를 가진 frame으로 나누고 싶다면 0.75/0.25=3! 그런데.. 이렇게 나눌 일이 있나?

- Break at intersection with selected Frames and joints → 말 그대로 frame과 frame이 만나는 점 frame과 점이 만나는 점에서 자르라는 뜻!

■ Mesh shells...

선택된 shell들을 잘라줌. 여기에도 아래와 같은 세가지 옵션이 있음

- Mesh into {N} by {M} shells : local 축방향으로 N×M개로 잘라줌

- Mesh using selected joints on edges : 선택된 joints와 edges를 이용하여 잘라줌

- Mesh at intersection with grids : grid라인이 만나는 곳들에서 잘라줌

■ Join frames

frame을 연결시켜줌

■ Disconnect

선택된 절점을 같은 좌표를 가진 두 개의 절점으로 나누어줌. 즉 양쪽에 연결된 부재를 띄어 놓는 것. 이 기능은 두 부재사이에 길이가 zero인 non-linear부재 등을 끼워넣거나 constraint명령으로 연결시켜줄 때 사용할 수 있음

■ Connect

위의 Disconnect명령과 반대로 선택된 부재들의 disconnect된 점을 연결시켜줌. 즉 한 개의 점만 남기고 나머지 점은 지워준다는 뜻.

■ Show duplicates...

중복된 부재나 절점을 보여줌.

■ Change labels...

프로그램이 제멋대로(?)만들어놓은 절점번호, 부재번호 등을 사용자 맘대로 바꾸어주는 기능

- prefix : 머리말 예) up12 → 상현재 12번부재

- next number : 현재 선택된 절점, 부재들을 몇번으로 고치겠느냐? (시작숫자)

- increment : 증가치, 얼마씩 증가하면서 번호를 붙이겠느냐?

ex) 1∼10번까지의 10개의 부재를 선택하고

prefix=up, next number=101, increment=1로 지정하고 명령을 수행하면

1번이 101번으로, 2번이 102번으로 바뀌어짐

※ 물론 선택된 부재가 일련의 순서를 가지고 있지 않아도 상관없음

- select element(s) : label을 고치고 싶은 것들만 선택함.

- relabel order : 번호를 다시 붙여나갈 때 기준을 정해줌, 좌표값이 작은 것부터 번호를 붙임

3. VIEW메뉴

■ set 3D view...

3차원 view를 지정해줌. 설명하기는 어렵고 직접 해보면 알 수 있음

■ set 2D view..

이것 역시 해보면 알 수 있음. 단지 특이한 것은 사용자가 원하는 곳에서의 단면도를 그려줄 수 있다는 것임. 아래의 예는 x-y평면을 보여주되 z=3위치에서 내려다본 모습을 보여주라는 뜻

■ set limits..

CAD의 limits명령 같은 것인데.. 별 필요 없을 것 같은뎅... 너머가자구..

■ set elements..

이 명령은 자주 쓰이는 명령으로서 joint, frame, shell 등의 element들을 어떤 식으로 보여줄 것인가를 지정하는 메뉴임. 각종 설정값이 있는데.. 모두 알만한 것들이고

- extrusion : 입체영상으로 보여줌. 실제 단면모양으로 보여줌으로서 모델링이 정확하게 되었은 가를 실감나게 확인할 수 있음

■ rubberband zoom

■ restore full view

■ previous zoom

■ zoom out one step

■ zoom in one step

■ pan

■ show grids

■ show axes

■ show selection only : 선택된 부재만 보여줌

■ show all

■ save named view : 현재의 view상태를 이름을 주어서 저장해둠

■ show named view : 저장된 view를 불러옴

■ refresh window

■ refresh view

■ refine hidden lines

4. Define

■ Materials..

부재 물성치 지정. SAP90과는 달리 숫자가 아닌 문자로 저정가능.

■ Frame Sections..

Frame요소의 단면값들 지정.

-name : 단면의 이름을 정해줌.

-import wide flange : wide flange단면뿐 아니라 channel, angle, box, pipe등 정형화된 단면값들을 불러다 사용할 수 있음. 이때 단면값들은 default로 section.pro라는 파일에서 불러오는데 사용자가 원하는 .pro파일을 만들고 이것을 불러다 쓸 수 있다. 우리나라에 맞는 data를 만들고 있다고 함.

-add wide flange : import.. 에 없는 단면을 지정해주는 것으로서 단면의 제원만 정해주면 단면적, 단면2차모멘트값 등을 구해줌. 여기서 주의해야 할 것은 사용자가 원하는 단면치를 입력시키고 싶을때는 add general을 선택해야한다는 것이다.

■ shell sections         frame sections와 비슷함.

■ NLLink properties

■ Static load cases..

하중을 정의해주는 것으로서 아래 그림에서 보는 바와 같이 별다른 내용은 없음. 두 번째 칸의 하중종류는 별 의미 없는 것같음. 눈여겨 보아야될 항목은 self weight mutiplier인데, 자중을 고려할 것인가를 결정하는 부분임.

■ joint patterns

shell요소에만 사용할 수 있는 하중형태로서 x,y,z축방향에 따라 하중값이 변하는 부등분포하중을 지정한다. 여기에서는 pattern의 이름만 설정하고 자세한 값들은 assign메뉴의 joint patterns항에서 성정하게 된다.

■ groups..

element들을 선택할 때 girder는 GRD로 crossbeam은 CRSB등으로 이름을 붙여놓았다가 한 번의 클릭으로 선택할 수 있도록하기 위한 기능이다. 이 역시 여기서는 이름만 정하고 assign메뉴의 groups항에서 지정하도록 되어있다.

<동적해석부분은 너머가유~>

■ Load combinations

하중조합을 지정한다. define/static load cases에서 설정된 load cases들을 불러다 scale값을 곱하고 combination하는 것이다.

5. DRAW 메뉴

Element들을 그리는 메뉴이다.

■ Reshape Element

Element의 모양을 바꿔주는 기능. CAD의 stretch명령처럼 마우스로 콕 찍어서 drag한다.

■ Add special joint

특정 점을 만들어 넣는다. 좌표를 입력하여 만들 수는 없고 일단 만든 다음에 마우스의 오른쪽 버튼을 클릭하여 바꾸어 줄 수 있다.

■ Draw Frame Element..

Frame Element를 만들어준다. 두점을 찍어주면 node와 frame요소를 만들어준다.

■ Draw shell Element..

네점을 찍어서 shell요소를 만들어준다.

■ Draw NLLink Element

Non-Linear Link Element를 만들어준다.

■ Quick Draw Frame Element

두점을 찍어주는 것이 아니고 grid line 등을 찍어서 빠르게 Frame Element를 만든다.

■ Quick Draw Shell Element

grid line으로 이루어진 격자의 가운데를 찍어줌으로서 shell요소를 빠르게 만들 수 있다.

■ Edit grid

새로운 모델을 시각할 때 설정하는 grid는 등간격으로 되어있기 때문에 때로는 이것을 고쳐야 할 때가 있다. 이때 이 명령을 사용한다. 아래 그림에서와 같이 x,y,z방향의 grid의 위치를 바꿀 수 있다.

■ Lock grid

grid를 못 고치도록 잠궈둠.

■ snap to grid

grid근처만 찍어도 grid line에 찍히도록 한다.

■ Glue joints to grid

무슨 기능인지 잘 모르겠음. snap to grid하구 다른감?

■ snap to joint

위의 세 개는 grid line과 관계된 옵션이고 이것과 아래의 옵션은 element과 관계된 옵션으로서 snap to joint는 joint근처만 찍어도 자동으로 joint로 가서 찍히도록 함.

■ snap to frame/edge

frame선상/shell의 edge(테두리)선상에 찍히도록 지정.

■ new labels

앞에서 설명한 Edit/change label 기능은 이미 만들어진 label을 고치는 기능이지만 이 new label은 □앞으로 만들어진 element의 label은 이렇게 시작하겠다□라고 정의하는 것임. 설정내용은 change label과 비슷함.

6. SELECT

Element를 선택하는 기능들이다. CAD에서와 같이 window를 이용하거나 교차되는 것들을 모두 선택하는(intersection) 등 여러 가지 옵션들이 있다. SELECT메뉴에서 많이 쓰이는 기능들은 icon으로 만들어져 있다.

7. ASSIGN

Element들에 단면, 하중, 구속조건, local 좌표계 등을 할당하는 메뉴로서, Preprocessor에서 가장중요한 메뉴라고 할 수 있다.

■ ASSIGN/JOINT

- Restraints : 절점의 구속조건을 할당한다.

- Constains : 아래와 같은 constraint들을 할당한다.

- springs

SAP2000에서는 SAP90과는 달리 절점에도 local좌표계가 존재하므로 아래와 같이 spring stiffness in local direction과 같이 global이 아닌 local로 정의된다.

- masses

동적해석시 질량을 할당한다.

- local axes

앞의 springs항에서 설명했듯이 절점에도 local좌표계가 존재하는데 여기서 지정해주는 것이다.

■ ASSIGN/FRAMES

- sections : 선택된 frame들에 DEFINE/SECTIONS메뉴에서 설정해둔 단면을 할당한다.

- releases : frame양단의 구속조건을 지정해준다.

- local axes : frame의 local좌표계를 지정해준다.

. angle from default direction - 현재의 1축을 중심으로 몇도 회전시킬것인가?를 지정

. reverse start and end connectiv - 시점과 종점을 바꿈

- end offsets : 강역설정

- output segments

■ ASSIGN/SHELL

- sections : DEFINE/SHELL SECTIONS에서 지정한 shell단면을 할당한다.

- local axes : local 좌표계를 재설정한다.

. angle from default direction - default direction에서 33축 주위로 몇도 회전할 것인가?

. reverse direction of normal  - 면에 수직인 축(33축)을 반대방향으로 바꾼다.

■ ASSIGN/JIONT STATIC LOAD

- forces : 절점하중을 할당함. 주의할 점은 DEFINE/STATIC LOAD CASES에서 미리 설정되어있어야 할당할 수 있다는 것이다. 그리고 하중을 바꿀 때는 options항을 add..하면 기존 하중에 추가가 되므로 꼭 replace..를 확인해야 한다.

- displacement : SAP90과는 달리 SAP2000에서는 절점의 변위를 load case에 넣을 수 있어서 연속교의 지점침하영향을 해석하기가 훨씬 쉬워졌다.

■ ASSIGN/ FRAME STATIC LOADS

- gravity : 중력을 고려한다. 중령방향의 factor를 입력한다. (예: 자중고려시엔 z=-1.0)

- point and uniform

. 하중의 종류(force/moment)와 방향(local/global)

. I-node로부터의 상대거리(Relative/Absolute) 등을 선택하고 하중값을 입력한다.

※ sap90에서는 등분포 비틀림하중재하가 불가능 했으나 sap2000에서는 local-1축으로 등분포moment하중을 재하할 수 있음.

- Trapezoidal...: 사다리꼴 하중을 할당한다.

- Temperature.. : 온도하중을 할당한다.

. 온도하중의 종류 - 길이방향, 길이직각방향(22축/33축)

. joint pattern이용

■ ASSIGN/ SHELL STATIC LOADS..

- Gravity...: frmae static loads참조

- Uniform : 등분포 하중 재하. Local/Global방향 하중

- Pressure : 면에 수직인 하중 할당.  joint pattern 이용 가능

- Temperature : 온도하중 할당

■ ASSIGN/ JOINT PATTERN

joint위치에 따라 하중이 변할 때 사용한다. 예를 들어 수압하중은 깊이에 따라 수압이 증가하는 형태이므로 등분포하중으로는 하중을 입력할 수 없다. 이때는 이 joint patterns의 방정식(AX+BY+CZ+D)을 이용한다.  절점에서의 하중은 방정식에다 그 절점의 좌표를 곱함으로서 구해진다. 예를 들어 깊이가 10m인 댐을 모델링한다면(z축이 위로 가도록하고 바닥을 z=0으로 설정) D=10, C=-1로서 하중을 정의할 수 있다. 검산을 해보자. X,Y방향으로는 수압의 변화가 없으므로 AX+BY항은 무시되고, 수면에서의 수압은 CZ+D=-1×10+10=0, 수심4m지점에서의 수압은 CZ+D=-1×6+10=4, 수심10m지점에서의 수압은 CZ+D=-1×0+10=10

■ ASSIGN/ GROUP NAME

선택된 element에 group name할당.

8. ANALYZE 메뉴

■ Set options... : 아래와 같은 사항들을 선택한다.

- DOFs 지정 : 해석시 run time을 줄이기 위해 DOF지정

- Generate output : 해석시 output을 file로 만들려면 선택해야 함.

9. DISPLAY

현재 모델상태, 해석결과 등을 표시해주는 기능으로서 쉽게 사용할 수 있다.

■ Show Undeformed shape

■ Show Loads

■ Show patterns...

■ Show Input tables : Input사항을 text window를 통해서 확인

(geometry data/ loading data)

■ Show Deformed shape... : 변형된 상태 보여줌

■ Show Element Forces/Stresses : 부재력도(축력도,모멘트도,전단력도 등) 및

응력도 보여줌

■ Show group joint force sums... : group으로 정의된 joint들의 부재력 합을 표시

■ Set output table mode... : 해석결과를 text형태로 보기 위해 설정, 오른쪽 마우스버튼으로 부재를 선택하면 그 부재의 부재력이 text window에 표시된다.

10. DESIGN 메뉴 : 현재까지 매뉴얼이 나와있지 않다고 함.

11. OPTIONS

■ Preferance

각종 설정값을 지정해준다.

- Auto merge tolerance  : EDIT/merge joint 명령 사용할 때 얼마 이하의 거리에 있는 점들을 하나로 만들 것인가?

- Screen selection tolerance : element들을 선택할 때의 허용거리

- Screen snap to tolerance : snap 허용거리

- Screen line thickness : 화면의 선두께

- print line thickness : printer 선두께

■ Colors...

화면 및 printer의 색을 설정해준다.

■ Set coordinate system

좌표계를 설정한다. 여러개의 좌표계를 설정할 수 있다.

12. ICON소개

1. New model

2. Open .SDB file

3. Save model

4. Undo

5. Redo

6. Refresh window

7. Lock/Unlock model : Analyze를 수행하고 나면 자동으로 Lock model상태로 바뀐다.

8. Run Analysis

9. Rubberband zoom

10. Restore full view

11. Restore previous zoom

12. Zoom in one step

13. Zoom out one step

14. Pan

15. 3D view

16.∼18. 2D view

19. Perspective toggle : 투시 옵션 toggle

20. Element shrink toggle : shringk mode On/Off

21. Set elements

22. Up one grid line : 현재의 평면에서 한단계 위의 grid 평면을 보여준다.

22. Down one grid line : 현재의 평면에서 한단계 아래의 grid 평면을 보여준다.

1. Pointer tool : element를 선택할 때 이 아이콘을 누른 후 선택한다.

2. Select All

3. Select previous selection

4. Clear selection

5. Set intersecting line select mode

6. Reshape element

7. Add special joint

8. Draw frame element

9. Draw shell element

10. Quick draw frame element

11. Quick draw shell element

12. Assign joint restraints

13. Assign frame section

14. Assign shell section

15. Assign joint loading

16. Assign frame span loading

17. Assign shell uniform loading

18. Show undeformed shape

19. Display static deformed shape

20. Display mode shape

21. Display element force/stress diagram

22. Set output table mode

13. DXF 불러오기

- SAP2000이 인식할 수 있는 entity는

frame element : SAP_FRAMES라는 이름의 layer에 있는 line

shell element :  SAP_SHELLS라는 이름의 layer에 있는 3Dface

14. AutoCAD와 SAP2000을 이용한 Modeling예

■ Steel box

- AutoCAD에서 SAP_FRAMES라는 layer를 만든다.

- 모델을 그린다. SAP2000은 line만 인식할 수 있으므로 line으로 그린다. 곡선교의 경우엔 Arc나 Circle명령으로 그린 후 [다정다감]의 UTILITY메뉴에 있는 BCROSS.LSP를 이용해서 직선으로 만들어준다. [다정다감]의 BCROSS.LSP는 직선과 직선 또는 직선과 곡선이 만나는 점에서 element를 잘라서 직선으로 만들어준다.

- DXFOUT명령으로 DXF file로 만든다. (예:sbox.dxf)

- SAP2000에서 FILE/ Import명령으로 DXF를 불러온다.

- select all을 하고 EDIT/ Divide frames...(Break all intersections.. option사용) 명령으로 교차되는 점에서 모두 자른다.

- frame section, 경계조건, 하중 등을 define/assign하고 해석한다.

■ RC Slab

- AutoCAD에서 SAP_FRAMES라는 layer를 만든다.

- 모델을 그린다. line으로..

- DXFOUT명령으로 DXF file로 만든다. (slab.dxf)

- SAP2000에서 FILE/ Import명령으로 DXF를 불러온다.

- select all을 하고 EDIT/ Divide frames...(Break all intersections.. option사용) 명령으로 교차되는 점에서 모두 자른다.

- DRAW/ Draw shell element명령으로 4개의 구석점을 찍어 커다란 shell요소 한 개를 만든다

- select all을 하고 EDIT/ Mesh shells...(Mesh using selected joints.. option사용) 명령으로 shell요소를 자른다.

- frame요소는 필요 없으므로 SELECT/ Shell sections.. 명령으로 모든 frame을 선택하고

- EDIT/ Delete명령으로 지워버린다.

- shell section, 경계조건, 하중 등을 define/assign하고 해석한다.