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문제 정의
- 본 논문에서는 기존의 저자 등의 연구결과를 바탕으로 전단에 지배적인 철근콘크리트 부재의 비탄성 전단거동 특성을 해석적으로 평가하기 위한 수치해석 프로그램(RCAHEST)을 수정 및 보완하였다. 수치해석적 측면에서 효율적인 기존의 유연도법에 근거한 보-기둥 섬유요소 모델 정식화의 장점을 그대로 유지하면서 전단변형 효과를 고려할 수 있도록 새로이 제안한 해석기법과 함께 신뢰도기반 한계상태설계법을 근간으로하는 도로교설계기준(2012)에서 제시하고 있는 설계 전단강도를 기본으로 Tri - linear으로 구성된 파괴 포락 곡선으로 구성된 단면에 대한 비탄성 전단응답이력 구성관계식을 적용하였다.
- 본 연구에서는 기존의 저자 등에 의해 수행된 유연도법에 근거한 보 - 기둥 섬유요소에 수치해석적 방법으로부터 전단 변형 효과를 고려할 수 있도록 수정된 정식화 방안과 함께 단면에 대한 비탄성 전단응답 이력 구성관계식을 새로이 제안함으로써 전단 및 휨-전단의 복합 파괴 양상을 나타내는 철근 콘크리트 부재에 대한 합리적인 해석적 방안을 제시하는 것을 목표로 한다.
- 이 연구에서는 Spacone, E. (2000)의 연구 내용과는 달리 단면 자유도, 힘 보간 함수 및 단면 유연도 행렬의 확장과 같은 추가적인 정식화 과정 없이 기존의 유연도법에 근거한 보 - 기둥 섬유 요소 정식화를 그대로 유지하면서 간단한 수치해석적 반복 수렴계산과정으로 전단변형 효과를 고려할 수 있는 방안을 제시한다.
가설 설정
- 3차원 철근콘크리트 비선형 골조 구조물의 비선형 해석을 위해 각 단면은 Fig. 1에서와 같이n(x)개의 파이버(Fiber)로 나누어지며 각 파이버의 변형을 변형전 평면인 단면은 변형 후에도 평면을 유지한다는 가정을 이용해서 계산한다. 요소의 축을 따라서 각각의 파이버 변형률(e(x))에 상응하는 응력((x))은 국부적인 거동을 나타내는 재료의 축방향 구성 모델로부터 구할 수 있으며 각각 식 (7)～(8)과 같다 .
- 한편, 제하시(Unloading) 및 재재하시(Reloading)의 기울기는 모두원점(O)을 향하는 직선으로 가정하며, 제하가 완전히 끝나지 않고 재재하가 일어날 경우에는 제하가 시작된 점까지는 초기 강성과 같은 기울기를 같고 재재하가 일어난다고 가정하였다.
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