Development of Stiffness Estimation Algorithm for Nonlinear Static Analysis of Bilinear Material Model

When structural analysis modelling methods of practical fields are investigated, a slab is generally modeled by a finite element mesh using plate elements and a shear wall is modeled using a shell element or wall element for 3-D structural analysis. The point worthy of notice in this practice is that a shear wall is modelled using only one wall or shell element divided by floors and column lines to produce structural models. The modeling method like this can cause analysis errors according to the type of computer programs in use, and these errors reduce the reliability of the analysis results. Therefore, to secure the reliability of structural analysis, studies of the causes of errors and finding reasonable modeling methods are necessary. In this study, the causes of analysis errors according to the modelling methods of a shear wall, which are used in practical fields, were investigated and some considering matters for modelling a shear wall are presented to reduce the analysis errors on these analysis results.

전단벽 모형화 방법에 따른 구조해석 신뢰성에 대한 고찰

구조설계 실무 현장에서의 구조해석 모델링 방법을 조사해 보면, 대부분의 경우, 삼차원 구조해석을 위해 슬래브를 판요소를 이용한 메쉬의 형태로 모형화 하고, 전단벽을 쉘요소 또는 벽요소를 사용하여 모형화 하고 있다. 여기서 주목할 점은 해석모형 작성의 편의성을 위하여 전단벽을 층과 층 및 기둥선과 기둥선 사이에 존재하는 한 개의 요소로 모형화 한다는 것이다. 이와 같은 모형화 방법은 사용되는 컴퓨터 프로그램에 따라 해석 오류를 발생시킬 수 있으며, 이러한 오류는 해석 결과의 신뢰성을 저하시키게 된다. 따라서 구조해석의 신뢰성을 확보하기 위해서는 이러한 오류가 발생하는 원인을 조사하고 합리적인 모형화 방법을 찾기 위한 연구가 필요하다. 원인 분석을 위한 비교 대상 해석 프로그램은 MIDAS와 SAP2000 및 neoMAX등과 같은 상용프로그램과 요소의 강성을 추측하기 위해 연구용인 sNs를 사용하였다. 본 연구에서는, 구조해석 실무현장에서 사용하고 있는 전단벽 모형화 방법에 따른 해석오류의 원인들을 분석해 보고자 한다. 또한 이러한 분석 결과를 바탕으로 전단벽 모형화를 위한 몇 가지 고려사항들을 제시하고자 한다.