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대변형을 고려한 H형강 골조의 비탄성해석 ( Inelastic Analysis of Wide-Flange Frames with Large Displacements )

이화진   박성수  
  • 초록

    본 연구에서는 대변형을 고려한 H형강 골조구조물의 비탄성 유한요소해석법이 제시되었고, 이에 따른 컴퓨 터 프로그램이 개발되었다. 정식화과정은 Total Lagrangian Approach에 입각하여 비선형 변형도-변위 관 계식을 구하고, 가상일의 원리를 적용하여 평형방정식을 유도하였다. 비탄성해석에는 구조물의 강성에 미치는 축방향력의 영향이 고려되었고, 그밖에 잔류응력과 변형도 경화, 부재단면 방향으로의 항복의 점진적인 침투, 그리고 부재길이 방향으로의 비탄성 영역의 확산등도 고려되었 다. 비선형방정식의 수치해법으로는 Newton-Raphson법에 의한 증분반복법을 사용하였고, 하중-변위 곡선 의 감소 구간(descending branch)에 대한 해를 얻기 위해 하중제어법을 적용하였다. 본 해석법의 정확도와 효율성을 입증하기 위하여 3개의 해석예가 제시되었고, 기존의 실혐치 및 해석치와 비 교되었다. 그리고 재료의 잔류 응력관 변형도 경화가 보-기둥의 비탄성거동에 미치는 영향을 검토하였다. 본 해석법에서는 요소수와 하중증분수를 적게 사용하면서도, 비탄성 거동의 전체하중-변형 곡선과 극한하중을 비교적 정확하게 예견할수 있았다. 따라서 본 해석법은 고층골조의 대변형 비탄성해석에 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.


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