Geometric Nonlinear F.E. Analysis of Plane Frames Including Effects of the Internal Hinge

내부(內部)힌지효과(效果)를 고려(考慮)한 평면(平面) 뼈대구조(構造)의 기하학적(幾何學的)인 비선형(非線型) 유한요소해석(有限要素解析)

Two beam/column elements are developed in order to analyze the geometric nonlinear plane irames including the effects of internal hinge and transverse shear deformation. In the case of the first element (finite segment method), tangent stiffness matrix is derived by directly integrating the equilibrium equations whereas in the case of the second element (finite element method) elastic and goemetric stiffness matrices are calculated by using the hermitian polynomials including the effects of internal hinge and shear deformation as the shape function. Numerical results are presented for the selected test problems which demonstrate that both elements represent reliable and highly accurate tools.

본(本) 논문(論文)에서는 내부(內部)힌지가 있는 평면(平面) 뼈대구조(構造)의 기하학적(幾何學的)인 비선형(非線型)을 수행하기 위한 두 가지 해석방법(解析方法) 즉, 유한분절법(有限分節法)과 유한요소법(有限要素法)을 제시한다. 유한분절법(有限分節法)의 경우에는 내부(內部)힌지에 대한 경계조건(境界條件)이 고려된 평형방정식(平衡方程式)과 힘-변위(變位) 관계식(關係式)을 직접(直接) 적분(積分)하여 엄밀한 접선강도(接線剛度) 매트릭스를 유도한다. 유한요소법(有限要素法)의 경우에는 내부(內部)힌지와 전단변형(剪斷變形)의 영향이 고려된 Hermitian 다항식(多項式)을 형상함수(形狀凾數)로 사용하여 탄성(彈性) 및 기하학적(幾何學的)인 강도(剛度)매트릭스를 산정한다. 제시된 이론(理論)의 정확성(正確性)과 타당성(妥當性)을 입증(立證)하기 위하여, 선택된 예제(例題)의 해석결과(解析結果)를 제시한다.