대변형(大變形) 효과(效果)를 고려(考慮)한 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 탄(彈)-소성(塑性) 유한요소해석(有限要素解析)

Elasto-Plastic F.E. Analysis of Plane Framed Structures including Large Deformation Effects

평면(平面)뼈대 구조물(構造物)에 대해 기하학적(幾何學的)인 비선형성(非線形性)과 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 이용한 재료(材料)의 비선형성(非線形性)이 동시에 고려될 수 있도록 한 유한요소이론(有限要素理論) 및 해석방법(解析方法)을 제시한다. 단면(斷面)은 길이방향으로 일정하고, 구형(矩形) 및 I형(形) 단면(斷面)을 갖는 것으로 가정한다. 휨모멘트와 축방향력(軸方向力)의 결합된 효과를 고려한 한계함수(限界凾數) 사용하여 평면(平面)뼈대부재(部材)의 탄소성(彈塑性) 강도(剛度)매트릭스를 유도(誘導)한다. 변위증분법(變位增分法)을 적용하여 탄소성해석(彈塑性解析)에 의한 뼈대 구조물(構造物)의 극한거동(極限擧動)을 추적한다. 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교(比較) 분석(分析)함으로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性) 입증(立證)한다.

A finite element procedure which can trace plastic collapse behavior of plane frame structures under small and large deformation is presented. The member is assumed to be prismatic and straight, and has the rectangular or I cross section. For the elasto-plastic analysis, the concept of plastic hinge is introduced and the incremental displacement method is applied. The limit state condition of the plastic hinge is considered under the combined condition of a bending moment and an axial force. Numerical examples are presented in order to demonstrate the validity and efficiency of the proposed procedure.