I 형 축력부재의 잔류응력 패턴과 최대 잔류 응력을 고려한 접선탄성계수식

Abstract

보 요소를 사용한 비선형 해석법에는 크게 소성영역법과 탄소성 힌지법, 그리고 개선소성힌지법이 있다. 그 중, 적은 계산량과 단면의 비탄성화의 진전을 고려 할 수 있는 개선 소성 힌지법은 현재 많은 연구자들에 의해 사용되고 있으며, 특히 축력 작용 시 잔류응력으로 인하여 단면이 점진적으로 소성화 되는 과정이 CRC 접선탄성계수로 표현되어 사용되고 있다. 하지만 기존의 식은 최대압축잔류응력을 항복응력의 50%로 가정하고 제한된 형태의 잔류응력 패턴에 대해 국한된 식이므로, I 형 단면의 재료 비선형해석에 대한 적용성에 한계가 있고 이는 유한요소해석 프로그램을 이용하여 기존식의 한계를 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 새로운 접선 탄성계수식이 유도되었는데 이 식은 많은 연구자가 다루는 주요한 잔류응력 패턴, 최대 잔류응력의 크기, 단면의 형상 및 하중의 방향을 모두 고려할 수 있는 형태로 유도되었다. 유도된 식은 ABAQUS V6.9를 이용한 비탄성 해석을 통해 검증되었다.