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학위논문 상세정보

有限 要所法을 이용한 Flat Plate 구조의 기둥·슬래브 接合部 解析 원문보기
An Analysis of slab-column joints of Flat plate structure by F·E·M

  • 저자

    朴聖喆

  • 학위수여기관

    명지대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    建築工學科

  • 지도교수

  • 발행년도

    2000

  • 총페이지

    x, 84 p.

  • 키워드

    유한요소법 Flat Plate구조 기둥 슬래브 접합부;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8949418&outLink=K  

  • 초록

    무량판 구조는 슬래브에 작용하는 상부하중을 지판과 주두부를 통하여 기둥에 전달하는 Flat Slab구조와 지판과 주두없이 상부하중을 직접 기둥에 전달하는 Flat Plate구조로 나눌 수 있다. 산업이 발달함에 따라 건물은 점차 규모가 커지고 고층화되는 추세에 있으며 이에 적합한 설계가 대두되고 있다. 플랫 플레이트 구조는 충고를 줄여서 실내 이용률을 높이고, 구조형태가 간단하여 시공성이 뛰어나며, 그리고 의장적 효과나 설비 면에 있어서도 효율성이 좋은 건축구조물의 구조형태이다. 플랫 플레이트 구조시스템은 기둥에 의해서 직접적으로 지지되는 바닥 슬래브로 구성되는 단순한 구조 시스템이다. 1960년부터 수행한 이론 및 실험적 연구를 통하여 수직하중 하에서의 동 구조 시스템의 성능 및 설계방법이 체계적으로 정립되어졌으며, 이런 결과가 건물 설계규정에 반영되었다. 그러나, 현재까지 지진하중과 같은 수평하중 하에서의 무량판 구조시스템의 거동이 충분하게 규명되지 않은 관계로 기둥-슬래브 접합부의 내진설계에 대한 적절한 방법론이 정립되지 않았다. 이들과 관련한 연구주제는 뚫림 전단파괴가 무량구조에 대한 전형적인 파괴모드라는 사실 측면에서 매우 중요하다. 플랫 플레이트 구조 시스템을 설계하는 일반적 방법은 슬래브에서 발생하는 균열을 고려하여 보정한 등가보로 치환하여 해석하는 것이다. 그러나, 이러한 방법에 있어서도 명확한 슬래브 강성을 평가하는 방법의 제시가 없는 실정이다. 즉, 유효슬래브 폭파 동 강성에 대한 가정은 매우 주관적인 것으로, 패널의 중심선 사이 폭에 대하여 1/3~1/2사이의 유효 슬래브 폭을 일반적으로 채용함으로써, 불확실한 점을 보완하고 있다. 이러한 단순화한 가정은 안전설계를 주는데 있어서는 문제가 되지 않으나, 건물 거동에 있어서 잘못된 예측을 줄 수 있다. 따라서, 플랫 플레이트 구조물의 실제적인 거동을 예측하는 합리적인 해석방법을 개발하는 것이 필요하다. 일반적으로 플랫 플레이트 구조의 기둥-슬래브 접합부에 대한 비탄성 구조 모델이 제시되어 있지 않다. 물론, 플랫 플레이트 구조 시스템은 큰 강성을 가지는 전단벽 시스템이 대부분의 수평력을 분담하고 있지만 내진설계 시에는 수평변형능력 확보가 매우 중요하다. 본 연구에서는 실험을 통해서는 파악이 불가능한 부분에 대해서 플랫 플레이트 구조 시스템의 비탄성 거동을 파악하고자 한다. 만약, 해석적인 방법으로 기둥-슬래브 접합부의 구조 거동이 묘사된다면 인력적으로 또는 경제적으로 부담이 되는 구조 성능 실험을 대처 할 수 있는 효과를 얻을 것으로 사료된다. 해석 결론 및 제언 FEM을 이용한 플랫 플레이트 구조의 기둥-슬래브 접합부의 비 선형 해석을 위해 본 연구를 수행했으나 비 선형 해석 프로그램에 대한 연구의 부족과 여건상 어려움이 있어 선형해석에서 본 연구를 마치게 되었다. 1. 초기의 하중에 의한 변위의 값은 다소 차이는 있지만 거의 유사한 탄성 변형을 보였으나 재료의 물성을 정의하는데 문제가 있어 항복이후의 비 선형 변형은 볼 수 없었다. 2. 탄성범위 내에서 플랫 플레이트구조의 전형적인 파괴 모드인 전단뚫림파괴의 위험단면에 대한 모멘트의 분배를 분석한 결과 ACI규준과 다소 차이가 있음을 고찰하였다. 3. 플랫 플레이트 기둥·슬래브 접합부의 위험단면에 발생하는 전단응력도가 ACI규준에서는 직선분포를 나타내고 있지만 해석 결과 곡선의 전단응력이 발생하는 것을 고찰하였다. 4. 프로그램을 통한 실험체 실험의 비교분석은 실질적인 모델의 해석을 위해 해석 프로그램에 대한 연구가 더 필요하다고 생각된다. ㄱ) 비 선형 해석을 위해 정확한 재료의 True Strain-Stress 값 선정. ㄴ) 재료의 Contact문제에서 완전한 부착상태에 대한 정확한 조건 선정. ㄷ) 비 선형 해석을 위한 재료의 정확한 항복조건 설정과 Data분석.


    The flat structure system is divided the flat slab structure which is transferring the vertical load of slab to column by the drop panel and the capital, with the flat plate structure which is transferring the vertical load of slab to column without the drop panel and the capital. As industry is developing, The Buildings gradually become vast and tall, and An appropriate design is needed. The flat plate system is effective in many cases, the inter space use by shortening the height of the building story, the easy construction by the simple structure, and the decorative effect by inter spaces and the facilities. The punching shear failure is the typical failure mode in the behavior of the flat plate system. To compare, analyze and consider before and after the failure behavior on the typical inside column-slab connection of the flat plate system in the lateral force load, this study used parameters of the vertical load acting in slab, the lateral load acting in column and the shear reinforcement This study compared the interpretation data in the basic arrangement of bar(Model A) and the reinforcement arrangement of bar(Model B) by the F·E·M analyses with the experiment data in basic arrangement of bar(FPS01) and the reinforcement arrangement of bar(FPS03) The displacement of the column-slab connection in the flat plate system is valued by comparing interpretation data by the F·E·M analyses with the experiment data. The interpretation model of the column-slab connection in the flat plate system is modeled by the HYPER MESH program. Comparing the experimental behavior with the interpretational behavior in vertical and lateral load, Reasonability or unreasonability of model is confirmed. Further, essential behavior, failure mechanism, and stress distribution on the column-slab connection in the flat plate system is reproduced by the F·E·M analysis This Study did linear interpretation of the column-slab connection in the flat plate system, because of the misunderstanding of the Nonlinear interpretation program. Outputs of the lateral displacement in nonlinear interpretation on lateral load are appeared to have a little difference but a similarity, when they were compared to experiment lateral displacement.


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