E.9 Truss and Cable Elements
E.9.1 Plane Truss
그림과 같은 평면트러스에서 집중하중이 가력되는 경우, 자중이 가력되는 경우와 주파수해석을 수행하였다.
Figure E.9.1 Plane Truss Model
집중하중 및 자중이 작용하는 경우에 해는 그림에 표시하였고, 주파수 해석 결과는 다음과 같다.
Table E.9.1 Analysis Results
| MODE | Natural frequencies (Hz) | Remark | |
|---|---|---|---|
| CONSISTENT | LUMPED | ||
| 1 | 1.29239 | 1.25464 | |
| 2 | 1.91065 | 1.86042 | |
| 3 | 3.42578 | 2.99587 | |
| 4 | 4.60731 | 3.66674 | |
| 5 | 5.26115 | 4.15113 | |
| 6 | 6.97473 | 5.94759 | |
| 7 | 8.60843 | 6.60777 | |
| 8 | 10.1331 | 7.38025 | |
| 9 | 10.5681 | 8.01503 | |
| 10 | 10.847 | 8.25481 |
Input file
-
ptruss.inp : Concentric load case, Self-weight case, Frequency analysis using consistent mass
-
ptrussl.inp : Frequency analysis using lumped mass
E.9.2 User Defined Coordinate in Support, and Displacement, Concentric Load
앞 절과 같은 트러스 구조를 대상으로 Support 구속조건, Displacement 하중, Concentric 하중에 UCS적용을 검증한다. 그림과 같이 두 모델을 제시하였으며, Model 1은 Support 구속조건, Concentric 하중에 대한 검증을, Model 2는 Displacement 하중에 대한 검증이다. Model1에서 Concentric 하중 검증으 위해 절점4에 X, Y 방향 하중을 별도로 정의한 것과, 회전한 후 부과하여 비교한다. 이때 하중벡터는 동일한 벡터이다. 회전된 Support 조건이나 회전된 지점에 대한 Displacement 하중을 부과하는 것과 같은 효과를 내기 위해 각 모델의 case 1은 별도의 절점 100을 생성하고 이를 절점 5와 연결하였다. 이후 MPC 구속조건을 부과한다. 각 모델에서 case1과 case2는 동일한 결과를 나타내야만 한다.
Figure E.9.2 Analysis Models for the Verification of User Defined Coordiante
Input file
-
ptrussOrient1.inp : Model 1 – Verificaton of Support, Concentric load
-
ptrussOrient2.inp : Model 2 – Verifiction of Displacement load
E.9.3 Cable Element
Figure E.9.3과 같이 케이블과 보로 구성된 간단한 구조물에 대해 해석을 수행하여 탄성현수선 요소를 검증하였다. 케이블은 1개의 탄성현수선 요소로, 보는 1개의 선형보요소로 모델링하였다. 탄성현수선 요소의 무응력길이 \(\small L_{0}\)를 변화시켜가며 자유단 A에서의 수직변위를 계산하였으며 서울대학교 이해성 교수 연구팀에서 보유하고 있는 사장교 해석용 인하우스 프로그램(이해성 등, 2004)과 비교하여 결과가 정확히 일치함을 확인하였다.
Figure E.9.3 Verificaiton of Cable Element
Input file
- cable.inp