Nonlinear FEM Analysis for Damage Assessment of Steel Members under Very-Low-Cycle Loading

극저(極低)사이클 하중하(荷重下)에서 강부재(鋼部材)의 손상도평가(損傷度評價)를 위한 유한요소해석(有限要素解析)

A nonlinear FEM analysis of steel members under very-low-cycle loading has been performed in conjunction with experimental works. This analysis is an FEM tracing toward cracking of steel members under cyclic loads such as a strong earthquake. After verifying the procedure by comparing global hysteretic behaviors from the analytical and experimental results, the local stress-strain hysteresis at critical sections for large cyclic deformations was traced by the numerical analysis. Local strain history was discussed in relation to cracking. Based on the experimental and analytical results, a new approach to seismic safety assessment for steel members was proposed in this paper.

극저사이클 하중하에서 강구조부재의 비선형 유한요소해석을 실험과 더불어 수행하였다. 본 해석은 강진과 같은 반복하중하에서 강구조부재의 균열발생전까지를 유한요소법으로 추적한 것이다. 해석과 실험결과로부터 얻어진 히스테러틱 거동을 비교한 후, 큰 반복변형을 받는 응력집중부에 있어서 국소변형율의 이력을 수치해석에 의해 시뮬레이션하였다. 이 국소변형율의 이력과 극저사이클 파괴설험시의 균열발생 현상과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 실험과 수치해석 결과를 바탕으로 강구조부재의 내전안전성 평가를 위한 새로운 방법이 본 논문에서 제시되었다.