Summary | CIM은 교량 구조물만 모델링이 가능한가요? |
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Related Function | Base > Library |
Type | TIP, VERIFICATION, EXAMPLE |
midas CIM은 범용 BIM Tool 로서 철골 부재를 이용한 흙막이 가시설에 대해서도 적용이 가능합니다.
흙막이 가시설은 2차 가설 구조물로서 주 구조물을 기반으로 각각의 철골 부재 간의 간섭을 고려하여 배치하여야 하며, 현장 상황에 따라 지장물 보호 및 이설에 필요한 모델링이 필요합니다.
다음의 예)는 개착박스 구간에 해당하는 흙막이 가시설 일부분을 모델링한 예)를 들어 소개를 해 드립니다.
1. Point Library 모델링
흙막이 가시설은 주로 롤빔(RH형강) 형태의 기성 제품들을 이용한 구조체를 이루고 있습니다.
이러한 주요 부재가 일정한 패턴을 가지고 위치하여 있고, 접합부 또한 정형화가 되어 있어 CIM 모델 체계중의 하나인 Point Library로 모델링을 하였습니다.
주) 본 예시 내용에 따라 모델 구성이 되어야 하는 것은 아니며, 사용자 환경에 따라 Point Library Mode 또는 Curve Library에서 모델링을 할 수 있습니다.
주요 부재 모델링 제원은 다음과 같습니다.
주요강재 규격
주형보 : I-700×300×13×24
H-파일 / 띠장 및 버팀보 : H-300×305×10×15
부재 간격
말뚝재(H-Pile) 및 주형보 / Earth Anchor : Hor. C.T.C 2.000m 중간말뚝재(H-Pile) : Hor. C.T.C 3.000m
버팀보(Strut) : Hor. C.T.C 2.200 ~ 2.500m / Ver. C.T.C 3.000m 띠장(Wale) : Ver. C.T.C 2.100 ~ 2.200m
모델 방법은 위의 부재 간격에 따라 배치가 되는 체계로 Point Library로 구성되어 있습니다.
말뚝재(H-Pile) 및 주형보가 1개의 Set 단위로 모델링 되었고, 중간말뚝재, 버팀보, 띠장재 들이 별도로 모델링 되었습니다.
다음은 말뚝재(H-Pile) 및 주형보를 예를 들어 설명해 드립니다.
Point Library 원점을 기준으로 이격 거리를 주어 말뚝재(H-Pile)와 주형보(Main Beam)을 배치하였고,
토류판용으로 쓰일 판재와 보걸이를 모델링하여 배치를 하였습니다.
이렇게 구성된 부재들은 동일한 간격(C.T.C 2.000)으로 배치될 예정입니다.
2. 측면말뚝재 / 주형보 모델링
Point Library Mode의 Create 를 클릭하여 해당 모드를 진입합니다. 이후 Library의 이름을 정의해 줍니다.
강재의 모델은 CIM DB에 저장되어 있는 Steel Member 로 모델링 되었습니다.
그림과 같은 방법으로 강재 단면를 선정하고, Beta Angle을 조정하여 모델에 보여지는 방향에 따라 축방향을 변경하여 모델링할 수 있습니다.
부재의 위치에 따라 Move 또는 Copy 기능으로 위치 변경 및 복사하여 배치를 할 수 있습니다.
또한, 강재 부재가 많아 짐에 따라 시인성 구분이 가능하도록 부재의 색상을 개별적으로 변경할 수 있습니다.
Point Library 모델 작성 후에는 모델이 배치될 위치를 결정해주는 구속점 부여 처리를 해 주어야 합니다.
적용 방법은 다음과 같습니다.
① Const. Entity > Point 를 지정해 줍니다. (모델의 예)에서는 원점에 Point를 부여해 주었습니다.)
② Expression Entity > Single Point 기능을 진입하여, 모델의 부재를 선택해 주고 앞서 설정한 Constraint Point를 선택해 줍니다.
③ 해당 모드에서 Close 를 합니다.
④ Point Library Mode에서 Close 하면 Point Library 1개 항목이 생성되었습니다.
Q1 : 구속점 부여를 하지 않으면 어떻게 되나요?
A1: Assembly Unit Mode 또는 Base Mode 모델공간에 할당이 되지가 않아 조합된 모델을 만들수가 없습니다.
여기서, 주의할 점은 해당 Library에서 새로운 부재(객체)가 만들어 지게 되면, 추가된 내용이 반영되어야 하므로 추가 부재(객체)에 대한
구속점에 추가 할당이 필요합니다.
3. 중간말뚝재 모델링
중간 말뚝재 또한 앞선 방법에 따라 Point Library Mode에서 Create 하여 신규 Library를 생성하고,
Steel Member의 생성기능으로 해당 H-형강을 만들어 냅니다.
모델의 예)에서는 중간말뚝 부재와 같이 배치될 피스브라켓을 함께 모델링하였습니다.
모델의 예)에서는 Point Library 원점기준으로 중간말뚝재가 처음 배치될 위치로 이격하여 배치를 하였습니다.
예시와 같은 방법으로 모델링을 할 때 주의할 점은 부재의 위치 결정 방법입니다.
Point Library 안에서 모델의 예)처럼 처음 배치될 모델의 위치를 미리 결정할 것인지? 또는
어떠한 Point Library 든지 원점기준에 맞추어 모델을 만들어 놓고, 모델을 조합할 때 상대위치에 따라 위치를
정하여 배치 할 것인지에 대한 방법론 차이 입니다.
위의 방법은 Assembly Unit 조합 모델시에 비교 설명 내용이 있으니 참조하시기 바랍니다.
Q2 : 흙막이 가시설 모델 작성시 부재단위의 Point Library를 따로 따로 만들어야 하나요?
A2: 답변으로는 그렇지는 않습니다.
Base Mode 또는 Assembly Unit Mode / Point Library Mode 별로 각각의 모델공간에서 모든 부재를 함께 모델링을 해도 됩니다.
다만, 다수의 부재가 반복되어 배치되는 구조이기 때문이고, 부재의 위치 또는 형상이 변경사항이 있을 때 보다 자유롭게 변경이
가능하도록 CIM 내에서 부재 단위의 모델로 관리하는 내용으로 이해 하시면 됩니다.
4. 판(Plate)부재 모델링
Q3 : 중간말뚝재에 있는 피스브라켓은 어떻게 만들어 졌나요?
A3 : 피스브라켓의 형강은 Steel Member 생성 기능으로 중간말뚝재와 같은 방법으로 모델링이 되었습니다.
또한, 피스브라켓 위치에 맞게 Move 기능으로 이동하여 모델링 할수 있고, 반대편은 Mirror 기능으로 복사하여
적용할 수 있습니다.
다만, 피스브라켓 부재에 필요한 판(Plate) 부재는 Steel Member 기능의 판 부재 생성 기능을 이용하시면 편리하게 적용 가능합니다.
판(Plate) 부재의 모델링 방법은 다음과 같습니다.
① Steel Member 기능의 Steel Plate 생성 모드로 진입합니다.
② Property 탭의 판부재 두께를 입력합니다.
③ Create 탭으로 이동합니다.
④ 그리기 모드 여러 방법 중 편리한 방법을 이용하여 부재를 생성합니다.
5. 사용자 환경의 판(Plate) 부재 모델링
Q4 : H-형강에 있는 스티프너 모델링 방법이 궁금합니다.
A4 : 스티프너를 모델링 하는 방법은 CIM의 Model 기능 중에 Stiffener 라는 모델 전용 기능이 있습니다.
다만, H-형강과 같이 Flange와 Web이 접합되는 부분에 곡선이 있는 부분은 CIM 모델 Tool을 이용하여 별도로 만들 수 있는 방법이 있습니다.
CIM 모델 기능을 이용한 방법이니 참고하여 Tool을 익혀 보시기 바랍니다.
생성 방법은 다음과 같습니다.
① 형강의 라인(선)을 추출하여 오차가 없는 스티프너를 만드는 과정입니다.
Feature > Sub Shape > Extract 기능으로 진입하여 Target Object 에서 Edge를 선택하고 추출하고자 하는 선을 선택합니다.
② 앞서 추출한 라인(선) 만으로는 면 만들기에 부족한 선이 있어 바깥부분에 선을 새로 생성해 줍니다.
Sketch 기능으로 선을 그려 줍니다.
③ 라인(선)을 이용하여 면을 만드는 과정입니다.
Surface > Plane 기능을 선택하고 Method 에서 By Select의 방법으로 라인(선) 객체를 선택합니다.
④ 면을 3D Solid 객체로 만드는 과정입니다.
Extrude 기능을 선택하고 앞서 생성된 Surface(면) 객체를 선택하면, 두께를 조정할 수 있는 화살표가 표시됩니다.
화살표 방향을 마우스로 끌어 당기기 하여 부재를 늘리거나 입력값을 조정하여 판 두께를 설정합니다.
6. 사용자 환경의 판(Plate) 부재 속성 변경하기
위와 같은 방법으로 H-형강에 정확이 일치하는 스티프너 형상을 생성할 수 있습니다.
이렇게 생성된 객체는 정보를 담을 수 없는 Body 객체로 생성이 됩니다.
정보를 담기 위해서는 Member Type으로 변경하여야 하는데, 방법은 다음과 같이 진행됩니다.
객체를 선택하면 Property 창이 열리게 됩니다.
Solid Type을 Body → Member로 변경하고, Member Type 과 Material Type 을 사용자 환경에 따라 변경해 줍니다
설명의 예)에서는 Member Type은 Nonstructural Member를 선택하였고
Material Type은 Steel 부재를 선택하였습니다.
참고) Structural Member와 Nonstructural Member의 차이점을 알고 싶으시면 아래 링크를 확인해 주세요
FAQ : [Property(Analysis) 기능의 이해]
7. 버팀보 모델링
버팀보를 생성하는 방법 또한 Steel Member의 생성기능으로 해당 H-형강을 만들어 냅니다.
버팀보가 배치되는 될 때에는 Jack 설치 부분이 좌우 상하 부분이 교차하여 배치하여야 하므로 Point Library 원점의 중간부분에 위치하여
모델 조합시 교차 배치 될 수 있도록 작성되었습니다.
8. 주형받침보 / 띠장재 모델링
설명의 모델에서는 종방향으로 연속하여 배치되는 주형받침보 / 주형받침용 앵글 / 띠장재를 하나의 Library로 구성하여 모델링하였습니다.
Assembly Unit 모델공간에서 최종 모델 조합시 Point Array 기능을 이용하여 반복 배치 할 수 있도록 작성된 예) 입니다.
사용자 모델 환경에 따라 각각의 부재를 별도의 Library를 구성하여 배치 할 수 있습니다.
9. 어스앵커(Earth Anchor) 모델링
Earth Anchor 또한 별도의 Library로 구성되었습니다. Assembly Unit 모델공간 최종모델 조합시 C.T.C 2.000 로 배치될 예정입니다.
어스앵커 대좌(브라켓) 또한 앞서 설명한 스티프너와 유사하게 CIM 모델 Tool로 모델링 된 예) 입니다.
별도의 전용기능이 없는 형상의 모델도 Library 별로 작성하여 유사한 모델단위 / 프로젝트 단위로 활용 가능합니다.
10. Assembly Unit 모델링 (Setting)
각각의 Library 모델을 조합하는 과정입니다.
Assembly Unit 모델공간으로 Create 하여 진입합니다.
이름을 변경할 수 있고, 모델의 단위길이를 입력합니다.
모델의 예)에서는 개착박스 흙막이 가시설 구간을 임의로 49.2m로 설정하였습니다.
11. Assembly Unit 모델링 (Constraint Array Point)
Assembly Unit 모델 공간에 생성된 Default Constraint Path에 Library를 배치할 Point 를 설정해 주는 과정입니다.
Point Library 에서 만든 모델을 Default Constraint Path에 생성된 Point를 기준으로 Array하여 배치를 합니다.
Pattern Spacing 2.0m 의 간격은 앞서 작성된 측면 말뚝재(H-Pile)와 어스앵커(Earth Anchor)을 배치할 Point 입니다.
12. Assembly Unit 모델링 (Constraint Array Point)
Default Constraint Path에 각 Library를 배치할 Constraint Array Point를 배치 하였습니다.
설명의 예)처럼 한 개의 Path 에 여러 개의 Array Point를 배치할 수도 있고,
아래의 13. 설명에서 처럼 각각의 Main Path에 따라 Array Point를 만들 수도 있습니다.
위의 예)에서는
측면말뚝재 배치를 위한 Constraint Array Point 를 Pattern Spacing으로 2.0m 간격으로 배치하였고
중간말뚝재 배치는 User Defined 하여 10@3.0, 2.5, 4.0, 2.5, 3@3.0 간격으로 배치하였습니다.
주형받침보 / 띠장재 배치는 종방향으로 한 개의 부재단위로 모델링 되어 있어 12.0m 단위로 이음위치가 발생하는 것을 가정하여
User Defined 3@12m 로 배치되었습니다.
13. Assembly Unit 모델링 (Main Path)
버팀보 배치를 위한 Main Path를 만드는 과정입니다.
앞선 설명에서는 Default Constraint Path에 여러 개의 Constraint Array Point를 만들어 배치를 한 과정을 설명하였고,
이번 설명에서는 버팀보 부재를 배치하기 위해 별도의 Path를 만들어 Constraint Array Point를 배치하는 과정입니다.
앞에서 언급하였듯이 사용자 모델 구성에 따라 Path와 Array Point를 달리 설정할 수 있습니다.
주위할 점은 각각의 Library가 원점 기준으로 이격 되어 모델링 되어 있는 점을 감안 하여 배치를 하면 됩니다.
Main Path의 생성 방법은 다음과 같습니다.
① Main Path 기능으로 진입합니다.
② Default Constraint Path 에서 생성된 Constraint Plane을 선택합니다.
③ Default Constraint Path 기준으로 이격될 거리를 입력합니다.
14. Assembly Unit 모델링 (Constraint Array Point)
버팀보 배치를 위한 Constraint Array Point를 설정하고 있습니다.
설정 방법은 해당 Main Path를 선택하고, 사용자화 된 간격을 입력하면 됩니다.
설명의 예) 에서는 User Defined화 하여 배치를 하였습니다.
Tip)
가시설 계획시에는 해석 결과에 따라 최대 간격을 가지고 Patten Spacing으로 일정간격으로 배치하고,
추후 발생되는 결과에 따라 사용자화 하여 배치하면 원하시는 배치에 따라 계획을 할 수 있습니다.
Constraint Array Point에 부재가 구속되어 있기 때문에 모델 완성 후에도 Array Point를 조정하면 부재 배치가 자동 조정 됩니다.
버팀보 배치를 위한 Constraint Array Point를 설정을 계속 진행하고 있습니다.
버팀보 배치시 버팀잭(Jack) 위치는 보통 상·하·좌우로 교번하여 배치가 되므로 Constraint Array Point를 따로 배치를 하고 있습니다.
버팀보 배치를 위한 Constraint Array Point를 설정을 계속 진행하고 있습니다.
버팀보 배치시 버팀잭(Jack) 위치는 보통 상·하·좌·우로 교번하여 배치가 되므로 Constraint Array Point를 따로 배치를 하고 있습니다.
15. Assembly Unit 모델링 (Assign, Library 모델 할당)
Assembly Unit 모델 공간에서 Library 모델을 할당 하는 과정 입니다.
① Assign Library Tab 에 있는 Point Library 를 선택합니다.
② 할당할 Library를 선택합니다.
목록에서 해당 Library를 선택하면 썸네일이 표시가 됩니다.
설명의 예)에서는 측면말뚝재와 주형보 / 토류판이 모델링 되어 있는 Library를 선택한 모습입니다.
앞서 설명 드린 구속점 부여 처리 (Expression Entity 의 Constraint Point)를 하지 않으면 썸네일 표시내용이 비활성화가 되어 표시 됩니다.
③ 할당방법시 Constraint Point 방법으로 Point Array를 선택하고 할당할 Point를 선택합니다.
④ Preview를 통해 배치 형상을 확인해 봅니다.
⑤ Close 또는 Apply를 적용하여 Library 모델을 할당합니다.
중간 말뚝재를 할당하는 과정입니다.
측면 말뚝재와 동일한 과정이며, 중간 말뚝재가 할당될 Constraint Point를 찾아 할당 합니다.
주형받침보 / 띠장재를 할당하는 과정입니다.
해당 부재가 할당될 Constraint Point를 찾아 할당 합니다.
버팀보 부재를 할당하는 과정입니다.
버팀보 배치를 위한 Constraint Array Point에서 설정한 대로 Array Point를 찾아 할당을 합니다.
앞서 설명한 버팀잭(Jack) 위치를 교번하여 배치할 수 있도록 좌표계를 변경하여 쉽게 교번 배치를 할 수 있습니다.
교번 배치되는 과정은 다음과 같습니다.
① 버팀보 Library가 작성된 방향에 따라 정상 배치 합니다.
② 버팀보 Library의 방향을 변경하여 배치 합니다.
Local Axis의 방향에 (-) 값을 주어 Assign되는 방향을 전환합니다.
③ 버팀보 Library가 작성된 방향에 따라 정상 배치 합니다.
④ 버팀보 Library의 방향을 변경하여 배치 합니다.
버팀보의 위치를 교번하여 배치된 결과 입니다.
Assembly Unit 모델공간에서 Point Library를 조합한 결과 입니다.
말뚝재 / 주형보 / 띠장재 / 버팀보 / 어스앵커 등 여러가지 Library를 작성하고 조합하여 가시설 구조물의 LOD 수준을 300이상으로 작성하였습니다.
위와 같은 가시설 모델 Type이 여러 개인 경우 Base Mode 모델공간에서 선형에 할당 및 조합하여 활용이 가능합니다.
CIM으로 모델 확인을 하거나 midas Dafter로 도면 연동을 하여 성과품 작성을 할 수 있습니다.
[모델결과 확인 - 자재투입구 모델링 View]
[모델결과 확인 - 주형보 브레이싱 모델링 View]
[모델결과 확인 - 작업구 버팀보 보강부의 화타쐐기 모델링 View]
16. 도면 연동
CIM에서 모델링 된 객체는 midas Drafter를 연동하여 도면화를 할 수 있습니다.
3D 단면을 2D화 한 도면으로 일회성 도면이 아닌 모델 변경에 따른 도면 변경이 이루어 질 수 있도록 되어 있습니다.
[midas Drafter - ISO View, 등각면도 생성]
CIM - Drafter간의 도면 연동 방법은 단면을 자동으로 생성해주고, 사용자가 midas Drafter 만의 고유 기능을 이용하여
치수선 기입 및 각종 주석 생성을 하여 쉽게 도면 성과품을 작성 할 수 있습니다.