이상화구조요소법에 의한 골조구조물의 최종강도해석에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 이상화구조요소법을 적용하여 골조구조물의 비선형해석을 높은정도로서 짧은 계산시간에 수행할 수 있는 해석이론과 컴퓨터프로그램을 개발하였다. 이를 위해 골조구조물을 구성하는 보-기둥(Beam-Column)부재에 대한 이상화구조요소를 부재에 존재하는 초기결함의 영향도 고려하여 정식화한다. 요소의 접선탄성강성행렬은 에너지원리를 적용하여 명시적인 형태로 도출하며, 최종강도조건은 요소에 소성붕괴메카니즘이 형성될때를 기준으로 정식화한다. 또한, 요소의 최종강도후 강성행렬도 근사적인 방법을 이용하여 명시적인 형태로 도출한다. 본해석법의 정도와 유용성은 단위부재 및 골조구조모형에 대한 기존의 실험 및 수치해석결과등과 비교하여 확인한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents an efficient and accurate method for nonlinear analysis of frame structures by idealized structural unit method. The main idea behind the present method is to minimize the computational effort by reducing the number of unknowns. An explicit form of the tangential elastic stiffness matrix of the element is derived by the principle of virtual work. The ultimate limit state of the element is judged on the basis of the formation of a plastic hinge mechanism. The elasto-plasto-plastic stiffness matrix of the element is derived by plastic node method and the post-ultimate stiffness equation is formulated under a simple analytic consideration. A comparison between the present solution and the existing experimental and other numerical result for unit column member and simple frame structure is made. If is clear from the result of this study that the present method is very useful because the computing time required is very small while giving the accurate solution.