한국전산구조공학회논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)

  • 제19권4호
  • /
  • Pages.347-356
  • /
  • 2006
  • /
  • 1229-3059(pISSN)
  • /
  • 2287-2302(eISSN)
한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
권호 표지

화이버 요소를 이용한 3차원 강구조물의 비선형 비탄성 해석

Nonlinear Inelastic Analysis of 3-Dimensional Steel Structures Using Fiber Elements

  • 발행 : 2006.12.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문에서는 단면상의 화이버 요소를 사용하여 3차원 강구조물의 점진적인 소성화를 고려하는 실용적인 비선형 비탄성 해석방법을 개발하였다. 부재의 p-$\delta$, p-$\Delta$ 등의 기하비선형은 안정함수로 고려하였다. 잔류응력은 단면상에 있는 화이버 요소에 초기응력을 가하여 고려하였다. 각 하중 단계에서 탄성상태인 단면을 계산하여 축강성과 휨강성을 직접 결정함으로서 점진적인 소성화를 고려하였다. 각 화이버 요소의 응력 변화를 계산하여 변형률 반전효과를 고려하였다. 제안된 해석 방법은 3차원 강구조물의 실용적인 해석 및 설계에 유용하게 사용될 것이라 판단한다.

In this paper, practical nonlinear inelastic analysis method of 3-dimensional steel structures accounting for gradual yielding with fibers on a section is developed. Geometric nonlinearities of member(p-$\delta$) and frame(p-$\Delta$) are accounted for by using stability functions. Residual stresses are considered by assigning initial stresses to the fiber on the section. The elastic core in a section is investigated at every loading step to determine the axial and bending stiffness reduction. The strain reversal effect is captured by investigating the stress change of each fiber. The proposed analysis proves to be useful in applying for practical analysis and design of three-dimensional steel frames.

키워드

참고문헌

  1. 김승억 (1998) 하중재하 순서를 고려하는 개선소성힌지해석 개발, 대한토목학회 논문집, 18(1-5), pp.663-671
  2. 김승억, 김창성 (2003) 변형률 반전 효과를 고려하는 개선소성힌지 해석을 이용한 3차원 강뼈대 구조물의 해석 및 설계, 대한토목학회 논문집. 23. pp.673-685
  3. 김승억 , 박주수 (2002) 횡비틀림좌굴을 고려하는 2차 소성힌지해석을 이용한 3차원 강뼈대 구조물의 설계, 한국전산구조공학회 논문집, 15(1), pp.117-125
  4. 김승억 , 송원근, 마상수 (2003) 비선형 비탄성 해석을 이용한 강교량의 설계 기술, 대한토목학회 학술발표 논문집
  5. 김승억 , 윤영묵 (1996) 강구조 설계를 위한 가상하중 소성활절 해석, 전산구조공학 논문집, 9(2), pp.103-113
  6. 김승억 , 최세휴, 박문호 (2001) 반강접 공간 강뼈대 구조물의 고등해석, 대한토목학회 논문집, 21(1-A), pp.155-164
  7. 박문호, 김승억, 최세휴 (2000) 3차원 강뼈대 구조물의 실용적인 고등해석 기법 개발, 대한토목학회 논문집, 20(1-A), pp.69-76
  8. Chen. W. F., Atsuta, T. (1977) Theory of beam-columns. vol. 2. space behavior and design. McGraw-Hill. New York. 732
  9. Chen. W.F., Kim. S.E. (1997) LRFD steel design using advanced analysis, CRC Press. Boca Raton. Florida
  10. ECCS (1991) Essentials of eurocode 3 design manual for steel structures in buildings. ECCS-Advisory Committee 5, No. 65, 60
  11. Foley C. M., Vinnakota S. (1999) Inelastic Behavior of Multistory Partially Restrained Steel Frames. : Part II, Journal of Structural Engineering. 125(8)
  12. Jiang X. M.. Chen H., Liew R. (2002) Spread-of-plasticity analysis of three-dimensional steel frames, Journal of Constructional Steel Research, 58, pp.193-212 https://doi.org/10.1016/S0143-974X(01)00041-4
  13. Orbison. J. G. (1982) Nonlinear static analysis of three- dimensional steel frames. Report No. 82-6, Department of Structural Engineering. Cornell University, Ithaca, New York
  14. Prakash. V .. Powell. G.H. (1993) DRAIN-3DX: Base program user guide, version 1.10, A Computer Program Distributed by NISEE / Computer Applications, Department of Civil Engineering, University of California, Berkeley
  15. Ziernian, R.D., McGuire. W., Dierlein, G.G. (1992) Inelastic limit states design part II: three-dimensional frame study, Journal of Structural Engineering, ASCE, 118(9), pp.2550-2S68 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1992)118:9(2550)