전단스프링과 섬유요소를 이용한 철근콘크리트 전단벽의 비선형 해석모델에 관한 연구 (Nonlinear Modeling of RC Shear Walls Using Fiber and Shear Spring Elements)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 24권 / 5호 / 559 ~ 566페이지
· 저자명 : 이광호, 유태상, 김태완, 정성훈

초록

철근콘크리트 전단벽을 모델링하기 위해서 섬유요소와 전단스프링을 사용한 모델을 개발하였다. 섬유요소는 전단벽의 휨변형을 나타내며, 전단스프링은 전단변형을 나타낸다. 섬유요소는 단면치수와 비선형 재료성질을 입력하여 모델링되며, 전단스프링은 섬유요소모델과 VecTor2프로그램의 해석결과로부터 그 변수들을 선정한다. 전단스프링은 전단변형에 의한 강도ㆍ강성 감소, 핀칭효과, 그리고 슬립현상을 모사할 수 있는 OpenSees의 Pinching4 모델을 사용하였다. 전단스프링의 변수선정과정은 복잡하고 시간이 오래 걸린다. 따라서 섬유요소모델의 사용성을 검토하기 위해 전단벽의 형상비(), 보의 높이변화, 그리고 보와 전단벽의 강성비ㆍ휨강도비를 변수로 하여 전단벽 건물에 동적해석을 수행하였다. 전단벽의 형상비는 섬유요소모델을 사용한 모델과 섬유요소와 전단스프링을 함께 사용한 모델의 층간변위비 오차와 일정한 관계를 가진다. 하지만 보의 높이변화와 강성비ㆍ휨강도비변화에 두 모델의 오차는 일정한 관계를 보이지 않는다.

영어초록

In this study, fiber elements and a spring are used to build a reinforced concrete shear wall model. The fiber elements and the spring reflect flexural and shear behaviors of the shear wall, respectively. The fiber elements are built by inputting section data and material properties. The spring parameters representing strength and stiffness degradation, pinching, and slip were determined by comparing behaviors of fiber element and VecTor2 results. ‘Pinching4’ model in OpenSees is used for shear spring.
The parameter selecting process for shear spring is a complicated and time consuming process. To study the applicability of the fiber element, reinforced concrete buildings containing a shear wall are evaluated using nonlinear dynamic analysis with various wall aspect ratio (H/L), various beam heights, and stiffness and flexural strength of beam and wall ratios. The aspect ratio of the wall showed distinct difference in IDR (interstory drift ratio) of the models with and without spring. On the other hand, the height of beam and ratio of stiffness and flexural strength of beam and wall did not show clear relation.

참고자료

· 없음