KR101365778B1 - Structural analysis method of large structrue - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구조 해석 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 대규모 구조물에 적용 가능한 구조 해석 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a structural analysis method, and more particularly to a structural analysis method applicable to large-scale structures.
일반적으로 건물 등 구조물을 설계할 때에는, 구조 해석을 통해 골조를 이루는 각 구조 부재에 발생하는 응력을 계산하고, 그에 의해 부재의 허용내력 등을 효율적으로 설계함으로써 구조물의 안전성과 경제성을 확보한다. In general, when designing a structure such as a building, a structural analysis is performed to calculate stresses generated in each structural member constituting a frame, thereby efficiently designing the allowable strength of the member and the like, thereby securing the safety and economic efficiency of the structure.
특히 초고층 건물 등 대규모 구조물의 경우, 일반 구조물에서 고려하는 구조 부재의 응력 뿐만 아니라, 구조 부재의 변형량까지도 고려해야 한다. 이를 위해 대규모 구조물, 예를 들어 초고층 건물의 구조 해석시 진행되는 소위 시공단계 해석은 다음과 같은 순서로 진행된다. Especially in the case of large-scale structures such as high-rise buildings, not only the stress of the structural members considered in general structures but also the amount of deformation of the structural members should be considered. For this purpose, the so-called construction stage analysis, which is performed in the structural analysis of a large-scale structure, for example, a skyscraper, is performed in the following order.
먼저, 초고층 건물의 골조를 이루는 복수의 구조 부재에 치수 및 재료 등을 입력하여 초고층 건물의 골조를 프로그램에 의해 모델링 한다. 그러고 나서 하층부로부터 상층부까지 층별로 시공 순서에 따라 순차적으로 구조 부재들에 가해지는 하중을 입력한다. 이때, 층별 시공 순서에 따른 하중에 의해 구조 부재들에 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 각각 산정한다. First, a model of a high-rise building is modeled by inputting dimensions and materials to a plurality of structural members forming a high-rise building. Then, the loads applied to the structural members are sequentially input in the construction order for each floor from the lower floor to the upper floor. At this time, the amount of deformation and the stress distribution accumulated cumulatively on the structural members by the load according to the construction order for each floor are calculated.
즉, 한 개 층의 하중을 입력하면, 그 아래에 있는 모든 층의 구조 부재들에 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 각각 산정하고, 그 위에 다른 한 개 층의 하중을 입력하면, 다시 그 아래에 있는 모든 층의 구조 부재들에 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 각각 산정하는 반복적인 작업이 수행된다. In other words, when the load of one layer is input, the amount of strain and the stress distribution accumulated in the structural members of all the layers below it are respectively calculated, and the load of the other layer is input again. An iterative operation is performed to separately calculate the amount of strain and the stress distribution that accumulate cumulatively in the structural members of all underlying layers.
하지만, 이러한 종래의 시공단계 해석은 모든 시공단계에 대해 전체 구조 부재들에 발생하는 변형량 및 응력분포를 반복적으로 해석하기 때문에 시간과 자원 측면에서 비효율적인 문제점이 있다. However, this conventional construction stage analysis has an inefficient problem in terms of time and resources because it repeatedly analyzes the deformation and stress distribution occurring in the entire structural members for all construction stages.
본 발명의 목적은 효율적인 해석이 가능한 대규모 구조물의 구조 해석 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a structural analysis method of a large-scale structure capable of efficient analysis.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 대규모 구조물의 구조 해석 방법은 대규모 구조물의 골조를 이루는 복수의 구조 부재에 입력 조건을 입력하여 대규모 구조물의 골조를 프로그램에 의해 모델링하는 단계; 상기 골조의 시공 순서에 따라 순차적으로 상기 구조 부재들에 가해지는 하중을 입력하는 단계; 및 상기 골조의 시공 순서에 따라 상기 구조 부재들에 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 각각 산정하는 단계를 포함하되, 상기 변형량 및 응력분포를 각각 산정하는 단계에서, 각 골조의 시공 위치로부터 일정한 거리의 구간으로 정의되는 구획부의 경우, 상기 하중에 의해 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정하고, 상기 구획부 보다 더 멀리 떨어져 배치된 구조 부재들의 경우, 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형량 및 응력분포를 산정한다. In order to achieve the above object, the structural analysis method of a large-scale structure according to an embodiment of the present invention comprises the steps of modeling the framework of the large-scale structure by inputting input conditions to a plurality of structural members constituting the frame of the large-scale structure; Inputting loads applied to the structural members sequentially according to the construction order of the frame; And calculating, respectively, the amount of deformation and the stress distribution accumulated in the structural members according to the construction order of the frame, in the step of calculating the amount of deformation and the stress distribution, respectively, from the construction position of each frame. In the case of a partition defined as a section of distance, the strain and stress distribution accumulated cumulatively by the load are calculated, and in the case of structural members disposed farther than the partition, a load sharing ratio is allocated to each structural member. Calculate proportionally each strain and stress distribution by
여기서, 상기 대규모 구조물은 초고층 건물이고, 상기 시공 순서는 하층부로부터 상층부까지 층별로 시공하는 순서이며, 상기 구획부는 층별 최상층으로부터 아래쪽을 향하는 복수의 층으로 정의되고, 상기 구획부 보다 더 멀리 떨어져 배치된 구조 부재들은 상기 구획부의 아래의 층들에 배치된 구조 부재들일 수 있다. Here, the large-scale structure is a high-rise building, the construction order is the order to be installed by floor from the lower floor to the upper floor, and the partition is defined by a plurality of floors downward from the top floor by floor, disposed farther than the partition The structural members can be structural members disposed in the layers below the partition.
나아가, 상기 구획부는, 높이의 합이 상기 초고층 건물의 건물 폭 길이에 해당하도록 층수가 정해질 수 있다. Furthermore, the number of floors may be determined such that the sum of the heights corresponds to the building width of the skyscraper.
아울러, 상기 입력 조건은, 상기 구조 부재의 위치, 치수, 재료, 구속력, 접합조건 및 지점조건 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. In addition, the input condition may include at least one of a position, a dimension, a material, a constraint force, a bonding condition, and a point condition of the structural member.
게다가, 상기 하중은, 상기 구조 부재들의 자중 및 마감시 설치되는 마감 부재의 하중 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. In addition, the load may include at least one of the weight of the structural members and the load of the closing member installed at the closing.
더욱이, 상기 변형량은, 탄성 변형량, 크리프(creep) 변형량 및 건조수축 변형량 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. Furthermore, the deformation amount may include at least one of an elastic deformation amount, a creep deformation amount, and a dry shrinkage deformation amount.
본 발명의 실시예에 따른 대규모 구조물의 구조 해석 방법에 의하면, According to the structural analysis method of a large-scale structure according to an embodiment of the present invention,
첫째, 종래의 시공단계 해석이 모든 시공단계에 대해 전체 구조부재들의 변형량 및 응력분포를 각각 산정하여 해석하는 것과 달리, 구획부의 구조 부재들만 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정하고, 구획부 보다 더 멀리 떨어져 배치된 구조 부재들은 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형 및 응력분포를 산정하므로, 구조 해석을 위한 시간과 자원의 절약이 가능하다. First, unlike the conventional construction stage analysis to calculate and analyze the deformation amount and stress distribution of the entire structural members for all construction stages, the deformation amount and the stress distribution that cumulatively occur only in the structural members of the compartment, Structural members arranged farther apart calculate angular strain and stress distribution proportionally by the load sharing ratios assigned to the structural members, thus saving time and resources for structural analysis.
둘째, 초고층 건물의 경우에도, 층별 최상층으로부터 아래쪽을 향하는 복수의 층인 구획부의 구조 부재들만 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정하고, 구획부의 아래의 층들에 배치된 구조 부재들은 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형 및 응력분포를 산정하므로, 구조 해석을 위한 시간과 자원의 절약이 가능하다. Second, even in the case of a high-rise building, only the structural members of the partition, which are a plurality of floors downward from the top floor, calculate cumulative strain and stress distribution, and the structural members disposed on the floors below the partition are each structural members. Since each strain and stress distribution are estimated proportionally by the load sharing ratio, the time and resources for structural analysis can be saved.
셋째, 구획부의 높이의 합을 초고층 건물의 건물 폭 길이에 해당하도록 정할 수 있어 구획부의 구획 기준을 쉽게 정할 수 있다. Third, the sum of the heights of the partitions can be set to correspond to the building width of the skyscraper, so that the partition standard of the partition can be easily determined.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대규모 구조물의 구조 해석 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초고층 건물의 구조 해석 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초고층 건물의 n층에서의 구조 해석 방법을 나타내기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초고층 건물의 n+1층에서의 구조 해석 방법을 나타내기 위한 개념도이다. 1 is a flow chart showing the procedure of the structural analysis method of a large-scale structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a procedure of a structural analysis method of a tall building according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a structural analysis method on the n-floor of a high-rise building according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a structural analysis method on the n + 1 floor of a tall building according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대규모 구조물의 구조 해석 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다. 1 is a flow chart showing the procedure of the structural analysis method of a large-scale structure according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 대규모 구조물의 구조 해석 방법은 단계 S110 내지 단계 S130을 포함한다. Referring to FIG. 1, the method for structural analysis of a large-scale structure includes steps S110 to S130.
단계 S110에서는 대규모 구조물의 골조를 이루는 복수의 구조 부재에 입력 조건을 입력하여 대규모 구조물의 골조를 프로그램에 의해 모델링한다. In step S110, input conditions are input to a plurality of structural members constituting the framework of the large-scale structure to model the framework of the large-scale structure by a program.
단계 S120에서는 골조의 시공 순서에 따라 순차적으로 구조 부재들에 가해지는 하중을 입력한다. 시공 순서는 수평 방향, 수직 방향, 경사진 방향 등 설계 및 현장 여건에 따라 다양한 순서로 진행될 수 있으며, 다양한 시공 순서에 본 구조 해석 방법의 적용이 가능하다.In step S120, loads applied to the structural members are sequentially input according to the construction order of the frames. The construction sequence can proceed in various orders according to the design and site conditions such as horizontal direction, vertical direction, inclined direction, and the present structural analysis method can be applied to various construction orders.
단계 S130에서는 골조의 시공 순서에 따라 구조 부재들에 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 각각 산정한다. In step S130, the amount of deformation and the stress distribution accumulated in the structural members according to the construction sequence of the frame are respectively calculated.
이때, 각 골조의 시공 위치로부터 일정한 거리의 구간으로 정의되는 구획부의 경우, 하중에 의해 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정한다. 또한, 구획부 보다 더 멀리 떨어져 배치된 구조 부재들의 경우, 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형량 및 응력분포를 산정한다.At this time, in the case of the partition part defined by the section of a fixed distance from the construction position of each frame, the deformation amount and stress distribution which accumulate cumulatively by a load are calculated. In addition, in the case of structural members arranged farther than the partitions, the amount of deformation and the stress distribution are proportionally calculated by the load sharing ratios assigned to the respective structural members.
특히, 이러한 대규모 구조물은 대칭적인 구조의 정형 구조물 뿐만 아니라, 비대칭적인 구조의 비정형 구조물에도 적용이 가능하다.
In particular, such large-scale structures can be applied not only to symmetric structured structures but also to asymmetric structured structures.
이하에서는 이러한 구조 해석 방법을 더욱 구체적으로 설명하기 위해 초고층 건물을 예로 들어 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초고층 건물의 구조 해석 방법의 순서를 나타낸 흐름도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초고층 건물의 n층에서의 구조 해석 방법을 나타내기 위한 개념도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초고층 건물의 n+1층에서의 구조 해석 방법을 나타내기 위한 개념도이다. Hereinafter, in order to describe in more detail such a structural analysis method will be described taking an example of a skyscraper. 2 is a flow chart showing a procedure of the structural analysis method of a tall building according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a conceptual diagram for showing a structural analysis method on the n floor of a tall building according to an embodiment of the present invention, Figure 4 Is a conceptual diagram for illustrating a structural analysis method on the n + 1 floor of a tall building according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 초고층 건물의 구조 해석 방법은 단계 S210 내지 단계 S230을 포함한다. 2 to 4, the structural analysis method of the tall building includes steps S210 to S230.
먼저, 단계 S210은 초고층 건물의 골조를 이루는 복수의 구조 부재에 입력 조건을 입력하여 초고층 건물의 골조를 프로그램에 의해 모델링하는 단계이다. 여기서, 구조 부재는 슬래브, 보, 거더, 기둥 및 벽체 등을 포함하게 된다. 또한, 입력 조건은 구조 부재들의 위치, 치수, 재료, 구속력, 접합조건 및 지점조건(boundary condition) 중에서 적어도 하나 이상을 포함한다. 여기서, 구조 부재의 위치란 대규모 구조물 내에서 절대적인 위치 또는 상대적인 위치 어느 것이든 될 수 있다. 또한, 구속력이란 구조 부재에 가하는 물리적인 힘, 예를 들어 포스트텐션(post tension) 등 프리스트레스(prestress)가 될 수 있다. First, step S210 is a step of modeling a framework of a skyscraper by inputting input conditions to a plurality of structural members constituting a framework of a skyscraper. Here, the structural members include slabs, beams, girders, pillars and walls. The input condition also includes at least one of the location, dimensions, materials, constraints, bonding conditions and boundary conditions of the structural members. Here, the position of the structural member may be either an absolute position or a relative position within a large scale structure. In addition, the restraining force may be a physical force applied to the structural member, for example, a prestress such as a post tension.
단계 S220에서는 하층부로부터 상층부까지 층별로 시공 순서에 따라 순차적으로 구조 부재들에 가해지는 하중을 입력한다. 참고로 본 실시예에서는 시공 순서가 하층부로부터 상층부까지 시공되는 것을 예로 들었지만, 탑다운(top-down) 공법처럼 하층부로부터 상층부, 상층부로부터 하층부로 동시에 진행되는 공법에서는 상층부로부터 하층부로 진행되는 시공 순서에서도 본 구조 해석 방법의 적용이 가능하다. In step S220, the loads applied to the structural members are sequentially input according to the construction order for each floor from the lower floor to the upper floor. For reference, in the present embodiment, the construction order is taken from the lower layer to the upper layer as an example, but in the construction process that proceeds from the lower layer to the upper layer and the upper layer to the lower layer at the same time as the top-down method, the construction sequence proceeds from the upper layer to the lower layer. Application of this structural analysis method is possible.
한편, 여기서의 하중은 구조 부재들의 자중 및 마감시 설치되는 마감 부재의 하중 등을 적어도 하나 이상 포함한다. 뿐만 아니라, 하중은 초고층 건물의 외부에서 가해지는 풍력이나 지진력 등을 포함할 수도 있다. On the other hand, the load here includes at least one or more of the weight of the structural members and the load of the finishing member installed at the time of finishing. In addition, the load may include wind or seismic forces applied to the exterior of the skyscraper.
마지막으로, 단계 S230에서는 층별 시공 순서에 따라 하중에 의해 구조 부재들에 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 각각 산정한다. 여기서, 변형량은 탄성 변형량, 크리프(creep) 변형량 및 건조수축 변형량 중에서 적어도 하나 이상을 포함한다. Finally, in step S230, the amount of deformation and the stress distribution accumulated cumulatively on the structural members by the load are calculated according to the construction order of each floor. Here, the deformation amount includes at least one of an elastic deformation amount, a creep deformation amount and a dry shrinkage deformation amount.
이때, 층별 최상층으로부터 아래쪽을 향하는 복수의 층으로 정의되는 구획부의 구조 부재들의 경우, 하중에 의해 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정한다. 또한, 구획부의 아래의 층들에 배치된 구조 부재들의 경우, 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형량 및 응력분포를 산정한다. 여기서, 구획부는 높이의 합이 초고층 건물의 건물 폭 길이에 해당하도록 층수가 정해질 수 있다(이 또한 상 브낭 원리가 적용된 것으로 자세한 내용은 후술한다).At this time, in the case of the structural members of the partition portion defined by a plurality of layers downward from the uppermost layer for each layer, the amount of deformation and the stress distribution accumulated cumulatively by the load are calculated. In addition, in the case of the structural members arranged in the layers below the partition, each strain and stress distribution are proportionally calculated by the load sharing ratios assigned to the respective structural members. Here, the number of floors may be determined such that the sum of the heights corresponds to the width of the building of the skyscraper (this also applies to the Sang-Ben principle, which will be described later).
이를 도 3 및 도 4를 통해 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 3 및 도 4에서 총 층수가 N개 층인 초고층 건물의 폭 길이는 W로 정의하였고, 이때 n층, n-1층, n-2층, n-3층, n-4층의 각각의 층고인 hn, hn -1, hn -2, hn -3, hn -4의 합이 W가 된다고 가정한다. 예를 들어, W=20m인 경우, 건물의 층고가 모두 동일하게 4m라면 5개층의 층고의 합이 20m가 되는 경우가 된다. 도면에서는 5개층을 예를 들었으나 일반적인 초고층 건물의 경우 10개층 내외가 구획부가 될 것이다. 물론 건물의 폭과 구획부의 높이의 합이 정확하게 일치하지 않을 수도 있으며, 여기서 구획부 높이의 합이 초고층 건물의 건물 폭 길이에 해당하도록 층수가 정해진다는 것은 양자가 정확하게 일치하는 것이 아닌 대략적으로 유사한 것을 의미하는 것으로 정의한다. This will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 as follows. In FIG. 3 and FIG. 4, the width of a tall building having a total of N floors is defined as W, wherein each floor height of n floors, n-1 floors, n-2 floors, n-3 floors, and n-4 floors is defined. Assume that the sum of h n , h n -1 , h n -2 , h n -3 , and h n -4 is W. For example, when W = 20m, if the heights of the buildings are all equal to 4m, the sum of the heights of the five floors is 20m. Although five floors are exemplified in the drawing, in the case of a general high-rise building, the partitions will be around 10 floors. Of course, the sum of the widths of the buildings and the heights of the compartments may not be exactly the same, where the number of floors is set so that the sum of the heights of the compartments corresponds to the building width of the tall building is roughly similar, not exactly identical. Defined as meaning.
즉, 도 3에 도시된 것처럼 n층이 최상층일 경우의 구조 해석시에는 구획부는 n층, n-1층, n-2층, n-3층, n-4층이 된다. 구획부인 n층, n-1층, n-2층, n-3층, n-4층에 배치된 구조 부재들의 경우, 하중에 의해 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정한다. 또한, 구획부의 아래의 층들, 즉 n-5층 이하에 배치된 구조 부재들의 경우, 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형량 및 응력분포를 산정한다. 종래의 시공 단계 해석은 이와 달리 n층 아래의 모든 층들의 구조 부재들에 대해 하중에 의해 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정했기 때문에 당연히 시간과 자원면에서 비효율적일 수 밖에 없었다. That is, in the structural analysis in the case where the n-layer is the uppermost layer, as shown in Fig. 3, the partitions are n-layer, n-1 layer, n-2 layer, n-3 layer, n-4 layer. In the case of structural members disposed in the n-layer, n-1, n-2, n-3, and n-4 layers, which are partitions, the amount of strain and the stress distribution accumulated cumulatively by load are calculated. In addition, in the case of structural members disposed below the partitions, that is, n-5 layers or less, each strain and stress distribution are calculated proportionally by the load sharing ratios assigned to the respective structural members. In contrast, the conventional construction step analysis is inevitably inefficient in terms of time and resources because it calculates the amount of deformation and the stress distribution accumulated by the load on the structural members of all the layers below the n layer.
다음으로, 도 4에 도시된 것처럼 n+1층이 최상층일 경우의 구조 해석시에는 구획부는 n+1층, n층, n-1층, n-2층, n-3층이 된다. 구획부인 n+1층, n층, n-1층, n-2층, n-3층에 배치된 구조 부재들의 경우, 하중에 의해 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정한다. 반면, 구획부의 아래의 층들, 즉 n-4층 이하에 배치된 구조 부재들의 경우, 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형량 및 응력분포를 산정하게 된다. Next, in the structural analysis in the case where the n + 1 layer is the uppermost layer as shown in Fig. 4, the partitions are n + 1 layer, n layer, n-1 layer, n-2 layer, n-3 layer. In the case of structural members arranged in the n + 1, n, n-1, n-2, and n-3 layers, which are partitions, the amount of strain and the stress distribution cumulatively generated by the load are calculated. On the other hand, in the case of structural members disposed below the partitions, that is, n-4 layers or less, each strain and stress distribution are proportionally calculated based on the load sharing ratios assigned to the structural members.
이러한 본 발명의 구조 해석 방법은 상 브낭(Saint Venant) 원리가 적용된 것이다. 상 브낭 원리란 일정한 단면을 가진 봉의 한쪽 끝단을 고정하고 다른쪽 끝단에서 축 방향으로 집중 하중을 단면의 중심에 가할 때, 하중이 작용하는 봉의 끝단으로부터 거리가 멀어져 어느 거리 이상의 지점에서는 변형 모양, 변형률, 응력 분포가 균일 분포 하중이 가해지는 것과 같아진다는 원리이다. The structure analysis method of the present invention is applied to the Saint Venant principle. The upper-Benang principle means that when one end of a rod with a constant cross-section is fixed and a concentrated load is applied axially from the other end to the center of the cross-section, the distance from the end of the rod to which the load is applied is so far that the deformation shape, strain The principle is that the stress distribution becomes equal to the uniform distribution load applied.
이 원리는 작용하는 하중의 형태가 다를지라도 정적으로 증가(하중의 합의 크기와 방향이 일치)하면, 하중이 작용하는 지점으로부터 멀리 떨어져 있는 지점에서 물체의 거동은 하중의 형태에 크게 영향을 받지 않는다는 것이다. 예를 들어, 하중이 작용하는 지점에서 멀리 떨어진 위치에서의 거동을 파악하기 위해 복잡한 형태의 하중을 매우 단순한 형태로 이상화시킬 수 있는 방법인 것이다. This principle states that even if the type of load applied is statically increased (the magnitude and direction of the sum of the loads coincide), the behavior of the object at a point far from the point at which the load is applied is not significantly affected by the type of load. will be. For example, it is a way to idealize complex loads in a very simple way to understand the behavior at a location far from the point where the loads are applied.
물론 본 발명의 실시예에서처럼 대규모 구조물의 구조 해석시 상 브낭 원리를 적용할 경우 어느 정도의 오차는 발생할 수 있으나, 시공 단계 해석 역시 어느 정도의 오차는 발생하며 그 허용범위 내에 속하게 되므로 크게 문제가 되지는 않는다. Of course, when applying the Sang-Ben principle in the structural analysis of a large-scale structure, as in the embodiment of the present invention, some errors may occur, but the construction stage analysis also causes some errors and falls within the allowable range, which is not a big problem. Does not.
이렇게 본 발명의 실시예에 따르면, 구획부의 구조 부재들만 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정하고, 구획부 보다 더 멀리 떨어져 배치된 구조 부재들은 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형 및 응력분포를 산정하므로, 구조 해석을 위한 시간과 자원의 절약이 가능하다. Thus, according to an embodiment of the present invention, only the structural members of the partitions calculate the amount of deformation and stress distribution that occur cumulatively, and the structural members disposed farther than the partitions are proportional to the load sharing ratios assigned to the structural members. As each strain and stress distribution are estimated, it is possible to save time and resources for structural analysis.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of the present invention in order to facilitate the understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
W...건물의 폭 h...층고W ... the width of the building h ... the floor height
Claims (6)
상기 골조의 시공 순서에 따라 순차적으로 상기 구조 부재들에 가해지는 하중을 입력하는 단계; 및
상기 골조의 시공 순서에 따라 상기 구조 부재들에 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 각각 산정하는 단계를 포함하되,
상기 변형량 및 응력분포를 각각 산정하는 단계에서,
각 골조의 시공 위치로부터 일정한 거리의 구간으로 정의되는 구획부의 경우, 상기 하중에 의해 누적적으로 발생하는 변형량 및 응력분포를 산정하고,
상기 구획부 보다 더 멀리 떨어져 배치된 구조 부재들의 경우, 각 구조 부재들에 분담된 하중 분담률에 의해 비례적으로 각 변형량 및 응력분포를 산정하되,
상기 대규모 구조물은 초고층 건물이고,
상기 시공 순서는 하층부로부터 상층부까지 층별로 시공하는 순서이며,
상기 구획부는 층별 최상층으로부터 아래쪽을 향하는 복수의 층으로 정의되고,
상기 구획부 보다 더 멀리 떨어져 배치된 구조 부재들은 상기 구획부의 아래의 층들에 배치된 구조 부재들이고,
상기 구획부는,
높이의 합이 상기 초고층 건물의 건물 폭 길이에 해당하도록 층수가 정해지는 것을 특징으로 하는 대규모 구조물의 구조 해석 방법.Modeling a frame of a large structure by a program by inputting input conditions to a plurality of structural members forming a frame of a large structure;
Inputting loads applied to the structural members sequentially according to the construction order of the frame; And
Comprising the step of calculating the amount of deformation and the stress distribution accumulated in the structural members in accordance with the construction sequence of the frame, respectively,
In the step of calculating the deformation amount and the stress distribution, respectively,
In the case of the partition part defined by the section of a certain distance from the construction position of each frame, the deformation amount and stress distribution which accumulate cumulatively by the said load are calculated,
In the case of the structural members disposed farther than the partitions, the amount of deformation and the stress distribution are proportionally calculated by the load sharing ratios of the structural members.
The massive structure is a tall building,
The construction order is the order of construction by floor from the lower layer to the upper layer,
The partition is defined as a plurality of layers facing down from the top layer by layer,
Structural members disposed further away from the compartments are structural members disposed in the layers below the compartment,
The compartment,
Structural analysis method for a large-scale structure, characterized in that the number of floors is determined so that the sum of the height corresponds to the building width length of the skyscraper.
상기 입력 조건은,
상기 구조 부재의 위치, 치수, 재료, 구속력, 접합조건 및 지점조건 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 구조물의 구조 해석 방법.The method according to claim 1,
The input condition is,
The structural analysis method of a large-scale structure, characterized in that it comprises at least one or more of the position, dimensions, materials, constraints, bonding conditions and point conditions of the structural member.
상기 하중은,
상기 구조 부재들의 자중 및 마감시 설치되는 마감 부재의 하중 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 구조물의 구조 해석 방법.The method according to claim 1,
The load is,
Structural analysis method of a large-scale structure, characterized in that it comprises at least one or more of the weight of the structural member and the load of the closing member is installed when the finish.
상기 변형량은,
탄성 변형량, 크리프(creep) 변형량 및 건조수축 변형량 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 구조물의 구조 해석 방법.The method according to claim 1,
The deformation amount is,
A structural analysis method of a large-scale structure, characterized in that it comprises at least one or more of the amount of elastic deformation, creep deformation and dry shrinkage deformation.
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|---|---|---|---|
| KR1020120108111A KR101365778B1 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Structural analysis method of large structrue |
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| KR101365778B1 true KR101365778B1 (en) | 2014-02-20 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990016688A (en) * | 1997-08-19 | 1999-03-15 | 장병주, 이일쇄 | A Method for Measuring Response of a High-Rise Building to Earthquake Using Reaction Spectrum |
-
2012
- 2012-09-27 KR KR1020120108111A patent/KR101365778B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990016688A (en) * | 1997-08-19 | 1999-03-15 | 장병주, 이일쇄 | A Method for Measuring Response of a High-Rise Building to Earthquake Using Reaction Spectrum |
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