막력과 휨 모멘트를 받는 철근콘크리트 판과 쉘의 설계

국문 초록 (Abstract)

막력과 휨 모멘트를 받는 판형과 쉘 요소의 보강철근 설계를 위한 반복적 수치해석 알고리즘을 제시하였다. 평형방정식에 의하여 직교하는 방향으로 윗면과 아래 면에 배치되는 철근력의 설계식을 유도하였다. 국부적으로 제하된 외력과 내부에 발생하는 내력의 평형상태를 고려하여 계산되는 위치의 철근량을 결정하게 된다. 철근콘크리트 쉘 구조물에 대한 설계방법의 타당성을 증명하기 위한 시도로서 Lin과 Scordelis에 의해서 사용되었던 쌍곡 포물선 '안장' 쉘에 대한 설계를 유한요소 탄성해석에 의해서 구한 응력을 토대로 하여 수행하였다. 비선형해석을 수행한 결과 인장강성계수가 5에서 15까지 증가했을 때 계산된 극한하중이 설계극하중의 11%에서 30% 까지 초과하였다. 이는 설계방법이 본 연구에서 해석한 쉘의 극한하중에 대해서 소성이론의 하계정리가 적용될수 있음을 보여주었고. 따라서 본 설계방법의 타당성을 입증하고 있다고 볼수 있다. 이러한 결론을 일반화하기 위해서는 여러 형태의 철근콘크리트 쉘 구조물에 대해서 설계와 해석이 행해져야 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

An iterative numerical computational algorithm is presented to design a plate or shell element subjected to membrane and flexural forces. Based on equilibrium consideration, equations for capacities of top and bottom reinforcements in two orthogonal directions have been derived. The amount of reinforcement is determined locally, i. e., for each sampling point, from the equilibrium between applied and internal forces. One case of design is performed for a hyperbolic paraboloid saddle shell (originally used by Lin and Scordelis) to check the design strength against a consistent design load, therefore, to verify the adequacy of design practice for reinforced concrete shells. Based on nonlinear analyses performed, the analytically calculated ultimate load exceeded the design ultimate load from 11% to 30% for an analysis with relatively low to high tension stiffening, ??=5~15 cases. For these cases, the design method gives a lower bound on the ultimate load with respect to Lower bound theorem. This shows the adequacy of the current practice at least for this saddle shell case studies. To generalize the conclusion more designs - analyses should be performed with different shell configurations.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론
• 2. 막력과 휨 모멘트를 고려한 설계방정식
• 3. 해석 모델 및 방법
• 4. 극한해석 및 설계
• 5. 결론
• 6. 참고문헌