본 연구에서는 비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 자유진동 및 처짐해석을 위하여 박벽단면을 갖는 기존의 곡선보 이론의 단점을 보완하고자 도심-전단중심 정식화에 근거한 개선된 곡선보 이론을 제시한다. 변위장은 각각 도심과 전단중심에서 정의한 변위파라미터를 도입하여 나타내었으며 곡선보의 두께-곡률 효과와 회전관성효과를 고려한 개선된 변형에너지와 운동에너지를 엄밀하게 유도하였다. 본 연구의 타당성과 정확성을 증명하기 위하여 Hermitian 곡선보요소를 사용한 유한요소해석을 수행하였으며 해석 결과들을 도심 정식화에 의하여 산정한 결과, 선행 연구자 결과 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용한 결과와 비교하였다.

To overcome the drawback of currently available curved beam theories having non-symmetric thin-walled cross sections, a curved beam theory based on centroid-shear center formulation is presented for the spatially coupled free vibration and elastic analyses. For this, the displacement field is expressed by introducing displacement parameters defined at the centroid and shear center axes, respectively. Next the elastic strain and kinetic energies considering the thickness-curvature effect and the rotary inertia of curved beam are rigorously derived by degenerating the energies of the elastic continuum to those of curved beam. In order to illustrate the validity and the accuracy of this study, FE solutions using the Hermitian curved beam elements are presented and compared with the results by centroid formulation, previous research and ABAQUS's shell elements.

• 김남일(한양대학교 건설환경공학과 연구교수, 공학박사) | Kim, Nam-Il
• 최정호( 한경대학교 토목공학과 부교수) | 최정호