초록
축력과 면내 및 면외의 두방향 휨모멘트를 받는 철근콘크리트 벽체에 대한 비선형 해석연구를 수행하였으며 , 해석결과를 분석하여 벽체의 강도산정법을 유도하였다. 비선형 해석연구를 위하여 철근콘크리트 벽체에 대한 재료 및 기하학적 비선형 해석을 수행할 수 있는 유한요소 해석방법을 개발하였다. 철근콘크리트의 재료모델로서 소성이론과 파괴모델의 통합모델을 사용하였다. 철근콘크리트 벽체에 대한 해석결과를 토대로 단면의 응력분포를 이상화하였으며, 이를 이용하여 새로운 강도산정법을 개발하였다. 이 방법에 따르면, 면외 휨모멘트에 의하여 단위길이의 벽체가 지지할 수 있는 축력이 결정되며, 이 허용 단위 축력에 따라서 총 축력과 면내 휨모멘트의 상호관계곡선이 결정된다. 면외 휨모멘트가 증가할수록 축력과 면내 휨모멘트의 상호관계곡선이 축소되며 이는 벽체 강도의 감소를 가리킨다. 이 새로운 방법을 , 휨변형후에도 단면이 평면으로 유지된다는 가정을 사용하는 기존의 강도산정법과 비교한다. 이 비교결과에 따르면 , 새로운 방법에 비하여 기존의 방법은 면외 휨모멘크가 작은 영역에서 벽체의 강도를 과소평가하며, 면외 휨모멘트가 큰 영역에서는 벽체의 강도를 과대평가한다.
Numerical study using nonlinear finite element analysis is done for investigating behavior of isolated reinforced concrete walls subject to combined in-plane and out-of-plane bending moments and axial force. A method for estimating the ultimate strength of wall is developed, based on the analytical results. For the nonlinear finite element analysis, a computer program addressing material and geometric nonlinearities is developed. An existing unified method combining plasticity theory and damage model is used for material model of reinforced concrete. By numerical studies, the internal force distribution in the cross section is idealized, and a new method for estimating the ultimate strength of wall is developed. According to the proposed method, variation of the interaction curve of in-plane bending moment and axial force depends on the range of the permissible axial force per unit length that is determined by the given amount of out-of-plane bending moment. As the out-of-plane bending moment increases, the interaction curve shrinks, which indicates a decrease in the ultimate strength. The proposed method is compared with an existing method using the general assumption that strain shall be directly proportional to the distance from the neutral axis. Compared with the proposed method, the existing method overestimates the ultimate strength for walls subject to low out-of-plane bending moments, and it underestimates the ultimate strength for walls subject to high out-of-plane bending moments.
