기둥과 바닥, 보와 거더를 모델링하여 기초적인 건축 모델링을 완성하였다. 대부분이 <Place Linear Member System>과 <Place Slab>를 통해 모델링된다. 슬래브만 잘 활용해도 건축 모델링의 대부분을 완성할 수 있다고 하니 활용법을 잘 익혀두는 것이 중요해 보인다.
Fig.2 오리지널 좌표계
S3D에서 모델링을 할 때, 경사면에서 모델링을 해야하는 경우가 있다. 좌표를 기준으로 모델링을 하는 S3D에서 기울기가 있는 면에서의 모델링을 E, N, EL 좌표를 이용한 모델링이 어렵다. 이때, 기준면을 설정하여 전체 모델을 회전하여 임의로 좌표계를 변경할 필요가 있다. S3D에선은 <Define Coordinate System by 3 Points>를 사용한다.
Fig.2 Define Coordinate System by 3 Points
Fig.3 기준면 설정
아이콘을 클릭하고 원하는 경사면에 있는 3개의 포인트를 선택하면 된다. 스냅을 적절히 사용하면 쉽게 선택할 수 있다. Ctrl + Shift + S로 빠르게 'SmartSketch 3D Toolbar' 창을 열 수 있다.
Fig.4 변경된 좌표계
3개의 포인트를 선택하고 측면뷰를 다시 선택하면 이와 같이 기울어진 면을 기준으로 좌표계가 설정된 것을 확인할 수 있다. 이 상황에서 모델링을 하면 E, N, EL을 사용한 모델링이 더욱 쉬워진다.
모델링을 위해서는 우선 하이라키를 작성해야 한다. Workspace Explorer에서 New System을 클릭하여 작성한다.
하이라키를 작성하는 이유는 모델링하는 것이 편하다는 것도 있지만, 수정 작업이 쉽게 때문이기도 하다. 분류별로 콘크리트 기초, 바닥, 벽 이렇게 아이템 별로 나눠서 모델링하면 추후 수정 작업할 때 모델의 선택이 용이하고 같은 카테고리의 모델을 한눈에 확인할 수 있어 작업 효율성이 증가한다. 따라서 S3D에서 작업을 할 때는 하이라키의 작성이 필수적이다.
Fig.2 Trim
그리드를 작성하고 Structure task에서 슬래브(Slab)를 모델링한다. 스마트스케치 창에서 Trim을 사용하면 편하게 스케치를 할 수 있다. Trim은 AutoCAD에서 사용하는 것과 유사하게 원하는 스케치를 지우는 방법으로 쓸 수 있다. 또한 아이콘을 길게 눌러 Revit에서의 Trim과 유사하게 코너를 만드는 트림으로 사용할 수도 있다.
Fig.3 Column, Girder, Slab
수직 기둥인 Column을 모델링하고, 그 사이에 기둥과 기둥을 연결하는 보인 Girder를 모델링한다. 다음으로 바닥인 Slab을 모델링하여 기본적인 구조를 완성하였다.
Fig.4 1차 완성 모델링
벽과 나머지 파운데이션 및 상단부에 오프닝을 만들어 1차 모델링을 완성하였다. 이제 여기에 추가적인 모델링과 문, 창문, 사다리, 계단과 같은 구조물을 설치하면 오늘 모델링은 완성이다.
Fig.5 Door
S3D에서 문을 모델링하는 방법은 일반적인 컴포넌트를 모델링하는 방법과 동일하다. 아이콘을 클릭하고 원하는 모델을 로드하여 작성한다. 이때, 문이 열리는 방향을 설정하는 상당히 재미있는 기능을 알게 되었다. 위 이미지의 <Push> 란에 1과 -1을 입력했을 때의 문의 방향이 다른 것을 확인할 수 있다. 심지어 0을 넣으면 문이 닫힌다! 이런 기능은 사실 견적 산출 등에 큰 영향을 끼치는 것은 아니지만, 시각적인 작업이니 만큼 문의 핵심인 열고 닫히는 방향을 구현했다는 사실이 흥미로웠다.
※추가
슬래브(Slab)와 오프닝(Opening)을 작성할 때 사용하는 스마트스케치(SmartSketch)로 스케치를 하게 된다.
이때, 마우스 휠 버튼으로 패닝이 S3D 모델링창에서와 반대로 설정되어 있다.
이 설정을 바꾸기 위해서는 스마트스케치 창 상단의 <Tools>에서 <Options>를 클릭한다.
여기서 'General' 탭으로 들어가면 'Middle Button Operation'이 기본값인 Windows Scrolling으로 되어있다.
이것을 Pan으로 바꾸면 익숙한 방향으로 패닝을 사용할 수 있다.
Fig.6 스마트스케치 패닝 설정
오늘 배운 것.
1. Column, Girder, Slab 등을 통해 기초적인 건축 모델링을 할 수 있다.
저번주에 진행했던 모델링에서 H-Bracing, V-Bracing을 추가하였다. Bracing(브레이싱)은 '능구'라고도 하며, 하중에 저항하기 위해서 설치하는 지지대라고 생각하면 된다. 보와 거더간의 하중 불균형을 해소하고, 교량 전체의 강성을 증가시키는 역할도 한다.
Fig.2 H-Bracing Z offset
H-Bracing을 처음 모델링 할 때 브레이싱의 기준점을 거더와 빔의 상단으로 설정하여 계획 높이보다 높게 모델링 되었다. 이를 수정하기 위해 브레이싱의 End나 Start 포인트를 선택하여 Properties를 들어간다. Z Offset을 원하는 대로 설정하면 위 이미지와 같이 EL값이 수정된다.
Fig.3 V-Bracing, Chevron Bracing
V-Bracing도 모델링 하였다. Place Bracing 아이콘을 길게 누르고 있으면 위 이미지와 같은 아이콘 서랍이 열린다. 여기서 3번째 아이콘을 클릭하면 교차된 V-Bracing을 모델링 할 수 있다. Chevron으로 V자형 브레이싱을 모델링 해보았다. 적절히 Cardinal Point, Angle, Reflect를 설정하여 원하는 위치에 모델링한다.
Fig.4 Ladder, Handrail
작업발판이자 바닥인 Slab(슬랩)을 추가로 모델링하고, 사다리와 헨드레일을 모델링하는 방법을 배웠다. 슬랩에 구멍을 뚫는 Opening의 사용법도 알게 되었다. 흥미로운 것은 슬랩을 모델링할 때 바운더리 오프셋 조건을 3가지로 줄 수 있다는 것이었다.
Fig.5 Boundary Offset Reference
바운더리 조건에 따라 슬랩의 모델링이 달라지는 것을 확인할 수 있다. 일반적으로 슬랩은 3번째 이미지처럼 Beam을 완전히 가리는 형태로 설치된다고 한다. 그러나 필요에 따라 이러한 설정을 다양하게 활용하여 모델링을 진행하는 것 같다.
오늘 배운 것. 1. Column, H-Bracing, V-Bracing을 모델링 할 수 있다. 2. Slab, Ladder, Handrail을 모델링 할 수 있다.
서포트의 종류에는 행거, 서포트, 앵커, 스토퍼 등 다양하며, 각 서포트는 스탠다드(STD)를 따른다.
회사에서는 필요한 서포트에 따라 라이브러리를 구성하여 사용한다고 한다. 구축한 라이브러리는 스탠다드 드로잉을 따라가며 표기 방법의 예시는 다음과 같다.
SW** - ①②③ - ⓐ
SW**: Support type (SW, SWP, SWPE) ①: Material code ②: Line size (NPS,inch) ③: Length "L" ⓐ: Height "H"
L과 H는 디폴트 값이 있다. 조건에 부합하는 값을 STD로 한다.
STD에 부합하면 넘버링에 기호를 붙이지 않는다. 생략하더라도 정해진 위치와 구분 기호로 인해 혼동이 없다.
규격 기준에 따라 넘버링이 달라지기 때문에 이를 단순히 외우는 것 보다 이러한 방식으로 이루이진다는 것을 이해하는 것이 중요해 보인다.
서포트의 종류 중에 Trunninon이라는 것이 있다는 것을 알게 되었다.
트러니언(or 트러년) 이라고 하는데, 주로 파이프 중량을 지지하는 기능을 하는 다양한 지지대를 지칭할 수 있으며 일반적으로 파이프 움직임이 예상되지 않는 곳에 사용한다.
검색을 통해 알아보면,
What Is a Trunnion Support? A trunnion pipe support is a pipe support that reinforces pipe sections and stabilizes piping systems. Pipe trunnions are used in instances where little or no movement occurs in the piping system.
The trunnion is an additional pipe, similar to the size of your parent pipe, that is welded to an active piping system in order to add physical support. Piping engineers use complex load-bearing calculations to figure out how much support they need within their piping system, and adding trunnions can be a key way to get that support.
유량계로써 오리피스 미터라고도 한다. 파이프의 단면적 보다 작은 구멍을 가진 얇은 판을 설치하여 베르누이 정리에 의해 유체가 판을 통과할 때 생기는 압력차를 이용하여 유량을 측정한다.
Fig.1 오리피스 타입 설정
밸브와 같은 컴포넌트와 동일한 방법으로 모델링하면 된다. 우선 'Browse custom tinstruments'로 오리피스 타입을 불러와 사용한다.
Fig.2 오리피스 플랜지 Base, Mating 파트
오리피스를 모델링하면 플랜지가 자동으로 모델링 될 수 있다. 이 때, 오리피스를 베이스 파트(Base Part), 플랜지를 메이팅 파트(Mating Part)라고 한다.
베르누이 정리를 이용한 계측기를 위해서는 취관을 통해 압력을 측정해야 한다. 따라서 플랜지 부분에서 별도의 라인을 만들 필요가 있다.
자동으로 모델링된 플랜지 부분에 니플을 작성하기 위한 'Pipe Along Leg Feature'가 있다. 이미지에 표기해 두었다. 이 부분을 도면에 따라 적절히 회전을 시켜야 한다. 이를 위해서는 셀렉트 필터를 Piping Parts로 설정하고 플랜지를 선택하여 메이팅을 베이스로 바꾸어야한다.
메이팅 상태에서는 별도의 수정이 불가능하기 때문이다.
이후, 셀렉트 필터를 Piping Features로 선택하고 Angle을 적절히 수정하면 된다.
※ 추가
플랜트의 파이프 배치를 보면 상당히 복잡하게 꺾여있는 것을 볼 수 있다.
이게 다 이유가 있다는 것을 이제야 알게 되었다.
파이프를 일직선으로 배치하게 되면 수송되는 유체의 온도에 의한 열팽창으로 변형이 일어날 수 있다고 한다.
파이프에 사용하는 서포트는 배관 지지대라고도 하며, 배관 자체 하중과 온도 변동에 의한 팽창과 수축 및 진동에 의한 배관의 응력을 감축시키고 지지해주는 역할을 한다.
일반적으로 파이프 서포트라고 하면 건설현장의 비계다리 등이 떠오르지만, 그것과 배관 지지대는 별개의 구조물이다.
배관을 통해 유체가 흐르면 유속과 유체 종류에 따라 심한 진동과 열이 발생된다. 그러한 상황에서 배관이 단독으로 초기 위치에 고정되어 있기는 힘들다. 따라서 배관 지지대가 필요하며, Iso 도면상에는 아래의 이미지와 같이 파이프 라인에 수평한 2개의 선분으로 표기한다.
Fig.1 Support 기호
배관 지지를 위한 구조물의 종류는 행거, 서포트, 브레이스 등 여러가지가 있다. 파이프 서포트는 이전에 했던 'Piping' task가 아닌 'Hangers and Supports' task에서 모델링한다. 기존의 컴포넌트를 모델링 하는 방식과 동일하게 진행하면 된다.
Fig.2 Hangers and Supports
WBS
WBS는 Work Breakdown Structure의 약어로 업무 분업 구조라고 한다.
프로젝트 기반 사업은 광범위한 업무 때문에 프로젝트를 소규모로 구성, 관리해야할 필요가 있다. 전체의 큰 업무를 분류하여 구성 요소로 만들고, 각 요소를 소집단에게 할당한다고 한다. 자세한 것은 잘 모르지만, WBS는 효율적인 프로젝트 업무를 위한 계층적 관리 방법이라고 이해 하였다.
Fig.3 Filter 설정
WBS iso 도면을 위해서는 우선 Filter 설정을 해야한다.
새로운 필터 조건을 만들때는 My Filters가 아닌 다른 위치에서 필터를 생성한다. 위 이미지 처럼 'Work Breakdown Structure'로 들어가 모델을 선택한다.
필터 설정을 마치면 Workspace Explorer Tab에서 WBS를 클릭한다.
Fig.4 WBS Item 설정
새로운 폴더를 만들고 WBS Item을 작성한다.
WBS Type과 Purpose는 위 이미지와 같이 설정하였다.
Fig.5 Claim, Assign to WBS
파이프 모델링을 완료하고 Claim을 설정한다. 이때 셀렉트 필터를 Piping Parts로 설정해야한다. 그리고 Assign to WBS를 통해 만들어둔 WBS Item으로 모델링 데이터를 할당한다.
할당을 완료하고 파이프 모델을 선택하여 Properties로 들어가자.
Relationships 탭에 다음과 같이 WBS 항목이 추가된 것을 확인할 수 있다.
Fig.6 Iso Package 작성
다음은 Drawings로 들어가 새로운 Iso Package를 작성한다. Isogen Isometric Drawings By Query을 만들고 setup을 클릭한다. Style은 다음과 같이 WBS Items로 설정한다.
Fig.7 Query manager 설정
다음은 Drawings By Query Manager를 만들고 setup을 클릭한다. 여기서 필터는 이전에 WBS Item으로 설정한다.
이 다음부터는 기존의 Iso 도면을 작성하는 방법과 동일하게 진행하면 된다. 완료되면 아래와 같은 이미지로 정리된 Iso 파일들을 확인할 수 있다.
Fig.8 작성된 WBS Iso 도면
오늘은 단순히 WBS 도면을 생성하는 방법을 배운 것이라 이를 위한 분류 방법은 배우지 못했다. 다만, S3D 상에서 WBS Iso 도면을 작성할 수 있는 활용법을 배운 것에 만족한다.
오늘 배운 것.
1. 파이프 서포트(배관 지지대)를 모델링 할 수 있다. 2. 파이프 모델링을 통해 WBS Iso 도면을 작성할 수 있다.
Iso 도면에 표기하는 방법은 1:N이다. 1:100이라면 1m 길이의 파이프에 그 1/100인 10mm의 높이값이 추가된다. 탄젠트, 기울기로 생각하면 이해하기 쉽다. 같은 좌표로 모델링을 하여도 슬로프 값이 있으면 높이 값에 차이가 발생한다.
S3D는 AP3D나 Revit에 비해 좌표를 설정하기 까다롭다. 이 때문에 모델링이 어렵지만, 다른 프로그램에 비해 Iso 도면 작성과 같이 수치를 다루는 작업에 뛰어난 성능을 보인다.
플랜트와 같은 대형사업의 경우, 아주 조금의 오차가 나중에 큰 문제를 일으킬 수 있다. 오늘 모델링의 높이(Elevation)값이 참고한 Iso 도면과 소수점 단위로 다른 것을 초반에는 대수롭지 않게 넘겼었다. 하지만 마지막 쯤에 -10mm 오차가 발생한 것을 보고 초기 좌표 설정의 중요성을 더욱 크게 느꼈다.
지금이야 수정하면 그만이지만, 실제 업무 상황에서는 에러의 발견이 늦어질수록 인력과 시간이 많이 소모된다. 따라서 문제를 사전에 예방하기 위해 모델링을 위한 활용 능력을 제대로 배워둘 필요가 있다.
슬로프는 방위를 기준으로 모델링을 하는 Iso 도면에서 정방향의 파이프로 작도하고 다른 높이임을 표기할 수 있는 좋은 방법이다. 또한, Iso 도면상에 불필요한 고저차를 두지 않기 때문에 파이프 배치의 직관적인 이해를 가능하게 한다. 그리고 도면이 간결하게 나온다는 것도 장점이다.
▶ S3D에서 Slope 설정 방법.
Fig.1 Iso 도면상의 Slope 표기
Iso 도면상에 슬로프는 위 이미지와 같이 표기된다. 이미 설명했듯이 1:200은 0.005m/1m의 경사값을 가진다. 따라서 슬로프가 있는 파이프 구간은 치수값을 길이가 아닌 좌표값으로 모델링 해야 한다.
Fig.2 Slope 설정
S3D에서 슬로프를 주는 방법은 간단하다. 새로운 파이프를 구성할 때, <Minimum Slope> 값을 주면된다. Fig.1 이미지를 참고하여 1:200인 5mm를 설정창에 입력하였다. 이렇게 설정하고 일반적인 파이프를 작성하는 방법과 동일하게 모델링을 하면 된다.
다만, 이렇게 모델링을 하고 Iso도면을 작성해보면 Slope 값이 나오지 않는 경우가 있다. 이것은 Iso 작성 엔진 설정을 하지 않았기 때문이다.
Fig.3 Slope 표기 설정
Edit Options를 통해 Isogen Configuration으로 들어가자. 우측 상단에 Slope를 검색하면 빠르게 해당 창으로 넘어갈 수 있다. 여기서 적당히 Fall Representation을 설정하면 된다. 다양한 선택란이 있으니 필요에 맞게 변경하면 된다.
Save를 누르고 Update Now를 통해 Iso 도면을 최신화 하자.
Fig.4 작성된 Iso 도면
다시 도면을 열어보면 처음에 볼 수 없었던 'Slope' 표기가 나타난다. 이와 같이 슬로프를 활용하면 모델링은 물론 Iso 도면 작성에도 유용하게 활용할 수 있다.
오늘 배운 것. 1. 슬로프(Slope)를 사용하여 파이프 모델링을 할 수 있다. 2. 슬로프를 Iso 도면에 표기할 수 있다.
