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문제 정의
- 콘크리트구조물의 설계는 외력에 대한 각 부재의 변형 및 내력의 산정과 같은 구조 거동에 대한 확인으로부터 시작된다 즉, 구조 해석은 구조물 전체 또는 구조 부재의 외부 입력에 대한 영향을 밝혀내는 것으로 구조 설계의 기본 출발점이 된다 최근 들어 콘크리트의 고성능화 등 재료의 발전으로 부재의 단면이 작아지고, 미적 또는 기능적인 이유로 구조 형상이 복잡해짐에 따라 콘크리트구조물의 해석 기술 또한 나날이 발전하고 있다. 이 특집 기사는 콘크리트 구조 해석에 필수적인 유한요소법에 관한 넓은 이해를 돕고자 마련하였다.
- 콘크리트구조물의 비선형 해석을 위해서는 앞서 언급한 유한요소의 강성행렬과 내력벡터의 구성에 필요한 재료모델을 정의하여야 한다 콘크리트의 비선형 거동을 표현하기 위해서는 외력이 작용할 때 재료가 받는 응력과 변형률 사이의 관계를 표현하는 구성관계 (constitutive law)에 대한 정의가 기본적으로 필요하다 또한 콘크리트의 크리프 수축 등 시간의존적 변형(time-dependent deformation)에 대한 정식화도 유한요소해석에 반영해야 한다 본 장에서는 이와 같은 콘크리트의 재료 비선형 거동과 시간의존적 거동 나아가 비선형 평형방정식의 해법에 대해 기술하였다.
가설 설정
- 일반적으로 철근이 항복되기 전에는 선형탄성 거동을 한다고 가정하며 항복 이후에는 에서 볼 수 있듯이, 저항 성능이 크게 감소하고 반복하중에 대해서 바우싱거(Bauschinger) 효과와 같은 비선형 거동을 보인다.
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