대공간 구조물은 3차원적인 힘의 흐름과 면내력에 의해 외부하중에 대한 저항 능력을 극대화 시킨 형태 저항 구조로서, 일반적인 골조와는 달리 부재에 대한 유한 변형을 동반 하므로 정적, 동적 해석에 관계없이 비선형 해석이 요구 된다. 대공간 구조물의 정확한 구조 해석을 수행하기 위해서는 기하학적 비선형 및 재료적 비선형 뿐 아니라 두 효과를 함께 고려한 비선형 해석이 필요하다. 기하학적 비선형 문제가 구조재료의 특성 및 위치에 따른 비선형을 고려하지 못하고, 구조재료의 비선형 문제가 기하학적 형상에 따른 비선형을 고려하지 못한다는 상호간의 단점을 해결하기 위하여, 본 논문에서는 유한요소법으로 기하학적 비선형을 고려한 비선형 평형방정식을 적용하고, 부재의 응력-변형률 관계를 이용하여 재료적 비선형성도 함께 고려하였다. 사용된 수치해석 기법은 불안정 경로의 해를 찾아갈 수 있는 호장법을 적용하여 하중-변위 곡선을 추적하였다. 본 연구의 수치 해석결과 제시한 평면 트러스의 비탄성 비선형 거동을 정확하고 효율적으로 예측 가능한 것으로 나타났다.

이 연구는 공간 트러스의 비선형 해석을 위한 해석기법의 수치해석적 효율성에 관한 것으로써, 좌굴 이후의 거동 파악이 가능한 복합 호장법을 제안하였다. 복합 호장범은 현 강성변수를 제어변수로 사용하여, 안정구간에서는 선취법이 첨가된 Secant-Newton법을 사용하여, 불안정구간에서는 가속법이 첨가된 호장법을 사용하는 방법이다. 해석기법의 효율성을 비교하기 위하여 제시된 수지예제에 대한 해의 정확성, 수렴성, 계산시간을 기존의 호장법과 비교하였다. 공간 트러스의 기하학적 비선형 해석에 있어서는 이 연구에서 제안된 복합 호장법이 기존의 호장법보다 수치 해석적 효율성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.

고장력강이 구조강재로서 널리 사용되고 있다. 구조물의 극심한 하중을 받게되면 최종강도에 도달할 때까지 좌굴을 동반하게 된다. 그러므로, 고장력강판의 좌굴에 대한 정확한 평가가 중요한 설계기준이 되고 있다. 그러나, 고장력강을 효율적으로 사용하기 위해서는 좌굴허용설계를 도입할 수 있도록 판구조물의 판두께가 얇아져야 한다. 따라서, 박판구조물의 합리적인 설계를 하기 위해서는 좌굴후거동해석이 매우 중요하다. 그러므로, 본 논문에서는 호장증분법을 이용하여 압출하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴후거동과 2차좌굴강도에 대하여 규명하였다. 특히, 호장증분법을 좌굴정에서의 하중경로를 추정하기 위하여 적용하였다.

비선형 알고리즘으로 Arc legnth method를 사용하여 변형률 요소 기법에 의해 구성된 전단 효과를 고려한 곡선보 요소를 이용하여 아치보(arch beam)의 스냅좌굴(snap buckling)현상을 해석함으로써 접선 강성행렬의 선택에 따른 알고리즘의 수렴 특성을 검토하였다. 또한 아치보의 스냅 좌굴현상에서 아치보의 길이와 높이의 비에 따른 스냅 좌굴 진전 특성을 검토하였다.