Secant Stiffness Analysis Method for Earthquake Design of Reinforced Concrete Structures

철근콘크리트 구조물의 내진설계를 위한 할선강성해석법

A linear analysis method using reduced secant stiffness was developed for inelastic earthquake design of reinforced concrete structures. In the proposed method, the beam-column element and plane element, which are the same as used in conventional elastic analysis, are used for structural modeling. Based on the structural plastic mechanism intended by engineer, the distribution of inelastic members is determined. The secant stiffness of the inelastic members is determined based on the target ductility of the structure. Inelastic strengths of the members are calculated by using linear analysis on the structure modeled with secant stiffness. Plastic rotations in the inelastic members are calculated with the nodal rotations resulting from the secant stiffness analysis. For verification, the proposed method was applied to the inelastic earthquake designs of a moment-resisting frame and a dual system of two dimensions, and also a dual system of three dimensions.

철근콘크리트 구조물의 비탄성 내진설계를 위하여 할선강성을 사용한 선형해석법을 연구하였다. 제안된 방법에서는 기존의 탄성해석과 동일한 보-기둥 요소 및 면요소를 사용하여 구조물을 모델링하며, 비탄성거동의 영향을 반영하기 위하여, 비탄성변형이 예상되는 부재에 탄성강성 대신 할선강성을 사용한다. 할선강성을 사용하는 부재의 분포와 할선강성의 크기는 설계자가 의도하는 구조물의 소성메커니즘과 설계목표연성도에 의하여 결정된다. 이 구조해석모델에 대한 선형해석을 통하여 부재의 비탄성 설계강도를 직접 결정하고, 할선강성해석으로부터 구한 절점변위를 이용하여 할선강성보의 변형을 소성힌지에 발생된회전변형으로 변환한 후 소성변형에 대한 안전성을 평가한다. 제안된 방법을 이용하여 2차원 모멘트골조및 이중골조에 대한 내진설계를 수행하였으며, 3차원 골조에도 적용하였다.