BTS-PIER — 교각 구조계산 · 내진성능평가

프로그램 개요 — 7단계 위저드 일괄 실행

교각 형식을 고르고 제원 · 받침 · 하중 · 재료 · 기초를 7단계 위저드로 입력한 뒤 F5 한 번이면, 자동하중 산정부터 하중조합 전개 · 구조해석 · 부재검토 · 내진해석 전 방법 · 내진성능평가 · 기초 연계 · 계산서와 도면 작성까지 약 35초 만에 끝납니다. 입력 중에는 오른쪽 미리보기 도면이 실시간으로 다시 그려져 잘못 넣은 치수를 계산 전에 바로 알 수 있습니다. 설계검토(신설 · 개축)는 기준 안전율로 판정하고, 내진성능평가(진단)는 실측강도 · 단면손실 · 구기준 배근을 그대로 입력값으로 받아 보유내진성능을 산정합니다.

형상 위저드 · 자동하중 · 구조해석

국내에서 쓰이는 교각 형식 10종을 지원하며 형식을 고르면 파라미터와 표준 배근이 프리셋으로 자동 채워집니다. 상부구조 반력은 받침 × 케이스 표에 엑셀에서 붙여넣고, 자중 · 풍하중 · 유수압/부력 · 온도 · 온도구배 · 충돌 · 마찰력은 프로그램이 형상에서 직접 산정해 한계상태 하중조합을 전개합니다. 해석은 자체 직접강성법 솔버가 수행합니다 — 2D는 직각방향 라멘과 교축방향 캔틸레버, 3D는 12자유도 공간 프레임으로 2열 받침 편심과 비틀림을 직접 반영하며, 3D 결과로 2D 결과를 상호 검증(오차 < 1%)하고 MIDAS Civil 대조용 MCT를 생성합니다.

단면력 포락 · 부재 검토 · 자동 작도

전 하중조합을 해석한 뒤 N · V · M 포락도에 극값 위치(★)와 지배조합 이름을 함께 표기하고, 검토단면별 단면력을 일람표로 계산서에 직결합니다. 부재 검토는 변형률 적합 fiber 적분으로 P-M 상관면을 직접 구성해 2축 판정하고, 코핑은 전단경간비에 따라 코벨 / 스트럿-타이 / 보 이론을 자동 분기하며, 받침부 지압 · 할렬 · 연단거리 · 최소받침지지길이까지 검토해 전 항목을 D/C 막대그래프 한 장으로 종합합니다. 도면은 계산서 · 화면 미리보기 · DXF가 같은 작도 루틴을 써 세 곳의 그림이 어긋날 수 없으며, 치수체인 · 표고 · 소성힌지구역 · 주기 · 표제란이 자동으로 들어갑니다.

내진해석 9방법

지진구역 · 위험도계수 · 지반분류(S1~S6)에서 설계응답스펙트럼을 그리고, 등가정적(단일모드)과 고유치해석 → 다중모드 RSA(SRSS / CQC)를 모두 수행해 주기를 상호 대조합니다. 시간이력해석에 쓸 인공지진파 7개를 프로그램이 직접 생성하고(시드 고정, 7파 평균 ≥ 0.85 설계스펙트럼 자동 검증), 연약지반이면 1차원 등가선형 지반응답해석으로 지표 가속도를 다시 구합니다. Mander 구속콘크리트 모델로 모멘트-곡률과 소성힌지 특성을 정의해 Pushover로 변위연성도 μΔ를 산정하고, 선형 MDOF 시간이력과 비선형 SDOF 시간이력(Takeda 이력)을 7파에 대해 수행합니다.

내진성능평가 · 보강 검토와 산출물

기존 교각은 「기존 시설물(교량) 내진성능 평가요령」의 취약도 채점 예비평가와 보유/요구 비교 상세평가를 거쳐 보유내진성능을 g 단위로 산정합니다. 구기준 배근(D13@300)의 심부구속철근 D/C 초과 · 받침부 지압 초과 등 취약점을 그대로 검출하며, 미확보 시 단면증설 · 강판 자켓 · FRP 자켓의 구속응력을 다시 계산해 보강 전후를 비교합니다. 계산이 끝나면 계산서(DOCX · HWPX · TXT) · 도면 DXF 2종 · 결과요약 XLSX · MCT 2종 · 기초 연계 프로젝트 · 그림 32장이 한꺼번에 저장되며, 계산서는 자동 감사로 본문에 배치되지 않은 계산과정과 도면을 부록에 편입합니다.

핵심 지표

• 10종 — 지원 교각 형식 — T · 역T · π · 다주 · 벽식 · 단주 · 중공 · V/Y · 말뚝가구 · 강재
• 9방법 — 내진해석 — 등가정적부터 비선형 시간이력까지
• 114 — 검증 테스트 전부 통과 · 내장 예제 7종
• 32종 — 자동 작도 — 도면 8 · 하중해석 9 · 부재 3 · 내진 12

산출물

• 구조계산서 DOCX · HWPX · TXT
• 일반도 · 배근개요 DXF
• 결과요약 XLSX
• MIDAS 검증모델 MCT 2종
• 그림 PNG 32종
• P-M 상관도 · 단면력 포락도
• 설계응답스펙트럼 · 인공지진파 7파
• 기초 연계 .btsfnd / .btspile

도입 효과

• 상용 구조해석 프로그램 없이 자체 2D/3D 프레임 솔버로 해석 완결 — 입력 완료 후 약 35초에 계산서 · 도면 생성
• 계산과정 누락이 구조적으로 불가능 — 자동 감사로 미배치 계산 · 도면을 부록에 편입하고 수록 현황표 제시
• 기존 교각 내진성능평가 — 실측강도 · 단면손실 · 구기준 배근 그대로 입력해 보유내진성능과 보강 3공법 비교를 진단 성과품에 편철
• 기준 개정 시 YAML 계수 파일 교체만으로 전 계산에 반영, 스키마 검증 자동 수행