강성등가하중의 정의와 응용
Definition and Application of Equivalent Load for Stiffness
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초록
본 연구에서는 요소의 추가 및 제거 또는 부분적인 강성 변경이 있을 때, 이러한 강성 변경이 전체 구조물의 거동에 미치는 영향을 하중으로 표현한 강성등가하중을 제안한다. 강성등가하중에 의한 재해석은 초기 구조물을 대상으로 하므로 이미 계산된 강성행렬 및 역행렬을 다시 사용할 수 있어 재해석 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 강성등가하중의 개념을 정의하고 간단한 병렬 스프링 구조물을 이용하여 강성등가하중 산정 가능성에 대하여 우선 기술한다. 다음으로 일반적인 골조 구조물에서 강성 변경에 대한 강성등가하중 산정 절차를 제안하고, 마지막으로 몇몇 강성 변경 사례에 대한 강성등가하중 산정 및 해석결과를 제시함으로써 제안된 기법을 검증한다. 강성등가하중은 향후 비선형해석, 구조물 거동 및 응력 제어 등 다양한 문제에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
This paper presents the equivalent nodal load for the element stiffness which represents the influence of the stiffness change such as the addition of elements, the deletion of elements, and/or the partial change of element stiffness. The reanalysis of structure using the equivalent load improves the efficiency very much because the inverse of the structural stiffness matrix, which needs a large amount of computation to calculate, is reused in the reanalysis. In this paper, the concept of the equivalent load for the element stiffness is described and some numerical examples are provided to verify it.
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