매트릭스 구조해석

testwiki
둘러보기로 이동 검색으로 이동

상위 문서 : 구조역학

종류

  • 응력법(Force Method) : 힘을 미지수로 하여 적합조건식 구성, 부재력 해석. 활용도 낮음.
    • 연성법(Flexibility method)
    • 적합법(Compatibility method)
  • 변위법(Displacement method) : 변위를 미지수로 하여 평형방정식 구성, 부재력 해석. 일반적으로 응력법보다 미지수 개수가 많지만, 컴퓨터로 풀기 용이하기 때문에 더 중요하다.[1]
    • 강성도법(Stiffness method)

응력법

Δ1+Δ11R1+Δ12R2+Δ13R3=0

Δ2+Δ21R1+Δ22R2+Δ23R3=0

Δ3+Δ31R1+Δ32R2+Δ33R3=0

적합방정식

{Δ1Δ2Δ3}+[Δ11Δ12Δ13Δ21Δ22Δ23Δ31Δ32Δ33]{R1R2R3}={000}

{Δ} + [F]{R} = {0}

{Δ} : 외력에 의한 변위벡터
[F] : 연성계수(Flexibility coefficient) 행렬

{R}=[F]1{Δ}

변위법

강성도법

Stiffness method. 용수철을 생각했을 때 p의 힘을 주면 Δ의 변위가 생긴다고 하자. 이때 둘의 관계를 다음으로 나타낸다.

p=kΔ
k : 단위변위를 발생시키기 위한 힘. 강성(stiffness)=EAL
EA : 축강성(Axial rigidity)

축력을 받는 부재의 강성방정식

{pipj}=[EALEALEALEAL]{ΔiΔj}

휨부재의 강성방정식

{qiMiqjMj}=[12EIL36EIL212EIL36EIL26EIL24EIL6EIL22EIL12EIL36EIL212EIL36EIL26EIL22EIL6EIL24EIL]{viθivjθj}

휨-축력 부재의 강성방정식

{piqiMipjqjMj}=[EAL00EAL00012EIL36EIL2012EIL36EIL206EIL24EIL06EIL22EILEAL00EAL00012EIL36EIL2012EIL36EIL206EIL22EIL06EIL24EIL]{uiviθiujvjθj}

경사재 부재력 좌표변환

{PQ}=[cosβsinβsinβcosβ]{pq}

경사재의 강성행렬

[PiQiPjQj]=EAL[c2scc2scscs2scs2c2scc2scscs2scs2][UiViUjVj]s=sinβc=cosβ (for a truss element at angle β)

휨과 축력을 받는 경사재의 강성행렬

{PiQiMiPjQjMj}=[c2AEL+s212EIL3sc(AEL12EIL3)s2AEL+c212EIL3Symmetrics6EIL2c6EIL24EILc2AELs212EIL3sc(AEL12EIL3)s6EIL2c2AEL+s212EIL3sc(AEL12EIL3)s2AELc212EIL3c6EIL2sc(AEL12EIL3)s2AEL+c212EIL3s6EIL2c6EIL22EILs6EIL2c6EIL24EIL]{UiViθiUjVjθj}

각주

  1. McCormac, <<구조해석>>, 493쪽, 동화기술