낮은 원호아치의 좌굴거동에 대한 연구

서지정보

· 발행기관 : 한국지진공학회
· 수록지 정보 : Jorunal of the Earthquake Engineering Society of Korea / 2권 / 2호
· 저자명 : 김연태, 허택녕, 오순택

초록

동하중을 받는 낮은 원호아치의 좌굴거동을 지지조건을 달리하여 해석하여 거동상의 차이를 비교, 분석하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며, 동적운동방정식의 해를 구하기 위해 유한요소법을 사용하였다. 동적운동방정식의 시간적분은 Newmark해법을 채택하였고, 각 시간단계에서의 비선형거동에 따른 반복계산은 Newton-Raphson방식을 이용하였다. 아치의 좌굴거동해석에는 Humphreys 등이 사용한 좌굴기준 및 무차원 매개변수를 이용하였다. 단, Humphreys 등과는 달리 비대칭구조물의 좌굴판단시에도 적용할 수 있도록 수평변위를 반영한 처짐비식을 제안하였고, 이를 프로그램화하여 모형해석에 적용하였다. 모형해석을 통하여 낮은 아치의 지지조건에 따른 좌굴해석을 수행하여 양단힌지아치가 양단고정아치보다 좌굴전.후 큰 처짐비를 보여 좌굴강성면에서 상대적으로 불리한 구조라고 판단된다. 그 밖에 같은 형상매개변수를 갖는 아치는 지지조건에 관계없이 같은 하중매개변수를 재하할 경우, 같은 시간매개변수에서 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았다. 따라서 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다.

영어초록

Behavioral characteristics of shallow circular arches with dynamic loading and different end conditions are analysed. Geometric nonlinearity is modelled using Lagrangian description of the motion. The finite element analysis procedure is used to solve the dynamic equation of motion, and the Newmark method is adopted in the approximation of time integration. The behavior of arches is analysed using the buckling criterion and non-dimensional time, load and shape parameters which Humphreys suggested. But a new deflection-ratio formula including the effect of horizontal displacement plus vertical displacement is presented to apply for the non-symmetric buckling problems. Through the model analysis, it's confirmed that fix-ended arches have higher buckling stability than hinge-ended arches, and arches with the same shape parameter have the same deflection ratio at the same time parameter when loaded with the same parametric load.

참고자료

· 없음