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등록자	운영자	날짜	2015-02-25
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제 목 : 구조물의 소성해석과 극한해석
구조물의 소성해석과 극한해석 1. 소성 해석 소성해석이란 구조물내에서 발생하는 변형경화 및 응력 재 분포를 포함하여 재료의 소성특성을 고려하면서 주어진 하중하에서 구조물의 응력 해석을 수행하는 방법을 말한다. 2, 소성해석-붕괴하중 주어진 하중 조합에 대한 대상 구조물의 붕괴하중을 결정할 때 소성 해석방법을 사용해도 되며 이를 위해서는 하중-변위 또는 하중-변형도 곡선을 사용하는데 하중을 종축으로, 변위 또는 변형도를 횡축으로 하여 그린다. 이들 곡선의 선형부분과 종축사이의 각을 θ라고 한다. 붕괴 한계선이라고도 하는 두 번째 직선은 원점을 지나 종축과 이루는 각이 θ=tan-1(2tanθ)가 되도록 그린다. 붕괴하중이란 하중-편향도 또는 하중-변형도 곡선과 붕괴 한계선의 교점에 해당하는 하중을 말한다. 이 방법을 사용하는 경우는 적용한 변위 또는 변형도가 구조물의 하중 전달용량(Load carrying capacity)을 나타낼 수 있도록 특별한 주의가 필요하다. 3. 극한 해석(Limit Analysis) 극한 해석이란 재료가 완전 소성체(비변형경화)라는 가정하에서 수행하는 소성해석의 특수한 경우를 말한다. 극한해석에서는 붕괴하중을 계산할 때 극한상태에서의 평형 및 유동 특성을 사용한다. 극한 해석시 사용하는 구속방법에는 두 가지가 있는데 하나는 정적 허용응력장과 관계가 깊은 하한법이고 다른 하나는 동적 허용속도장과 관계가 깊은 상한법이다. 보 및 골조의 경우, 동적허용속도장 대신에 메카니즘이란 용어를 주로 사용한다. 4. 극한 해석-붕괴하중 극한 해석방법은 이상적 소성재료로 제작되었다고 가정한 구조물이 전달할 수 있는 최대하중을 계산하는데 사용한다. 붕괴하중이라 부르는 이 하중에서 구조물의 변형은 무제한으로 증가한다. 5.붕괴하중-하한값 주어진 하중에 대해 어디에서나 평형 상태를 만족하고 재료의 항복 강도를 초과하지 않은 임의의 응력한계를 찾을 수가 있다면 이 하중의 크기는 붕괴하중 이하가 되는데 이것이 곧 붕괴하중의 하한값을 계산하는 극한해석의 하한값 이론이 된다. 6. 허용응력 설계법 구조물을 구성하는 부재는 구조물에 작용하는 하중으로 발생한 응력이 재료 안전율을 고려한 허용응력보다 작게 설계하는 방법을 말한다. 7. 소성설계법 소성설계법은 작용하중에 대하여 구조물이 붕괴할 때의 하중의 비와 재료안전율을 곱한 계수(붕괴하중계수 또는 구조안전율)를 작용 하중에 곱하여 부재를 설계한다. 8. 한계상태설계법 하중과 부재 강도의 불확실성을 확률론적 수학적 모델을 이용하여 평가하고 구조물의 안전성과 사용성을 설계자가 목표로하는 신뢰성을 높이기 위해 하중계수와 저항계수를 사용하여 부재를 설계하는 것을 말한다. 9. 하중저항계수설계법(Load & Resistance factor design) 부재나 상세 요소의 극한내력강도 또는 한계내력에 기초를 두고, 극한 또는 한계하중에 의한 각각의 부재에 하중 저항 계수를 적용하여 부재의 한계 내력을 초과하지 않는 범위에서 설계하는 것을 말한다. 10. 극한의 개념 미적분에서 많이 사용하는 극한이란 말은 예를 들어, 어떤 함수, y=(x+1)=2, limit x-->1라고 할 때 이때의 x 값이 1에 도달할 때까지 무한히 증가한다고 가정할 때, y 값은 결국 2가 된다는 개념이며, 곡선을 미분하여 선형으로 해석하여 복잡한 미분방정식을 간단히 해석하기 위해 사용한다. 출처 :피이에스기술사사무소(http://www.pes21.com)

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8		구조물의 소성해석과 극한해석	운영자	2015-02-25	20926