Nonlinear Analysis of Reinfored Concrete Beams by Displacement Control Method

변위제어법에 의한 철근콘크리트 보의 비선형해석법

In this paper a computer program for displacement control method was developed, in which a certain displacement of the structure is increased and the applied loads and another displacements are obtained. To simplify the nonlinear structural analysis, the relationships of moment-curvature were linearized as elasto-softening model for over-reinforced concrete beam and as elasto-plastic-softening model for under-reinforced concrete beam. Since the result of the analysis of reinforced concrete beam depended on the element size beyond elastic zone, the relationship of moment-curvature was modified for each element by using the concept of fracture energy approach. Overall, analytical results accurately predicted the load-displacement behavior of reinforced concrete beams.

보의 비선형 해석프로그램의 개발에 있어서 변형연화현상을 고려해 주기 위하여 한점의 변위를 점증시키면서 구조물의 나머지 변위와 가해지는 하중들을 구하는 변위제어법을 사용하였으며, 신속한 결과의 도출을 위하여 단면의 성질인 모멘트-곡률 곡선을 이용하였다. 이때 변형연화현상으로 인하여 요소길이에 따라 같은 구조물일지라도 해석결과가 다르게 나타나는데 이 점을 보완해 주기 위해서 파괴에너지 개념을 도입하여 모멘트-곡률 곡선을 보정하였으며, 비선형 해석을 보다 단순화시키기 위하여 과다철근보에 대해서는 탄성-연화, 과소철근보에 대해서는 탄성-소성-연화로 선형화된 모델을 사용하였다. 이러한 본 해석프로그램을 이용하여 실험된 철근콘크리트 보들을 해석한 결과 보의 하중-처짐 곡선은 실험결과와 거의 일치함을 보였다.