A Study on the Evaluation of Design Moments of R/C Slab by the Finite Element Method

유한요소법(有限要素法)을 이용한 철근(鐵筋)콘크리트 슬래브의 설계(設計)모멘트 산정에 관한 소고(小考)

Evaluation of accurate design moments in two directions is a primary concern in designing R/C Slab. For this purpose, the use of finite element method utilizing isoparametric plate element is proposed. An example of the simply supported slab shows that the results agree well wth those from elastic plate theory throughout the span. The finite element solutions are also compared with those from equivalent frame method in a flat plate example. It is indicated that the distribution of total moment through the width of design strip using the ACI coefficients is unreasonable. In contrary to this, for the same strip model, the finite element method gives accurate moments in two directions. The proposed method can be applied to any geometric configuration of the slab system, thus the approach is considered to be much advantageous and improved one compared with existing methods.

철근(鐵筋)콘크리트 슬래브를 설계(設計)하기 위해서는 우선 정확한 2방향(方向) 설계(設計) 모멘트가 산정되어야 한다. 이를 위해 본(本) 연구(硏究)에서는 등매개(等媒介) 평판요소(平板要素)를 사용하는 유한요소법(有限要素法)을 제안하였다. 사면 단순지지 슬래브에서 이 요소(要素)를 이용한 해(解)를 탄성평판(彈性平板) 이론치(理論値)와 비교한 결과 전지간에 걸쳐 좋은 결과를 얻었다. 또한 flat plate 에서 종래의 방법(方法)인 등가뼈대법(法)으로 해석(解析)한 결과와 한 방향(方向)에 대해 비교검토 하였다. 특히 등가뼈대법(法)에서 총모멘트를 시방서(示方書)의 계수(係數)를 써서 설계(設計)폭에 분배한 결과가 불합리한 것으로 지적되었다. 반면 같은 정확한 2 방향(方向)모멘트를 구할 수 있었다. 제시된 방법(方法)은 슬래브 시스템의 어떠한 기하학적 구조(構造)에도 적용할 수 있어서 종래의 방법(方法)보다 훨씬 유리한 개선된 설계방법(設計方法)임을 알 수 있었다.