본 연구에서는 구조 요소의 응력해석을 위한 무요소 RPIM(Meshfree Radial Point Interpolation Methods)법을 제시한다. 이를 위하여 먼저 무요소법의 형상함수와 무요소 RPIM법의 정식화 과정 및 프로그래밍을 간략히 한다. 절점보간법은 방사기저함수와 다항기저함수를 포함하고 있고 이 중 다항기저함수는 특이성문제를 극복할 수 있다. 게다가 무요소 RPIM법의 보간함수는 영향영역의 절점을 통과하고 형상함수는 크로네커 델타 성질을 갖고 있으므로 최소자승법에 기반을 둔 무요소법보다 쉽게 필수경계조건을 만족시킨다. 본 연구의 정확성을 확인하기 위하여, 캔틸레버형 평판, 유공평판, 속이 빈 원통 문제의 수치예제를 수행하고 이론 해와 유한요소법 결과를 비교, 분석한다.

단층 래티스 돔은 작은 단면의 선 부재 조합으로 전체구조물이 구성되는 특성상 구성부재의 세장비, 부재 반개각 하중조건, 접합부 특성 등에 매우 큰 영향을 받으므로, 비선형 좌굴해석에 의한 좌굴하중을 사용해야 하지만 여러 가지 현실적 제약이나 문제점 등에 의해 이러한 것이 제대로 반영되지 않은 설계가 이루어지고 있다. 이러한 이유로 돔 구조물의 설계 시 부재의 과다 설계, 자유로운 형상 설계의 제약 등의 문제점들이 나타나는 것이 지금의 현실이다. 따라서 이 논문의 목적은 위에서 언급된 문제점을 해결하기 위하여 고유치 해석을 통한 선형 좌굴해석에 기초한 비선형 좌굴하중을 예측하고 이를 이용함으로서 보다 효과적인 설계를 가능케 하는 설계식을 제안하는 데 있다.

A steel frame is one of the most commonly used structural systems due to its resistance to various types of applied loads. Many studies have been conducted to investigate the effects of connection flexibility, support conditions, and beam-to-column stiffness ratio on the story drift of a frame. Based on the results of these studies, several design guides have been proposed. This research has been conducted to predict the actual behavior of a double angle connection, and to establish its effect on the story drift and the maximum allowable load of a steel frame. For these purposes, several experimental tests were conducted and a simplified analytical model was proposed. This simplified analytical model consists of four spring elements as well as a column member. In addition, a point bracing system was proposed to control the excessive story drift of an unbraced steel frame.

더블앵글 접합부는 저층 철골조에 많이 사용된다. 본 연구에서는 더블앵글 접합부에 사용된 볼트의 개수 변화가 접합부 회전강성 변화에 미치는 영향을 시험을 통하여 파악하고, 모멘트-회전각 관계 곡선의 회귀분석을 통하여 초기강성, 소성강성, 참조모멘트, 곡선형태변수 등을 획득하였다. 또한 더블앵글 접합부의 초기강성이 접합부의 모멘트 지지능력을 파악하는데 매우 중요한 변수라는 것이 밝혀졌기 때문에 이러한 초기강성 산정을 위한 해석모델도 제안하였다.

저층 철골조의 시공에 있어서 더블앵글 접합부는 매우 효과적인 접합부의 한 형태로 취급된다. 더블앵글 접합부의 접합부 강성은 앵글의 두께, 볼트 게이지 거리, 볼트의 개수 등과 같은 여러 변수에 따라서 변화한다. 본 연구에서는 볼트수의 변화가 더블앵글 접합부의 모멘트-회전각 관계에 미치는 영향을 파악하기 위하여 세 개의 더블앵글 접합부 실험이 수행되었다. 각각의 실험결과에 근거하여 각 실험에 사용된 더블앵글의 회전강성은 회귀분석을 통하여 산정되었다. 회귀분석결과 더블앵글 접합부의 접합부 강성은 볼트의 개수가 증가함에 따라서 함께 증가한다는 결론을 얻었다.

Frame is one of the most commonly used structural systems for the resistance of applied loads. Many researchers have recently conducted their studies to investigate the effect of several parameters such as the connection flexibility, boundary condition of each support, beam-to-column stiffness ratio. These parameters play important roles on the characteristic behavior of frames. A simplified spring model is proposed to obtain the story drifts of frames with various beam-to-column connection stiffnesses in this research. A point bracing system with adequate spring stiffness is also suggested to establish the relationship between the applied load and the resisting translational spring stiffness within the limit state of story drift.