모듈러 건축물은 철근콘크리트 및 철골 구조물에 비하여 상대적으로 경량이고, 단위 모듈간 기둥의 일체성을 기대하기 어려운 구조적 특성을 가진다. 이와 같은 구조적 특성은 모듈러 건축물의 높이가 높아짐에 따라 바람 및 지진과 같은 횡력저항성능에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 횡력저항성능을 향상시키기 위해 긴장재를 활용한 모듈러 구조시스템을 제안하였다. 모듈러 구조시스템을 구성하는 주요 요소인 포스트텐션 기둥-바닥 접합부는 셀프 센터링 거동을 유도하기 위한 형상 및 상세를 가진다. 포스트텐션 기 둥-바닥 접합부의 이력 거동을 상세히 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 그 결과 초기 긴장력 및 보-기둥 접합부의 접합 조건에 따라 이력 거동은 확연한 차이를 보이는 것으로 나타났다.

This study carried out passenger safety assessment by real car crash simulation of composite post structures for road facilities. The effects of different material properties of composites for various parameters are studied using the LS-DYNA finite element program for this study. In this study, the existing finite element analysis of steel post structures using the LS-DYNA program is further extended to study dynamic behaviors of the structures made of various composite materials. The numerical results for various parameters are verified by comparing different models with displacements and stress distribution occurred in the post and car.

This study carried out real car crash simulation of composite post structures for road facilities. The effects of different material properties of composites for various parameters are studied using the LS-DYNA finite element program for this study. In this study, the existing finite element analysis of steel post structures using the LS-DYNA program is further extended to study dynamic behaviors of the structures made of various composite materials. The numerical results for various parameters are verified by comparing different models with displacements and stress distribution occurred in the post and car.

본 연구에서는 슬래브 하부철근이 포스트 텐션(PT) 플랫 플레이트 골조의 내진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위하여 슬래브-기둥 접합부에 슬래브 하부철근이 있는 경우와 없는 경우의3층, 9층 골조를 중력하중만 고려하여 설계하였다. 본 연구에서는 대상 건물을 비선형 정적 푸쉬오버 해석하여 기둥을 관통하는 슬래브 하부철근 유무에 따른 전체 구조시스템 거동을 평가하였다. 본 연구에서 사용한 접합부 모델은 뚫림 전단과 파괴메커니즘을 예측할 수 있도록 본 연구자들에 의하여 기존 연구에서 제안된 것이다. 본 연구 결과에 따르면 슬래브 하부철근은 PT 플랫 플레이트 골조의 내진성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 슬래브 하부 철근이 있는 PT 플랫 플레이트 골조는 슬래브 하부철근이 없는 골조에 비하여 최대 강도와 변형 능력이 크게 향상되었다.

보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.