• 한국지진공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.239-246
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• 2015

Reinforced concrete shear walls are effective for resisting lateral loads imposed by wind or earthquakes. Observed damages of the shear wall in recent earthquakes in Chile(2010) and New Zealand(2011) exceeded expectations. Various analytical models have been proposed in order to incorporate such response features in predicting the inelastic response of RC shear walls. However, the model has not been implemented into widely available computer programs, and has not been sufficiently calibrated with and validated against extensive experimental data at both local and global response levels. In this study, reinforced concrete shear walls were modeled with fiber slices, where cross section and reinforcement details of shear walls can be arranged freely. Nonlinear analysis was performed by adding nonlinear shear spring elements that can represent shear deformation. This analysis result will be compared with the existing experiment results. To investigate the nonlinear behavior of reinforced concrete shear walls, reinforced concrete single shear walls with rectangular wall cross section were selected. The analysis results showed that the yield strength of the shear wall was approximately the same value as the experimental results. However, the yielding displacement of the shear wall was still higher in the experiment than the analysis. The analytical model used in this study is available for the analysis of shear wall subjected to high axial forces.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1993년도 봄 학술발표회논문집
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• pp.141-148
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• 1993

In this paper, TVLEM is selected for the shear wall model which was proposed by Kabeyasawa and the characteristics of spring models composing TVLEM was studied. In axial stiffness spring model, the horizontal displacements when Kabeyasawa model and simple axial stiffness hysteresis model were used, were closely similar. When the large shear-displacement was occured, stiffness degrading model was more adquate to the shear wall modelling than OOHM. Also for the purpose of modelling the horizontally continuous wall, the seperational method for TVLEM was used. The results of nonlinear analysis by this method were closely similar to experimental results .

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.283-291
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• 2018

본 연구는 지진에 저항하는 부재인 비보강 조적벽체로 구성된 건물의 내진성능평가에 활용되는 비선형 정적해석을 위한 비보강 조적벽체의 해석모델을 수립하고자 하였다. 본 연구의 해석모델은 비보강 조적벽체의 휨거동을 모사하기 위한 파이버 요소와 비보강 조적벽체의 전단에 대한 응답을 예측하기 위한 전단스프링 요소로 구성된다. 본 논문은 먼저 제안하고 있는 모델의 형상에 대해서 설명하고, 기존에 행해진 조적조 프리즘의 실험결과로부터 얻은 응력-변형률 곡선을 근거로 파이버와 전단스프링 요소의 물성치에 대한 결정 방법을 설명한다. 제시하고 있는 모델은 비선형 정적 해석결과와 다른 연구자들에 의해 수행된 실험결과를 비교하여 타당성을 검증한다. 해당 모델은 최대강도, 초기강성, 그리고 이들로부터 얻어지는 비보강 조적벽체의 하중-변위 곡선을 적절하게 모사하고 있다. 또한, 해석모델이 비보강 조적벽체의 파괴모드를 예측할 수 있는 것으로 나타난다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.15-24
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• 2012

본 논문은 전단벽과 슬래브, 인방보의 연결부재로 구성되는 독특한 구조형식으로 이루어진 국내 철근콘크리트(RC)조 공동주택의 지진거동을 정확하게 평가하기 위한 방법을 제시하기 위한 기초연구이다. 이를 위하여 인방보의 유무에 따른 RC조 전단벽식 부분구조 실험체 2개에 대하여 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하고 기존의 실험결과와 비교 분석하여 그 신뢰성을 검증 하였다. 인방보가 없는 실험체의 경우, 해석결과가 실험결과에 의한 비선형 거동을 정확히 모사하고 있는 것으로 나타났다. 반면, 인방보가 있는 실험체의 경우, 해석결과의 경우, 정방향 가력시 실험결과 보다 작은 실험체의 변형으로 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 되면서, 해석결과가 실험결과보다 재하시의 동일 변형에서의 내력과 잔류변형 등을 작게 평가하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.559-566
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• 2012

철근콘크리트 전단벽을 모델링하기 위해서 섬유요소와 전단스프링을 사용한 모델을 개발하였다. 섬유요소는 전단벽의 휨변형을 나타내며, 전단스프링은 전단변형을 나타낸다. 섬유요소는 단면치수와 비선형 재료성질을 입력하여 모델링되며, 전단스프링은 섬유요소모델과 VecTor2프로그램의 해석 결과로부터 그 변수들을 선정한다. 전단스프링은 전단변형에 의한 강도 강성 감소, 핀칭효과, 그리고 슬립현상을 모사할 수 있는 OpenSees의 Pinching4 모델을 사용하였다. 전단스프링의 변수선정과정은 복잡하고 시간이 오래 걸린다. 따라서 섬유요소모델의 사용성을 검토하기 위해 전단벽의 형상비(H/L), 보의 높이변화, 그리고 보와 전단벽의 강성비 휨강도비를 변수로 하여 전단벽 건물에 동적해석을 수행하였다. 전단벽의 형상비는 섬유요소모델을 사용한 모델과 섬유요소와 전단스프링을 함께 사용한 모델의 층간변위비 오차와 일정한 관계를 가진다. 하지만 보의 높이변화와 강성비 휨강도비 변화에 두 모델의 오차는 일정한 관계를 보이지 않는다.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권6호
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• pp.821-829
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• 2021

Nonlinear dynamic response of a sandwich beam considering porous core and nano-composite face sheet on nonlinear viscoelastic foundation with temperature-variable material properties is investigated in this research. The Hamilton's principle and beam theory are used to drive the equations of motion. The nonlinear differential equations of sandwich beam respect to time are obtained to solve nonlinear differential equations by Homotopy perturbation method (HPM). The effects of various parameters such as linear and nonlinear damping coefficient, linear and nonlinear spring constant, shear constant of Pasternak type for elastic foundation, temperature variation, volume fraction of carbon nanotube, porosity distribution and porosity coefficient on nonlinear dynamic response of sandwich beam are presented. The results of this paper could be used to analysis of dynamic modeling for a flexible structure in many industries such as automobiles, Shipbuilding, aircrafts and spacecraft with solar easured at current time step and the velocity and displacement were estimated through linear integration.

• 한국지진공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.227-235
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• 2022

For a member model in nonlinear structural analysis, a lumped plastic model that idealizes its flexural bending, shear, and axial behaviors by springs with the nonlinear hysteretic model is widely adopted because of its simplicity and transparency compared to the other rigorous finite element methods. On the other hand, a challenging task in its numerical solution is to satisfy the equilibrium condition between nonlinear flexural bending and shear springs connected in series. Since the local forces between flexural and shear springs are not balanced when one or both springs experience stiffness changes (e.g., cracking, yielding, and unloading), the additional unbalanced force due to overshooting or undershooting each spring force is also generated. This paper introduces an iterative scheme for numerical solutions satisfying the equilibrium conditions between flexural bending and shear springs. The effect of equilibrium iteration on analysis results is shown by comparing the results obtained from the proposed method to those from the conventional scheme, where the equilibrium condition is not perfectly satisfied.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.29-36
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• 2009

본 연구는 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 전단거동 예측에 관한 비선형 모델을 제안한 것이다. 보-기둥 접합부 패널존에서의 전단거동 모델을 위하여 면내전단 예측을 위한 연화트러스모델 이론을 수정한 이론을 적용하였다. 이로부터 접합부에서의 평형조건에 의한 등가 모멘트 및 회전 관계를 이용하여 접합부에서의 전단변형 관계를 접합부의 회전스프링의 특성관계로 변환하여 고려토록 하였다. 소개된 해석모델을 축력 및 전단을 받는 내부 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 실험과 비교하였으며, 제시된 모델은 접합부에서의 전단력 뿐만 아니라 전단변형의 예측에도 유효한 것으로 판단되었다.

• Coupled systems mechanics
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• 제13권3호
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• pp.187-200
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• 2024

This paper presents a numerical model for buckling analysis of slender piles, such as micropiles. The model incorporates geometric nonlinearities to provide enhanced accuracy and a more comprehensive representation of pile buckling behavior. Specifically, the pile is represented using geometrically nonlinear beams with the von Karman deformation measure. The lateral support provided by the surrounding soil is modeled using the spring approach, with the spring stiffness determined according to the undrained shear strength of the soil. The numerical model is tested across a wide range of pile slenderness ratios and undrained shear strengths of the surrounding soil. The numerical results are validated against analytical solutions. Furthermore, the influence of various pile bottom end boundary conditions on the critical buckling force is investigated. The implications of the obtained results are thoroughly discussed.

• Computers and Concrete
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• 제21권5호
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• pp.593-605
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• 2018

A nonlinear finite element modeling approach is developed to assess the behavior of a dowel bar embedded on a single concrete block substrate, subjected to monotonic loading. In this approach, a discrete representation of the steel reinforcing bar is considered, using beam finite elements with nonlinear material behavior. The bar is connected to the concrete embedment through nonlinear Winkler spring elements. This modeling approach can only be used if a new constitutive model is developed for the spring elements, to simulate the deformability and strength of the concrete substrate. To define this constitutive model, an extensive literature review was conducted, as well as 3 experimental tests, in order to select the experimental data which can be used in the calibration of the model. Based on this data, an empirical model was established to predict the global dowel response, for a wide range of bar diameters and concrete strengths. This empirical model provided the information needed for calibration of the nonlinear Winkler spring model, valid for dowel displacements up to 4 mm. This new constitutive model is composed by 5 stages, in order to reproduce the concrete substrate response.